一种圆筒折流式光电催化废水处理装置的制作方法

本实用新型属于废水处理的技术领域，涉及一种圆筒折流式光电催化废水处理装置。

背景技术：

有效利用资源与加强环境保护是当今最重要的课题之一，而水污染是环境恶化的一个主要表现。目前传统污水治理法都不可避免地带来二次污染，且再生费用昂贵或处理周期长。

在提高有机污染物降解率的研究中，将电化学和光化学氧化法相结合(光电协同)的技术，即光电催化技术已成为目前研究的热点之一。

光电催化水处理是一种电化学辅助的光催化反应技术，其主要机理是在相应基体上涂上半导体氧化物制成光电极，将电极置于近紫外光照射下，外加较低的直流偏压即可通过外电路将光生电子驱赶至反向电极表面，从而阻止空穴和电子的复合。半导体的能带结构由空的导带和填满电子的价带构成，导带与价带之间存在禁带。价带上的电子被激发跃迁至导带而产生空穴，光生空穴具有强氧化性，能够从水分子中夺取电子产生氢氧根自由基，它在水中的氧化性最强，加之其对去除物基本没有选择性，因此能够使大多数难降解的有机污染物完全矿化。与其他方法相比表现出独特优势，在水体污染日益恶化的情形下，具有良好的应用价值，值得进一步地研究。

因此，本发明人对此做进一步研究，研发出一种圆筒折流式光电催化废水处理装置，本案由此产生。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种圆筒折流式光电催化废水处理装置，该装置可增大反应面积，加速传质，有利于光电催化降解污水中的有机物质，并且可调整外加偏电压的大小。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术解决方案是：

一种圆筒折流式光电催化废水处理装置，包括直流调压器、电机、负载TiO2的光电阳极、光电内阴极、光电外阴极、紫外灯管、进水管、出水管和石英管；进水管和出水管设在光电外阴极上，直流调压器分别连接光电阳极、光电内阴极和光电外阴极，电机连接光电阳极并带动光电阳极旋转；光电内阴极和光电外阴极均为圆筒状并焊接在一起，光电阳极放置在光电内阴极和光电外阴极之间；光电阳极与光电内阴极形成第一反应空间，光电阳极与光电外阴极形成第二反应空间，紫外灯管和石英管放置在第一反应空间和第二反应空间中，紫外灯管置于石英管内。

进一步，光电内阴极和光电外阴极相对地面静止。

进一步，石英管嵌于光电外阴极的圆筒底部。

进一步，进水管位于光电外阴极的圆筒底部，出水管位于光电外阴极的圆筒顶部。

进一步，第一反应空间和第二反应空间的横截面为圆环，两圆环具有相同的环宽。

进一步，在第一反应空间内设有两个紫外灯管，两个紫外灯管处于同一直线，在第二反应空间内也设有两个紫外灯管，两个紫外灯管处于同一直线，两条直线垂直。

采用上述方案后，由于本实用新型呈圆筒状，废水从进水管流入第一反应空间和第二反应空间中，然后缓慢折流通过整个装置，水流方向如图1箭头所示。负载TiO2的光电阳极在电机带动下，可以一定速度旋转。在光电阳极、光电内阴极和光电外阴极上施加一定的偏电压，废水在流动的过程中与TiO2光电阳极接触，在紫外灯管的照射下，废水中有机污染物在光催化剂和电场的协同作用下，进行光电催化降解，最后从出水管流出。该装置相比其他处理装置的优点是，通过光电阳极与光电内阴极形成第一反应空间，光电阳极与光电外阴极形成第二反应空间，从而使该装置增大了反应面积，加速传质。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型圆筒及紫外灯管布置的示意图；

标号说明

直流调压器1 电机2 光电阳极3

光电内阴极4 光电外阴极5 紫外灯管6

石英管7 进水管8 出水管9

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详述。

本实用新型所揭示的是一种圆筒折流式光电催化废水处理装置，如图1和图 2所示，为本实用新型的较佳实施例，包括直流调压器1、电机2、负载TiO2的光电阳极3、光电内阴极4、光电外阴极5、紫外灯管6、石英管7、进水管8及出水管9。

直流调压器1分别连接光电阳极3、光电内阴极4和光电外阴极5，从而可以调整外加偏电压的大小。电机2连接光电阳极3，负载TiO2的光电阳极3在电机2带动下，可以一定速度旋转。

光电内阴极4和光电外阴极5均为圆筒状并焊接在一起，光电阳极3放置在光电内阴极4和光电外阴极5之间；光电阳极3与光电内阴极4形成第一反应空间，光电阳极3与光电外阴极5形成第二反应空间。

紫外灯管6和石英管7放置在第一反应空间和第二反应空间中，紫外灯管6 置于石英管7内，这样，一方面可以防止水进入紫外灯管6，另一方面也方便了紫外灯光管6的拆卸更换。

进一步，光电内阴极4和光电外阴极5均为圆筒状，并焊接在一起、相对地面静止。

进一步，石英管7嵌于光电外阴极5的圆筒底部，石英管7内设有紫外灯管 6。这样设置，一方面有利于紫外灯光管6充分照射，另一方面，也有利于废水与负载TiO2的光电阳极3充分接触。

进一步，在光电外阴极5上设有进水管8和出水管9，进水管8位于光电外阴极5的圆筒底部，出水管9位于光电外阴极5的圆筒顶部。

如图2所示，第一反应空间和第二反应空间的横截面为圆环，此两个圆环具有相同的环宽，有利于电场形成良好的协同作用，从而进一步促进光电催化降解。

在本实施例中，在第一反应空间内设有两个紫外灯管6，两个紫外灯管6处于同一直线，在第二反应空间内也设有两个紫外灯管6，两个紫外灯管6处于同一直线，两条直线垂直。合理设置紫外灯管6的位置有利于废水中有机污染物进行充分的光电催化降解。

使用本实用新型时，废水从光电外阴极5的圆筒底部进水管8依次流入第一反应空间和第二反应空间中，然后缓慢折流通过整个装置，水流方向如图1中箭头所示负载TiO2的光电阳极3在电机2带动下旋转，同时，在光电阳极3、光电内阴极4和光电外阴极5上施加一定的偏电压，废水在流动的过程中与TiO2光电阳极3充分接触，同时，第一反应空间和第二反应空间增大了反应面积，加速传质，有利于光电催化降解污水中的有机物质。在紫外灯管6的照射下，废水中有机污染物在光催化剂和电场的协同作用下，进行光电催化降解。降解完毕后，最后从位于光电外阴极5圆筒顶部的出水管9流出。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故但凡依本实用新型的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本实用新型专利涵盖的范围之内。