[发明专利]一种光催化处理含砷废水的装置

说明书

本发明涉及一种光催化处理含砷废水的装置，包括环形LED光源、光催化反应器、光催化材料、搅拌装置和冷却环；在所述光催化反应器的外层设置环形LED光源；在所述光催化反应器的内部设有冷却环，所述冷却环的作用是提供冷却循环水，保证反应温度所需；在光催化反应器的底部设有搅拌装置，以保证光催化反应时催化剂的均匀分布；所述的光催化材料由载体及负载在载体上的光催化剂组成，所述光催化剂采用溶胶凝胶法负载于载体表面。该装置可将含砷废水处理达标回用或排放，且成本较低。

技术领域

本发明涉及一种处理废水的装置，更具体地说涉及一种光催化处理含砷废水的装置，属于重金属污染废水处理领域。

背景技术

砷是地球外壳的组成元素，含砷岩石和土壤的风化和分解，可使地下水中砷浓度增大。砷也广泛的用作杀虫剂和森林防腐剂，其可通过腐蚀，分解，氧化还原反应，吸附作用进入天然水，从而形成水体的砷污染。砷污染的地下水正威胁到世界范围内上百万人的健康。特别是饮用未处理的地下水带来的慢性砷中毒，能造成各种健康损害，包括皮肤，肝，肾，肺等癌症。世界卫生组织在1993年制定了饮用水中砷的含量新标准，10μg/L。最近，中国等很多国家采纳了这一标准，将饮用水中砷的最大含量由50降低到10μg/L。世界范围内大多数供水系统需要增添砷处理工艺，以达到10μg/L的标准。因此，备受关注的砷中毒事件，及越来越严厉的政策法规，使努力寻找成本低，效率高的砷污染水净化工艺成为当务之急。

在自然水体中，砷一般以无机形式存在，主要是三价砷(As(III))和五价砷(As(V))的可溶性化合物。许多除砷技术如絮凝、沉淀、吸附等，能有效的脱除As(V)，而常常对毒性更大的As(III)除去效率低下。为了提高砷的去除效率，降低毒性，有必要将As(III)氧化为易处理的As(V)。

光催化氧化技术稳定、无毒、活性高，而且能利用廉价、清洁、无穷尽的太阳能，可以无选择性地矿化几乎所有的有机污染物和还原去除许多过渡金属离子，在环境治理上的应用前景极其诱人。

发明内容

本发明的目的解决现有技术存在的问题与不足，提供一种高效处理含砷废水的装置，该装置可将含砷废水处理达标回用或排放，且成本较低。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种光催化处理含砷废水的装置，包括环形LED光源、光催化反应器、光催化材料、搅拌装置和冷却环；在所述光催化反应器的外层设置环形LED光源；在所述光催化反应器的内部设有冷却环，所述冷却环的作用是提供冷却循环水，保证反应温度所需；在光催化反应器的底部设有搅拌装置，以保证光催化反应时催化剂的均匀分布；所述的光催化材料由载体及负载在载体上的光催化剂组成，所述光催化剂采用溶胶凝胶法负载于载体表面。

本发明的光催化处理含砷废水的装置，其进一步的技术方案是所述的LED光源由LED灯珠贴片制成，横截面为圆形，内部四周贴合光催化反应器的外层，同时光源的尺寸根据需要可进行调节。本发明可根据光波需求选择特定的灯珠，而LED灯珠的最主要特点就是寿命长，产热少。光源的尺寸根据需要可进行调节，便于光催化反应器的设计。

本发明的光催化处理含砷废水的装置，其进一步的技术方案是所述的光催化反应器由石英玻璃制成，横截面为圆形，外部四周贴合LED光源的内层，同时光催化反应器的尺寸可根据LED光源尺寸进行调节。本发明可根据灯源功率大小选择单双层设定，而双层即为夹套设计，同时可现实温度控制。

本发明的光催化处理含砷废水的装置，其进一步的技术方案还可以是所述的光催化材料载体为ZIF-8、Al₂O₃或活性炭；所述的光催化剂为TiO₂、改性TiO₂、ZrO₂或商品用P25。