专利名称：光催化水质处理器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种对饮水进行净化、杀菌和光催化脱毒的装置。
我国的饮水水源，除了存在悬浮颗粒、胶体和细菌外，还有许多有机化合物的污染，例如氟氯烃的化合物，含卤素的直链烃、烯类和芳香类化合物，含硝基、亚硝基的有机物等，这些有机物质虽然含量不高，但毒性很大，对人体造成三致危害(致癌、致畸变、致突变)，此类有机物质结构稳定，不易降解，且容易与人体脂肪结合，并随人类食物链转移而富集、浓缩。现有的大量的水处理系统一般采用过滤、吸附、蒸馏和反渗透等手段进行净化，用次氯酸钠、漂白粉、臭氧和紫外光等进行杀菌消毒，这些水处理法，对分子量小、或分子量大的直链有毒有机物及低浓度有毒有机物不能去除，或去除效力不高。
本实用新型的目的是针对上述问题，提出一种能对水中有机物进行降解脱毒处理，并有杀菌功能，使其达到直接饮用标准的水质深度处理器。
本实用新型具有一个光催化床和一个向光催化床照射紫外光的紫外光源，紫外光源可以是人工紫外光源，如紫外光管，也可以是太阳光中的紫外光。并有一个向水中加氧的充氧口，当待处理水流过光催化床时，水中的有机物经紫外光照射，水体中的光催化剂产生强力氧化剂OH自由基，能有效地降解对人体有害的水中有机化合物，并具有杀灭细菌的能力，同时向水中所加的氧在紫外光作用下生成臭氧，这些臭氧可以杀死细菌，在此双重作用下，达到对水质催化降解脱毒灭菌的处理效果。
本实用新型的具体结构，包括一个通水的壳体(可为箱形或罐形)。其一端有进水口和加氧口，另一端有出水口，从处理器的一端通入待处理水及加氧或空气，经处理后的水从处理器的另一端流出。光催化床设置在处理器的过水通道中，紫外光源朝光催化床作直接照射。所说的光催化床采取WO3、ZrO2、TiO2、V2O5、MoO3、Pt族物质组中的一种或其组合物作为光催化剂。
通常将光催化剂附着在担体之上，担体材料一般采用SiO2、玻璃纤维、或不锈钢。
所说的担体可为颗粒状，也可为板状或管状，最好为网形板或网形管。将光催化剂附着在颗粒状担体上，形成光催化剂颗粒，以悬浮态置于光催化床，则为动态光催化床；将光催化剂附着在板状或管状担体形成光催化板或光催化管，固定在处理器过水通道上，则为固定式光催化床。
光催化剂也可以直接做成颗粒状。
为加强紫外光源对光催化床的照射，可以在处理器中装设一反光板，使光催化床置于紫外光源和反光板之间。
本实用新型可以作为自来水初级处理系统之后的后处理装置，受有毒有机物污染的自来水经初级处理系统处理，去除了悬浮固体，以及一部分细菌和对人体有害的有机物之后，流入本处理器，经过紫外光催化降解脱毒处理，即可使水质符合饮用要求。整个过程是全自动的，本实用新型的水处理量为1公斤/小时～10吨/小时，可以用于家庭饮水机，或公共场所饮水系统，也可作饮料厂水质深度处理装置，实际使用时，可以在本处理器之后再加一级回收悬浮的催化剂的后处理装置，即可使最后出来的水可以直接饮用。
以下是本实用新型的图面说明
图1为一种立罐形光催化水质处理器的结构示意图；图2为另一种立罐形光催化水质处理器的结构示意图；图3为一种卧箱式光催化水质处理器的结构示意图；图4为光催化网的结构示意图；图5为本实用新型用于实际水处理系统的流程图。
以下结合附图详述本实用新型实施例的结构细节实施例一本实施例的壳体1外形为立罐式(如
图1所示)。下端有进水口2，加氧口3。上端是出水口12，罐内自下至上依次设置带滤网的分布器4、反光板5、光催化床6、紫外光管8、滤网9，分布器4为一多孔板，起促进水与氧全混合的作用，反光板5具有通水孔，光催化床6中放置TiO2光催化颗粒，其TiO2附着在SiO2颗粒担体上，该颗粒可在流水的搅动下在水中悬浮从而成为动态光催化床，紫外光管8是套装在石英玻璃保护套管7之中，滤网(9)是用于阻止光催化剂TiO2向上流出的。本处理器工作时，从进水口通入待处理的水，同时从加氧口加进氧气，水和氧气经分布器充分混合后，通过反光板5的通水进入光催化床6。光催化床中的TiO2颗粒在水流的搅动下悬浮在水中，从有石英套管7保护的紫外光管8照射出来及由反光板5反射的紫外光照射到TiO2颗粒，从而使水中的有机化合物催化降解为对人体无毒的化合物，另外，在紫外光作用下产生OH自由基和臭氧也起到杀灭细菌的作用，经处理过的水由出水口流出。
实施例二本实施例壳体1的外形也为立罐式(如图2所示)，下端有进水口2，加氧口3，上端是出水口12，在罐的中心轴线部分设置紫外光管8，紫外光管8有石英玻璃套管7保护，光催化床6置于紫外光源的外围，光催化床6为固定式的圆柱形(即管形)催化床，其光催化剂WO3是附着在由玻璃纤维网制成的圆柱管担体上，形成光催化网形管，在光催化床6的外围设置反光板5。待处理水和氧气进罐后，经过分布器4混合后，从固定式光催化床流过。从紫外光源发出以及从反光板反射出来的紫外光照射到光催化床，使水中的有机化合物催化降解为对人体无毒的化合物，同时紫外光作用下产生的OH自由基和臭氧也起了杀灭细菌的作用。
实施例三本实施例的壳体1为卧箱式(如图3所示)，厢体的上部是紫外光管8，下部是通水槽，紫外光直接向通水槽照射。通水槽的左端有进水口2，加氧口3。右端有出水口12，通水槽中设置固定式光催化床6。该光催化床由固定的光催化网构成，该光催化网的结构是由附有光催化剂的玻璃纤维网层、尼龙网和不锈钢支架结合而成，即先用凝胶法在玻璃纤维担体制得光催化剂网层13，再附于尼龙网14及不锈钢支架15上，形成光催化网(如图4所示)。本实施例的光催化剂采用ZrO2。光催化床6的下部是反光板5。本实施例对水质的处理过程也与实施例一和实施例二基本相同。
上述三个实施例作为水质后处理装置在一般的自来水水质处理系统的应用如图5所示，整个系统包括初级处理系统、加氧器、光催化水质处理器和后处理装置。自来水先经初级处理系统处理后，再流入光催化水质处理器的进水口，从加氧器产生氧气加入光催化水质处理器的加氧口，经光催化水质处理器处理过的水在后处理系统回收悬浮的催化剂之后，即成为可直接饮用的深度处理的水。
权利要求1.一种光催化水质处理器，从处理器的端通入待处理水及加氧或空气，经处理后的水从处理器的另一端流出，其特征在于处理器的过水通道中具有一个光催化床(6)，并有一个向光催化床照射紫外光的紫外光源(8)，所说的光催化床采用WO3、ZrO2、TiO2、V2O5、MoO3、Pt族物质组中的一种或其组合物作为光催化剂。
2.按权利要求1所述的光催化水质处理器，其特征在于所说的光催化剂附着在担体之上，担体材料为SiO2、玻璃纤维或不锈钢。
3.按权利要求1所述的光催化水质处理器，其特征在于所说的担体为颗粒状。
4.按权利要求2所述的光催化水质处理器，其特征在于所说的担体为板状或管状。
5.按权利要求4所述的光催化水质处理器，其特征在于所说的担体为网形板或网形管。
6.按权利要求1所述的光催化水质处理器，其特征在于直接将光催化剂制成颗粒状。
7.按权利要求1或5所述的光催化水质处理器，其特征在于用光催化网构成光催化床，光催化网由附着有光催化剂的玻璃纤维网层、尼龙网和不锈钢支架结合而成。
8.按权利要求1所述的光催化水质处理器，其特征在于所说的光催化床由光催化颗粒构成动态催化床。
9.按权利要求1所述的光催化水质处理器，其特征在于所说的光催化床为固定式催化床。
10.按权利要求1所述的光催化水质处理器，其特征在于处理器中还设置有反光板(5)，光催化床(6)置于紫外光源(8)和反光板(5)之间。
11.按权利要求1所述的光催化水质处理器，其特征在于所说的紫外光源(8)置于石英玻璃保护套管(9)之中。
专利摘要一种光催化水质处理器,涉及对饮用水的脱毒净化及杀菌的装置,本实用新型具有一个光催化床以及向光催化床照射紫外光的紫外光源,待处理的水流过光催化床时,水的有机物经紫外光照射,水体中的光催化剂产生强力氧化剂OH自由基,能有效地降解水中对人体有害的有机化合物,处理器还能通进氧气,所加的氧在紫外光作用下生成臭氧,有杀菌功效,从而实现对水的净化、杀菌和脱毒。
文档编号C02F1/50GK2280090SQ96251030
公开日1998年4月29日 申请日期1996年12月21日 优先权日1996年12月21日
发明者王良焱, 赵锡伟, 杨宝山, 仝兆丰, 邹向, 郑少健, 张小娟, 陈非力 申请人:中国科学院广州能源研究所