[发明专利]一种废水废气光降解装置及其系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种废水废气处理装置及其系统，尤其是一种废水废气光降解装置及其系统。

背景技术

二氧化钛是一种能被紫外线活化的半导体。在紫外光的照射下，二氧化钛能够除去流体(包括空气和水)中的毒物，把有害的污染物分解成环境可接受的副产物。例如：二氧化钛可以分解烟中的焦油、有机物、细菌、病毒、霉菌以及其他的有机物。在光氧化降解过程中，需要的反应活性的表面积越大越好，这样才能处理大量的污水、废气。

国外20世纪90年代，就有人提出用二氧化钛光催化剂修饰的石英光纤作为紫外光的传播介质构筑用于废气废水处理的光纤式光催化反应器。他们期望将光纤传导光与光纤负载催化剂两者相结合，提高紫外光的传输效率制造高效率废弃废水光降解装置。但是，将二氧化钛光催化剂涂敷在普通的石英光纤表面或聚合物包层石英光纤的表面，通过紫外光在光纤中传播时的泄漏模式，使得光在光纤中的轴向传输的距离很有限，反应器长度一般不超过50厘米。所以，至今，研究开发的光纤型废气废水处理器中多采用较粗的裸露石英纤维束。但是，这种光纤束又硬而脆，在涂膜和反应器制作过程中极易发生断裂。

显然，以上现有技术对于大规模处理废水废气是不适用的。

发明内容

本发明的目的在于解决背景技术中所述的裸露的石英纤维在涂膜和反应器制作过程中极易发生断裂，绝大部分的传输光在靠近光输入端的侧面被折射出纤维，从而大大缩短了光在光纤中的轴向传输的距离的技术问题，从而提供一种基于以纳米二氧化钛光催化剂修饰的微结构光纤制成的光纤式光催化流体净化装置即废水废气光降解装置。

本发明的技术解决方案是：本发明是一种废水废气光降解装置，其特殊之处在于：所述废水废气光降解装置包括微结构光纤单体，所述微结构光纤单体包括光纤基质、空气孔道、空气孔道内表面上设置有二氧化钛纳米粒子层。

上述的二氧化钛纳米粒子呈膜状设置在空气孔道内表面上。

上述的孔道为多个，且成微结构光纤特征的周期性分布。

上述的废水废气光降解装置是由一个或多个微结构光纤单体组成。

上述的微结构光纤单体是微结构聚合物光纤单体。

一种废水废气光降解系统，包括光源、废水废气储罐、抽气抽水泵及分别和废水废气储罐、抽气抽水泵电连接的控制器，其特殊之处在于，该系统还包括废水废气光降解装置，所述废水废气储罐通过抽气抽水泵接入废水废气光降解装置；所述光源使入射光线照射在组成废水废气光降解装置的微结构光纤单体的包层的方向上。

上述的光源是紫外光源或太阳光。

上述的废水废气光降解装置为多个串联、并联、串联-并联或并联-并联在一起。

本发明的用于废水废气光降解的微结构聚合物光纤阵列孔道的内表面上设置有二氧化钛纳米粒子，大大提高了二氧化钛光催化剂的附载率，我们用太阳光作为光源从光纤包层方向入射，使受光面积大大增加，从而使处理系统规模可以无限大，从而为使用本发明构建一套基于微结构弥散光纤负载的纳米TiO₂光催化废水废气处理系统奠定了基础；并且本发明的可透紫外光的弥散微结构聚合物光纤负载TiO₂，使得本发明能够高效长距离侧面吸收紫外光，进一步使受光面积增加、提高了光催化效率。

附图说明

图1是本发明的组成废水废气光降解装置的微结构光纤单体端面结构示意图；

图2是本发明的废水废气光降解系统示意图；

图3是本发明的废水废气光降解系统中的多个废水废气光降解装置并联时的示意图；

图4是本发明的废水废气光降解系统中的多个废水废气光降解装置串联-并联时的示意图；

图5是本发明的废水废气光降解系统中的多个废水废气光降解装置并联-并联时的示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明的废水废气光降解装置包括用于废水废气光降解的微结构聚合物光纤单体1，本发明的微结构聚合物光纤单体1包括光纤基质2、孔道3、外包层4，光纤基质2设置在外包层4内，光纤基质2中设置有孔道3，孔道3的内表面上设置有二氧化钛纳米粒子层5，较佳的方式是将二氧化钛纳米粒子呈膜状设置孔道3的内表面上。

孔道3至少是一个也可以为数百个，当孔道3为数百个时，孔道3成微结构光纤特征的周期性分布。