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一种化学 氧化-光催化联用装置

阅读：239发布：2020-05-08

专利汇可以提供一种化学氧化-光催化联用装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及一种化学氧化-光催化联用装置，包括：主箱体，主箱体主要由透光的反应空间和不透光的光源空间组成，两个空间由一透光隔板分隔；反应空间的底部铺设有曝气装置；反应空间的侧面开有进液口、进药口以及排液口；反应空间内放置有催化剂；光源空间内设置有人工光源。本发明的有益效果是：本发明的化学氧化-光催化联用装置能够同时利用自然光源和人工光源共同作用，并结合化学氧化作用，利用高效催化剂实现高盐高氨氮废水的深度降解；可同时利用太阳光和人工光源，兼顾太阳光的廉价和人工光源的可控优势；本发明既能利用固载型催化剂，也能取下载物台使用分散型粉体催化剂，适用性广；箱盖可以打开，方便与搅拌装置外接，兼容性强。，下面是一种化学氧化-光催化联用装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种化学氧化-光催化联用装置，其特征在于：包括主箱体，主箱体主要由透光的反应空间(100)和不透光的光源空间(200)组成，两个空间由一透光隔板(1)分隔；反应空间(100)的底部铺设有曝气装置(2)；反应空间(100)的侧面开有进液口(3)、进药口(4)以及排液口(5)；反应空间(100)内放置有催化剂；光源空间(200)内设置有人工光源(7)。
2.根据权利要求1所述的化学氧化-光催化联用装置，其特征在于：所述反应空间(100)顶部设有箱盖(9)，反应空间(100)与箱盖(9)为分离式；并且反应空间(100)内放置有锯齿状的催化剂载物台(6)，用于固载型催化剂的定向排列。
3.根据权利要求2所述的化学氧化-光催化联用装置，其特征在于：所述锯齿状的催化剂载物台(6)的锯齿部件向上，且与底边呈一定的倾斜角度。
4.根据权利要求2所述的化学氧化-光催化联用装置，其特征在于：所述固载型催化剂为表面粘涂催化剂粉体的板状、条状、网状或薄膜状的固载物，固载物为瓷砖、铝板、铁板或玻璃纤维。
5.根据权利要求1所述的化学氧化-光催化联用装置，其特征在于：所述反应空间(100)为敞开式结构，并外接搅拌装置(8)。
6.根据权利要求1所述的化学氧化-光催化联用装置，其特征在于：所述不透光的光源空间(200)的侧面及底部设有镜面涂层。
7.根据权利要求1所述的化学氧化-光催化联用装置，其特征在于：所述曝气装置(2)为曝气头、曝气盘或气泡发生器的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的化学氧化-光催化联用装置，其特征在于：所述进液口(3)和进药口(4)开设在反应空间(100)的侧面上部，排液口(5)开设在反应空间(100)的侧面下部。
9.根据权利要求1所述的化学氧化-光催化联用装置，其特征在于：所述人工光源(7)为LED紫外光源、LED可见光源、汞灯或白炽灯的一种或几种。

说明书全文

一种化学氧化-光催化联用装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种高盐高氨氮废水的处理装置，特别涉及一种化学氧化-光催化联用装置。

背景技术

[0002] 近年来，随着城市人口的日益膨胀和工业的不断发展，水环境污染事故屡屡发生，对人类生存构成严重危害。其中水体的富营养化严重，直接威胁到人类的生产生活和生态平衡。氨氮无机污染物是引起水体富营养化的主要因素之一，大量氨氮会导致以氮源为营养物质的水生生物大量繁殖，破坏水环境平衡，同时释放的藻毒素可通过鱼类进入食物链，危害人类健康。并且氨氮还是高耗氧性物质，氧化氨氮会消耗水中大量的溶解氧，将使水生生物缺氧死亡，直接导致水质的恶化。此外，氨氮的氧化产物亚硝酸盐具有很强的毒性。较低浓度的亚硝酸盐就可使水生动物的抵抗力降低，感染多种疾病。

[0003] 针对氨氮废水的处理技术有多种，主要包括物理法、化学法、生物法等。其中物理法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉等技术；化学法有离子交换、氨吹脱、折点氯化、焚烧、催化裂解、电渗析、电化学处理等技术；生物法有藻类养殖、生物硝化、固定化生物技术等。处理技术虽然种类繁多，各有特点，但都存在一定的局限性，或是不同程度的存在设备投资较大、能耗多、运行费用高，或是排放到空气中造成二次污染等问题。因此，为综合不同处理方法的特点和优势，目前高浓度氨氮废水处理通常采用两种以上工艺结合，例如先采用氨吹脱法或化学沉淀法将高浓度氨氮废水处理到中浓度范围(100-200mg/L)，再利用生物法、折点氯化法等将其处理到排放浓度。但这些常规的方法很难适应新形势下高盐高氨氮废水的处理需求。主要原因有以下三点：①废水水质复杂：工业高氨氮废水常常伴随高盐、高毒有机物，例如电厂废水、垃圾渗滤液、膜过滤浓水等，传统的后端生物脱氮技术已不能使用；②氨氮废水排放标准提高：随着一系列新的环保法规和更严格的水质排放标准的实施，氨氮废水的排放浓度由二级标准的25mg/L变为目前广泛执行的一级标准(15mg/L)，而且有愈来愈严苛的趋势，常规处理手段很难稳定达标；③水处理工艺自身造成的二次污染不容小觑：水处理方法自身的安全性和环境友好性越来越受到重视，折点氯化等方法因造成二次污染而受到诸多限制。

[0004] 光催化技术是近年来研究开发的一项有前途的水处理新技术，已引起广泛关注。光催化法是一种从废水中除去污染物的高级氧化法，主要是利用以TiO2为代表的半导体纳米粒子或复合半导体作光催化剂，同时结合一定能量的光辐射，表面形成强氧化性的羟基自由基，通过与废水中的有机污染物、碳氮、氨氮等无机污染物之间的羟基加合、取代、电子转移等使污染物全部或部分矿化，最终达到降解污染物的目的。由于羟基自由基具有高达
2.8V的氧化还原电位，许多难降解的污染物如卤化烃、有机磷化合物、农药、表面活化剂及有机染料等均可以通过光催化氧化达到明显的降解效果。将光催化方法与传统化学氧化方法相结合，将形成运行成本低、适用范围广、出水水质佳的新型氨氮废水处理集成化技术，从而形成市场的核心竞争力，应用前景极其广阔。

发明内容

[0005] 本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种化学氧化-光催化联用装置，能够克服目前传统技术在高盐高氨氮废水处理方面的固有不足，发挥化学氧化与光催化处理的协同耦合作用，实现高浓度氨氮废水的达标处理。

[0006] 这种化学氧化-光催化联用装置，包括主箱体，主箱体主要由透光的反应空间和不透光的光源空间组成，两个空间由一透光隔板分隔；反应空间的底部铺设有曝气装置；反应空间的侧面开有进液口、进药口以及排液口；反应空间内放置有催化剂；光源空间内设置有人工光源。

[0007] 作为优选：所述反应空间顶部设有箱盖，反应空间与箱盖为分离式；并且反应空间内放置有锯齿状的催化剂载物台，用于固载型催化剂的定向排列。

[0008] 作为优选：所述锯齿状的催化剂载物台的锯齿部件向上，且与底边呈一定的倾斜角度。

[0009] 作为优选：所述固载型催化剂为表面粘涂催化剂粉体的板状、条状、网状或薄膜状的固载物，固载物为瓷砖、铝板、铁板或玻璃纤维。

[0010] 作为优选：所述反应空间为敞开式结构，并外接搅拌装置。

[0011] 作为优选：所述不透光的光源空间的侧面及底部设有镜面涂层。

[0012] 作为优选：所述曝气装置为曝气头、曝气盘或气泡发生器的一种或几种。

[0013] 作为优选：所述进液口和进药口开设在反应空间的侧面上部，排液口开设在反应空间的侧面下部。

[0014] 作为优选：所述人工光源为LED紫外光源、LED可见光源、汞灯或白炽灯的一种或几种。

[0015] 本发明的有益效果是：

[0016] 1)本发明的化学氧化-光催化联用装置能够同时利用自然光源和人工光源共同作用，并结合化学氧化作用，利用高效催化剂实现高盐高氨氮废水的深度降解。

[0017] 2)本发明可同时利用太阳光和人工光源，兼顾太阳光的廉价和人工光源的可控优势。

[0018] 3)本发明的光催化功能与化学氧化功能相互独立，可以分别单独使用，也能联合作用，可满足不同需求。

[0019] 4)本发明既能利用固载型催化剂，也能取下载物台使用分散型粉体催化剂，适用性广。

[0020] 5)本发明的箱盖可以打开，方便与搅拌装置外接，兼容性强。附图说明

[0021] 图1是实施例1的化学氧化-光催化联用装置的立体结构示意图；

[0022] 图2是实施例1的化学氧化-光催化联用装置的主视图；

[0023] 图3是实施例1的锯齿状的催化剂载物台结构示意图；

[0024] 图4是实施例2的化学氧化-光催化联用装置的立体结构示意图。

[0025] 附图标记说明：1-透光隔板；2-曝气装置；3-进液口；4-进药口；5-排液口；6-锯齿状的催化剂载物台；7-人工光源；8-搅拌装置；9-箱盖；100-反应空间；200-光源空间。

具体实施方式

[0026] 下面结合实施例对本发明做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本发明。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

[0027] 实施例1：

[0028] 如图1-3所示，所述化学氧化-光催化联用装置，包括主箱体，主箱体主要由透光的反应空间100和不透光的光源空间200组成，两个空间由一透光隔板1分隔。反应空间100的底部铺设有曝气装置2，有利于传质反应。反应空间100的侧面开有进液口3、进药口4以及排液口5，反应空间100内放置有锯齿状的催化剂载物台6，用于固载型催化剂的定向排列。光源空间200内设置有人工光源7。

[0029] 所述主箱体包括箱盖9和箱体，箱盖9设置在箱体顶部，所述箱体与箱盖9为分离式。

[0030] 所述不透光的光源空间200的侧面及底部设有镜面涂层，可将光源产生的光能进行反射进入反应空间100，提高光能利用率。

[0031] 所述曝气装置2为曝气头、曝气盘或气泡发生器的一种或几种。

[0032] 所述进液口3、进药口4开设在反应空间100的侧面上部，排液口5开设在反应空间100的侧面下部。待处理废水可从进液口3进入，处理完毕由排液口5流出。侧壁的进药口4方便化学氧化剂的添加。

[0033] 所述锯齿状的催化剂载物台6的锯齿部件向上，且与底边呈一定的倾斜角度，有利于固载型催化剂的固定并接收底部光源提供的光能。

[0034] 所述固载型催化剂为表面粘涂催化剂粉体的板状、条状、网状或薄膜状的固载物，载体可以是瓷砖、铝板、铁板、玻璃纤维等。

[0035] 所述人工光源7为LED紫外光源、LED可见光源、汞灯或白炽灯的一种或几种。

[0036] 该化学氧化-光催化联用装置在使用时，通过协同催化作用，利用催化剂产生高浓度的活性自由基，实现对高盐高氨氮废水的深度降解。

[0037] 实施例2：

[0038] 实施例2的化学氧化-光催化联用装置与实施例1的结构基本相同，不同的是主箱体上没有箱盖9，为一个敞开式结构，催化剂载物台可取下，以方便粉体催化剂的使用，同时外接搅拌装置8，实现催化剂粉体的分散。

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