[发明专利]一种用于处理有机废水的光催化及生物处理装置

说明书

技术领域

本发明属于环境保护中污水处理技术领域，具体涉及一种用于处理有机废水的装置。

背景技术

传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。光化学及光催化氧化法是目前研究较多的一项高级氧化技术。所谓光催化反应，就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，然后会发生化学反应生成新的物质，或者变成引发热反应的中间化学产物。光化学反应的活化能来源于光子的能量，在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。研究表明，目前有多种半导体纳米材料能处理多种有毒化合物，可以将水中的烃类、卤代烃、酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂和燃料油等很快地完全氧化为CO₂、H₂O等无害物质。但到目前为止纳米光催化材料技术仍未在废水处理方面得到广泛应用，主要是因为纳米颗粒分离困难，没有简单适用的处理设备。

通过纳米颗粒在载体表面负载，可以解决颗粒分离的问题。但负载有纳米颗粒的载体浸泡于水中的时候，激发光必须透过较厚（往往是数厘米以上）的溶液才能照射到催化剂上。而事实上，无论是在紫外光区还是可见光区，有机物溶液（尤其是带色有机物废水）都会有不同程度的光吸收，这势必会引起激发光不同程度的光损失，使得到达催化剂表面的光强度下降，从而使得光生电子和空穴的产率下降，最终使得污染物的降解效率降低。

臭氧发生器所产生的臭氧，通过气水接触设备扩散于待处理水中，通常是采用微孔扩散器、鼓泡塔或喷射器、涡轮混合器等。臭氧的利用率要达到90%以上是比较困难的，如果不充分利用，剩余臭氧还需要继续处理。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能充分利用光能、大大提高光催化效率的用于处理有机废水的光催化及生物处理装置。

本发明采用的技术方案是：本发明的底部是一个长方形箱体，长方形箱体内部以竖直的滤网分成生物填料区和曝气区，生物填料区内充满生物填料，曝气区内设有多个曝气头；生物填料区底部一侧接排水口；生物填料区正上方是一个楔形箱体，楔形箱体顶端是尖端并设有废水水槽，生物填料区和楔形箱体之间以波纹板分隔，波纹板的上表面上固定有磷酸银催化剂，在波纹板的每个波纹折弯处都开有多个通孔；楔形箱体的斜面透明并设在曝气区的斜上方，在斜面上从上至下有间隔地设有与楔形箱体底面相平行的多排锯齿状凹槽，从水槽出来的废水沿着楔形箱体的斜面落下；在楔形箱体内，在楔形箱体的斜面的对面内壁上设LED平板式光源，LED平板式光源下方设有一个通入空气和臭氧的混合气体的气体分布管，气体分布管的管壁上设置多个气孔；在每排锯齿状凹槽的齿部开有多个气体能通过的小孔，每排锯齿状凹槽内放置有多个氧化锌小球，氧化锌小球的外表面上负载有磷酸银催化剂。

与现有技术相比，本发明的优点是：（1）光效率大大提高；（2）将臭氧氧化、光催化和生物处理融为一体，协同处理效果明显；（3）装置体积小，结构紧凑；（4）能有效利用臭氧，经过多次折返，增加气液传递效率。

附图说明

图1是本发明一种用于处理有机废水的光催化及生物处理装置的结构示意图；

图2是图1中凹槽的放大示意图；

图中：1.长方形箱体；2.楔形箱体；3.凹槽；4.小孔；5.氧化锌小球；6.水槽；7.LED平板式光源；8.气体分布管；9.波纹板；10.生物填料区；11.曝气区；12.排水口；13.曝气头；14.滤网。

具体实施方式

参见图1，本发明的底部是一个长方形箱体1，长方形箱体1内部以竖直的滤网14分成两个区，分别是左侧的生物填料区10和右侧的曝气区11，生物填料区10的容积大于曝气区11。生物填料区10内填充满了生物填料。曝气区11内安装有多个曝气头13，多个曝气头13通过曝气管相连接。在生物填料区10的底部一侧接排水口12，相对于生物填料区10来说，排水口12位于曝气区11的对面。排水口12的位置高度要低于曝气区11的底部高度，使曝气区11内的水顺利地经生物填料区10后从排水口12排出。