[发明专利]基于光催化氧化的废水降解方法及装置

权利要求书

1.一种基于光催化氧化的废水降解方法，其特征在于，包括：

利用调节池收集废水，并对所述调节池内的废水进行搅拌；

对搅拌后的废水进行初级过滤预处理，以过滤掉所述废水中的异物；

将初级过滤预处理后的废水引至光催化反应室，并加入以二氧化钛为催化剂，以粉末活性炭为催化剂载体的黑颗粒，在高能紫外灯的照射下进行光催化反应以将含有有机物及无机污染物的废水降解为仅含无害物质与黑颗粒的混合液；其中，所述黑颗粒总体积与所述废水总体积的比例区间为3％-5％；

将所述混合液收集至浓缩槽内停止光催化反应，并利用工艺泵使所述混合液在膜组件中形成湍流状态以使所述混合液完成固液分离，使所述混合液中的清水通过膜组件进入蓄水池，所述混合液中的黑颗粒留在所述浓缩槽中以循环利用。

2.如权利要求1所述的基于光催化氧化的废水降解方法，其特征在于，

所述初级过滤预处理为采用10微米精密过滤器进行的过滤处理。

3.如权利要求1所述的基于光催化氧化的废水降解方法，其特征在于，在高能紫外灯的照射下进行光催化反应以将所述废水中的有机物及无机污染物降解为仅含无害物质与黑颗粒的混合液的过程中，

所述二氧化钛在所述高能紫外灯的照射下，所述二氧化钛中价带的电子获得光子的能量而越前至所述二氧化钛导带，形成光生电子(e-)，所述二氧化钛的价带相应地形成光生空穴(h+)；

所述光生空穴(h+)吸附至所述二氧化钛表面的有机物上，并氧化所述二氧化钛表面的有机物，或所述光生空穴(h+)先将所述二氧化钛表面的OH-和H₂O分子氧化成·OH自由基，所述·OH自由基氧化所述废水中的有机物及无机污染物，并将所述有机物及无机污染物矿化为无害物质；其中，

所述无害物质至少包括无机小分子、二氧化碳和水。

4.如权利要求1所述的基于光催化氧化的废水降解方法，其特征在于，在高能紫外灯的照射下进行光催化反应的过程中：

向所述光催化反应室内曝气，以使所述黑颗粒处于悬浮状态，增加催化剂与水的接触面积；并采用气动泵向所述光催化反应室的前端鼓吹所述黑颗粒，以使所述催化反应室内维持预设的催化剂浓度。

5.如权利要求1所述的基于光催化氧化的废水降解方法，其特征在于，还包括：

定期将所述浓缩槽中的催化剂引至浓缩、脱水系统，并使浓缩、脱水后的催化剂进入烘干箱中进行烘干处理，再对烘干后的催化剂进行有机试剂漂洗、烘干，而后进行高温处理以恢复所述催化剂的活性。

6.一种基于光催化氧化的废水降解装置，其特征在于，包括用于收集废水的调节池、用于进行光催化反应的光催化反应室和用于存储清水的蓄水池；

在所述调节池内设置有搅拌装置，所述搅拌装置用于对所述调节池内的废水进行搅拌；

在所述调节池的后端连接有过滤器，所述过滤器用于对搅拌后的废水进行初级过滤预处理，以过滤掉所述废水中的异物；

所述光催化反应室连接在所述过滤器的后端；所述光催化反应室用于将含有有机物及无机污染物的废水降解为仅含无害物质与催化剂的混合液；其中，在所述光催化反应室内填充有以二氧化钛为催化剂，以粉末活性炭为催化剂载体的黑颗粒，在所述光催化反应室上设置有灯架，在所述灯架上设置有高能紫外灯；

在所述光催化反应室的后端连接有过滤单元；所述过滤单元包括浓缩槽、工艺泵和膜组件；其中，所述浓缩槽用于停止光催化反应；所述工艺泵用于使所述混合液在所述膜组件中形成湍流状态以使所述混合液完成固液分离；所述膜组件用于进行固液分离，使所述混合液中的清水通过膜组件进入所述蓄水池，所述混合液中的黑颗粒留在所述浓缩槽中以循环利用。

7.如权利要求6所述的基于光催化氧化的废水降解装置，其特征在于，

在所述调节池与所述过滤器之间设置有给水泵，所述给水泵用于将所述调节池中的废水引至所述过滤器中。