[实用新型]超声波协同光催化氧化废水脱色装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超声波协同光催化氧化废水脱色装置，属于有机废水脱色装置领域。

背景技术

工业有机废水在外排前色度深，较难脱色，传统的生物脱色法处理效果不甚理想，化学沉淀和气浮法对这类废水脱色效果也非常有限，光催化氧化法是目前越来越受人们重视的一种高级氧化技术。所谓光催化反应，是指在光的催化作用下进行的一类化学反应，利用二氧化钛等光催化氧化剂，在紫外灯光的作用下，有机物逐步氧化成低分子中间产物最终生成CO₂、H₂O等达到脱色的目的，CN200920106910.2公开了一种连续型光催化氧化处理废水的装置，包括箱体，具有一进水管及一出水管；石英护管，布设于该箱体内部，该石英护管内装设有紫外灯隔板，设于该箱体内部，在该箱体内形成至少一个流道；催化剂载体，固定在该箱体内壁与该隔板上，该催化剂载体上固结有催化剂，能够高效利用光催化剂和光能处理废水。但其缺点在于：印染废水色度高，紫外光线穿透力低，影响光能的利用；光源为灯柱式设计，不仅占用空间，而且光线照射不均匀，影响催化氧化效果。

超声波技术近年来逐渐成为广大环境工作者关注的焦点之一。在有机废水脱色处理过程中，超声波的空化作用对有机物有很强的降解能力，且降解速度很快，超声波空化泡的崩溃所产生的高能量足以断裂化学键，空化泡崩溃产生氢氧基(OH)和氢基(H)，同有机物发生氧化反应，能将水体中有害有机物转变成CO₂、H₂O、无机离子或比原有机物毒性小易降解的有机物，从而达到脱色的目的。

另外，研究表明，Mn²⁺、Cu²⁺等离子能大大降低了原有光催化氧化所需要的光强度，较好地解决了原有光催化氧化所需灯管较多，效率低，电耗量大等问题，因此使用含Mn²⁺、Cu²⁺等离子进行协同催化氧化的研究已成为近来研究重点。同时，对于光催化剂载体，因为玻璃价廉易得，具有良好的透光性，便于设计成各种形状，也引起了研究者的重视。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种超声波协同光催化氧化废水脱色装置，利用超声波-金属盐溶液协同光催化氧化对工业有机废水进行脱色，脱色效果好，同时本实用新型采用空心玻璃板做为光催化剂载体，光催化剂载体外部涂有TiO₂光催化剂薄层，光催化剂载体内部设有LED紫外灯做为光源，光线分布均匀穿透力强，能源消耗低，同时本实用新型结构紧凑，节约空间，废水与光催化剂接触面积大，增强了脱色效果。

本实用新型所述的超声波协同光催化氧化废水脱色装置，包括废水处理箱，废水处理箱两侧面分别设进水口、出水口，废水处理箱上壁与底壁分别设与其垂直的光催化剂载体板，光催化剂载体板交错分布形成水流通道，光催化剂载体板为空心玻璃板结构，光催化剂载体板外表面上涂有TiO₂光催化剂薄层，光催化剂载体板内壁粘有若干条LED紫外灯带，LED紫外灯带上均匀分布有若干个LED紫外灯；废水处理箱外部设储料池，废水处理箱上壁的相邻光催化剂载体板之间设与光催化剂载体板平行的若干喷头，喷头穿过废水处理箱上壁通过管道与储料池底部的出水管连接，喷头与废水处理箱连接的管道上设增压泵；废水处理箱箱体下部设若干超声波发生器，超声波发生器与废水处理箱底壁的超声波输出管相连。

喷头与废水处理箱连接的管道上还设流量计，便于对泵入废水处理箱的溶液流量进行实时监控。

储料池内设搅拌装置，能对储料池内溶液进行搅拌，防止沉淀或絮凝。

喷头与废水处理箱连接的管道上还设进料阀。

各相邻光催化剂载体板之间的距离为1-3cm，光催化剂载体板结构紧凑，增大了废水与光催化剂的接触面积，延长了废水在废水处理箱内的流动时间。

进水口流入的为经过预处理的工业有机废水。

废水处理箱内壁上贴有反射铝箔，照到废水处理箱内壁上的光线反射后可以为光催化剂提供光源，提高了紫外灯光的利用率。

储料池内储存有含金属盐的溶液，进一步地，优选含锰盐或铜盐的溶液。

本实用新型与现有技术相比，具有以下有益效果。