一种光催化降解水中污染物的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及水处理设备领域，尤其涉及一种光催化降解水中污染物的装置。
【背景技术】
[0002]随着城市化加快，水污染的加剧，进行污水处理尤为迫切。常规的水处理装置多为在水厂中采用的大型污水处理装置，不适宜小水量的水处理，已经不能满足现在的污水处理需求，已有的小型水处理装置，有的技术已经落后，有的操作复杂，处理效果不容乐观。随着光催化方面研宄的深入，光响应催化剂的效果有明显提升。
[0003]因此，如何在节约能源的情况下，有效的、有针对性的处理好小水量污水，研宄出一种适宜的、高效的小水量处理装置就显得尤为重要。
[0004]光催化技术具有反应条件温和、能耗低、操作简便、能降解绝大多数有机物、可减少二次污染及可以用太阳光作为反应光源等突出优点，在难降解有机物、等处理中具有其他传统水处理工艺所无法比拟的优势，是一种极具发展前途的水处理技术，对太阳能的利用和环境保护有着重大意义。
[0005]公开号为CN202297233U的专利文献中，公开了一种新型光催化氧化装置，包括进水管和出水管，进水管和出水管之间通过管道依次连接有加药口、射流器和光催化氧化装置，还设置有石英管，石英管内设置有紫外线高压汞灯。使用时，经过预处理的水从进水管进入调节水质质量，从加药口往管道加入催化剂，通过射流器使药剂与水充分混合，射流器在光催化氧化前部还能在装置内部起到射流曝气和增氧的作用，进入光催化氧化装置，在紫外线高压汞灯的照射下，透过石英管使催化剂受激生成电子一空穴对，空穴分解催化剂表面吸附的水产生氢氧自由基，电子使其周围的氧还原成活性离子氧，从而具备极强的氧化一还原作用，将光催化剂表面的各种污染物摧毁。
[0006]上述实用新型通过将催化剂与污水充分混合后用紫外灯照射进行处理，这种方法有如下缺陷:由于污水中的污染物量很难确定，因此催化剂的添加量也就很难确定，如催化剂加入量过多直接导致污水二次污染，催化剂加入量过少则会导致污染物处理不彻底。
[0007]公开号为CN202297233U的专利文献中，公开了一种紫外光催化氧化污水处理器，包括紫外灯管、进水通道、出水通道、紫外处理室、网状板、防水灯座和二氧化钛涂层，其中进水通道、紫外处理室、出水通道依次连接，网状板位于进水通道与紫外处理室之间，其上设置有通孔，网状板朝向紫外处理室的一面上安装有防水灯座，紫外灯管安装在防水灯座上，二氧化钛涂层位于进水通道、出水通道、紫外处理室、网状板的内表面的表层。该实用新型结构复杂，更换催化剂涂层很不方便，在使用时，污水中的一些悬浮污染物仅通过催化剂涂层很难处理。
[0008]因此，如何能够对现有光催化降解水中污染物的装置进行改进，是本领域技术人员有待解决的技术难题。
【实用新型内容】
[0009]本实用新型提供了一种光催化降解水中污染物的装置，使用方便，解决了现有技术中处理污染物范围较小的问题，提高了光催化效率，同时还保证了反应装置的可重复操作性。
[0010]一种光催化降解水中污染物的装置，包括反应槽以及作为催化光源的紫外灯管，其特征在于，所述紫外灯管立置于反应槽中，所述紫外灯管周围挂有若干条活性炭链，所述活性炭链由若干活性炭簇经长纤维串连而成，所述活性炭簇是由若干活性炭颗粒通过支撑杆连接形成的空心球状结构，活性炭颗粒表面有光催化剂涂层。
[0011]本实用新型在使用时，将活性炭链悬挂在紫外灯管的周围，在紫外光的照射下，进行光催化反应以降解水中污染物，活性炭颗粒本身还可起到协同吸附的作用，增强了装置对污水中重金属与有机污染物以及悬浮污染物的吸附和协同降解效果，扩大了处理污染物的范围和能力；活性炭簇为空心球状结构，活性炭颗粒之间的空隙还可形成通道，利于污水通过而不会影响降解速度；另外，当光催化剂由于使用多次而导致催化效果不明显时，可拆下活性炭链进行更换，使用方便，同时保证了反应装置的可重复操作性。
[0012]使用时可根据处理水量以及污染物浓度的不同，通过适当调整活性炭链的数量来达到最佳的污染物降解效果。
[0013]使用时还可根据反应槽深度，通过适当调整长纤维的长度以及活性炭簇的个数来改变活性炭链的长度，从而可以保证装置在不同情况下的污水处理效果。
[0014]考虑到污染物降解效率以及光催化剂的利用率，所述反应槽内喷涂光催化剂的活性炭链为4-8条，其中，每条活性炭链由15-20个活性炭簇串连而成。
[0015]为了防止紫外灯管与水接触导致漏电，优选的，所述紫外灯管的外部罩有保护管。
[0016]优选的，所述紫外灯管与作为电源的太阳能电池相连。使用时，通过太阳能电池电池为紫外灯管供电，紫外光与太阳光共同照射到光催化剂表面，提高了光催化的效率。
[0017]太阳能电池的种类有很多，考虑到成本以及太阳能转化效率，所述太阳能电池可以选择为染料敏化太阳能电池。
[0018]为了方便悬挂活性炭链，优选的，所述反应槽的顶部和底部各设有一由两根交叉放置的横杆构成的支架，所述紫外灯管和活性炭链设于两支架之间。
[0019]为了配合长纤维两端带有的挂钩，方便悬挂并固定活性炭链，优选的，所述横杆上带有若干套环。
[0020]为了配合横杆上的套环，且方便活性炭链的更换，优选的，所述长纤维的两端均带有用于与所述套环配合的挂钩。
[0021]本实用新型的光催化降解水中污染物的装置，使用方便，紫外光与太阳光共同参与光催化反应，解决了现有技术中光催化效率低的问题；活性炭链更换方便，保证了反应装置的可重复操作性；活性炭颗粒本身还可起到协同吸附的作用，增强了装置对污水中重金属与有机污染物以及悬浮污染物的吸附和协同降解作用，扩大了处理污染物的范围和能力。
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的结构示意图。
[0023]图2为本实用新型中活性炭簇的结构示意图。
[0024]图3为本实用新型中横杆上套环与挂钩的配合示意图。
【具体实施方式】
[0025]如图1、图2所示，本实施例光催化降解水中污染物的装置，包括反应槽I以及作为催化光源的紫外灯管4，其中，紫外灯管4立置于反应槽I中，紫外灯管4周围挂有若干条活性炭链2，活性炭链2由若干活性炭簇经长纤维3串连而成，活性炭簇是由若干活性炭颗粒8通过支撑杆7连接形成的空心球状结构，活性炭颗粒8表面有光催化剂涂层。
[0026]反应槽I由透光性材料(玻璃)制成，顶部与底部均可拆卸，侧壁上设有出水口 12与入水口 13 ;紫外灯管4的外部罩有透光性较的保护管5以防止该紫外灯管4直接与水接触导致漏电，紫外灯管4还与作为电源的染料敏化太阳能电池6相连。
[0027]考虑到污染物降解效率以及光催化剂的利用率，反应槽I内活性炭链2的数量为4-8条，每条活性炭链2由15-20个活性炭簇组成，每个活性炭簇包括60个活性炭颗粒8。
[0028]为增加催化剂涂层的相对面积，可采用球形活性炭颗粒。
[0029]反应槽I顶部与底部各设有一由两根交叉放置的横杆9构成的支架，如图3所示，横杆9上带有若干与长纤维3两端挂钩11相互配合的套环10，以方便活性炭链2的悬挂并固定。
[0030]本实施例在使用时，太阳光照射染料敏化太阳能电池6可为紫外灯管4供电，紫外光与太阳光照射到活性炭链2上活性炭颗粒8表面喷涂的光催化剂上，其中，紫外光的催化效率高于太阳光，但二者均可致使光催化剂中电子和空穴分离，分离的电子能够用于还原重金属离子，空穴可用于氧化水中有机物，同时活性炭颗粒8本身还可起到协同吸附的作用，增强了装置对污水中重金属与有机污染物以及悬浮污染物的吸附和协同降解作用，扩大了处理污染物的范围和能力。另外，当光催化剂由于使用多次而导致催化效果不明显时，可拆下活性炭链2进行更换，使用方便，同时保证了反应装置的可重复操作性。
[0031]综上所述，本实施例光催化降解水中污染物的装置，使用方便，光催化效率高；活性炭链2更换方便，保证了反应装置的可重复操作性；活性炭颗粒8本身还可起到协同吸附的作用，扩大了处理污染物的范围和能力。
【主权项】
1.一种光催化降解水中污染物的装置，包括反应槽以及作为催化光源的紫外灯管，其特征在于，所述紫外灯管立置于反应槽中，所述紫外灯管周围挂有若干条活性炭链，所述活性炭链由若干活性炭簇经长纤维串连而成，所述活性炭簇是由若干活性炭颗粒通过支撑杆连接形成的空心球状结构，活性炭颗粒表面有光催化剂涂层。
2.如权利要求1所述的光催化降解水中污染物的装置，其特征在于，所述紫外灯管的外部罩有保护管。
3.如权利要求1所述的光催化降解水中污染物的装置，其特征在于，所述紫外灯管与作为电源的太阳能电池相连。
4.如权利要求1所述的光催化降解水中污染物的装置，其特征在于，所述反应槽的顶部和底部各设有一由两根交叉放置的横杆构成的支架，所述紫外灯管和活性炭链设于两支架之间。
5.如权利要求4所述的光催化降解水中污染物的装置，其特征在于，所述横杆上带有若干套环。
6.如权利要求5所述的光催化降解水中污染物的装置，其特征在于，所述长纤维的两端均带有用于与所述套环配合的挂钩。
【专利摘要】本实用新型公开了一种光催化降解水中污染物的装置，包括反应槽以及作为催化光源的紫外灯管，其特征在于，所述紫外灯管立置于反应槽中，所述紫外灯管周围挂有若干条活性炭链，所述活性炭链由若干活性炭簇经长纤维串连而成，所述活性炭簇是由若干活性炭颗粒通过支撑杆连接形成的空心球状结构，活性炭颗粒表面有光催化剂涂层。本实用新型光催化降解水中污染物的装置，使用方便，光催化效率高；活性炭链更换方便，保证了反应装置的可重复操作性；活性炭颗粒本身还可起到协同吸附的作用，扩大了处理污染物的范围和能力。
【IPC分类】C02F1-72, C02F1-28, C02F1-32
【公开号】CN204324943
【申请号】CN201420758220
【发明人】朱纳鑫, 石晓东, 胡静涛, 王春春, 唐家振, 郭张璠, 王齐
【申请人】浙江工商大学
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月4日