专利名称：用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种废水处理装置，尤其涉及一种用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置。
背景技术：
近年来，为了人们用水的安全，寻求一种高效安全的废水杀菌消毒技术成了很多科研人员努力的目标。目前常用的废水灭菌技术主要有化学药剂法，光催化杀菌法等。在众多方法中，光催化杀菌技术是半导体材料在光辅助的条件下产生具有很强的氧化能力的活性氧物种，能无选择性地降解大部分有机物以及彻底杀死大多数细菌、病毒等病原微生物，是一种低成本的环境友好型的水处理技术，但是对于细菌浓度较高的废水，仅采用光催化单一技术很难在很短的时间内将细菌完全灭活。因此，开发高效的光电催化杀菌消毒技术以及相关组合设备和装置的研发具有非常重要的研究意义。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有废水消毒杀菌技术的不足，提供一种用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置。本实用新型的目的通过下述技术方案实现一种用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置，包括依次连接的三维电极电化学杀菌池、导流槽和紫外光催化杀菌池；三维电极电化学杀菌池的两扇池壁上分别设置有与电源连接的阴极和阳极，池内装有三维电极填料，一扇池壁的底部设置有入水口，远离入水口的另一扇池壁与导流槽连接，其低于其他三扇池壁；紫外光催化杀菌池的池壁上设置有光催化剂层，内部装有由若干支用于激发光催化剂的紫外灯；与导流槽连接的紫外光催化杀菌池的池壁A底部设有进水口，紫外光催化杀菌池中远离该进水口的池壁低于其他三扇池壁；待处理水体由三维电极电化学杀菌池的底部进入三维电极电化学杀菌池，一边流入一边被电解处理，当水位到达三维电极电化学杀菌池最矮的池壁高度时，溢流进入导流槽，通过紫外光催化杀菌池的进水口进入紫外光催化杀菌池，一边流入一边被光催化处理，当水位到达紫外光催化杀菌池最矮的池壁高度时，溢流出水，得到处理后的水体，从而实现连续流过式处理；所述的三维电极电化学杀菌池还含有曝气管，曝气管优选设置于三维电极电化学杀菌池的底部；曝气管的设置有利于提高电解杀菌的效率；所述的三维电极电化学杀菌池还含有与入水口连接的水泵；水泵的设置可以调节待处理水体进入三维电极电化学杀菌池的速度；所述的阳极优选为石墨阳极；所述的阴极优选为石墨阴极；所述的电源优选为变频电源；所述的三维电极填料优选为质量百分比10 100%的铁屑与质量百分比O 90%的粒状活性炭配制形成的混合物；所述的光催化剂优选为TiO2或ZnO ；所述的光催化剂层优选设置在相对的两扇池壁上；所述的紫外灯优选设置在紫外光催化杀菌池的中部，与光催化剂层为平行排列关系;所述的池壁A优选为悬空设置，从而水体可由池壁A的底部均匀进入紫外光催化杀囷池。本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果(I)本实用新型是将三维电极与紫外光催化相结合的光电催化反应器，通过施加 较低的电压和紫外光催化联用，起到一步法高效灭菌的效果。(2)本实用新型组合紧凑、占地面积小，成本较低，灭菌效率高。
图I是本实用新型的结构示意图，其中1-曝气管，2-入水口，3-水泵，4-壳体，5-石墨阴极，6-三维电极填料，7-电源，8-紫外灯电源，9-三维电极电化学灭菌池溢流板，10-紫外光催化灭菌池溢流板，11-光催化剂层，12-石墨阳极，13-紫外灭菌灯，14-废水出口，15-紫外光催化灭菌池与出水口的导流槽，16-紫外光催化灭菌池，17-三维电极电化学灭菌池和紫外光催化灭菌池之间的导流槽，18-三维电极电化学灭菌池。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。实施例I一种用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置，如图I所示主体结构为三维电极电化学杀菌池18、紫外光催化杀菌池16和三维电极电化学灭菌池和紫外光催化灭菌池之间的导流槽17依次连接得到；三维电极电化学杀菌池18和紫外光催化杀菌池16的壳体4的材质为硬质塑料，其体积可根据废水的处理量及其中细菌的浓度的高低进行调节；三维电极电化学杀菌池18的底部设置有多个曝气管道I和入水口 2，入水口 2可与用于调节水体进入三维电极电化学杀菌池18速度的水泵3连接；在三维电极电化学杀囷池18的相对的两扇池壁上分别装有石墨阴极5和石墨阳极12,石墨阴极5和石墨阳极12分别与电源7的负极和正极连接；在三维电极电化学杀菌池18中填装由质量比10 100%的铁屑和质量比O 90%的活性碳颗粒组成的三维电极填料6 ;紫外光催化杀菌池16为10厘米宽的长方形槽型反应池，在该长方形槽型反应池的中部布有若干支与紫外灯电源8连接的紫外光灭菌灯13，相对的两扇池壁上涂敷有光催化剂薄膜层，紫外光灭菌灯13与光催化剂薄膜层为平行排布关系，紫外光灭菌灯用于激发光催化剂发挥作用；与三维电极电化学灭菌池和紫外光催化灭菌池之间的导流槽17连接的三维电极电化学杀菌池溢流板9低于其他3扇池壁，高于石墨阴极5和石墨阳极12的上端；与三维电极电化学灭菌池和紫外光催化灭菌池之间的导流槽17连接的紫外光催化杀菌池16的池壁底部设置进水口(该池壁为悬空结构最佳)，从而保证从三维电极电化学杀菌池18进入的含菌废水经过电解处理后，溢流进入三维电极电化学灭菌池和紫外光催化灭菌池之间的导流槽17，再从紫外光催化杀菌池16的底部进入紫外光催化杀菌池16中，经紫外光催化杀菌后，废水从紫外光催化灭菌池溢流板10流入到紫外光催化灭菌池与出水口的导流槽15中，最后从废水出口 14流出。待处理的含菌废水由入水口 2经水泵3注入三维电极电化学杀菌池18中，由曝气管道I向池中曝气；开启电源7并根据需要调节电压大小，同时开启紫外灯电源8进行连续杀菌实验。当含菌废水在三维电极电化学杀菌池18中处理一定时间后其水面高度到达三维电极电化学杀菌池溢流板9的顶端时，经电解处理的废水将溢流至三维电极电化学灭菌池和紫外光催化灭菌池之间的导流槽17中，由三维电极电化学灭菌池和紫外光催化灭菌池之间的导流槽17底部进入紫外光催化杀菌池16，在紫外光催化杀菌池16中继续灭菌一定时间后，废水从紫外光催化灭菌池溢流板10流入到紫外光催化灭菌池与出水口的导流槽15中，最后从废水出口 14流出，接收试样做残留菌种测试。实验结果表明，仅上述实验条件下，紫外灯的总共功率250W，初始细菌数为7X 104cfu/mL的废水，停留时间3. 5min后细菌全部灭活，灭菌率为100%。上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置，其特征在于包括依次连接的三维电极电化学杀菌池、导流槽和紫外光催化杀菌池； 三维电极电化学杀菌池的两扇池壁上分别设置有与电源连接的阴极和阳极，池内装有三维电极填料，一扇池壁的底部设置有入水口，远离入水口的另一扇池壁与导流槽连接，其低于其他三扇池壁； 紫外光催化杀菌池的池壁上设置有光催化剂层，内部装有由若干支用于激发光催化剂的紫外灯；与导流槽连接的紫外光催化杀菌池的池壁A底部设有进水口，紫外光催化杀菌池中远离该进水口的池壁低于其他三扇池壁。
2.根据权利要求I所述的用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置，其特征在于所述的三维电极电化学杀菌池含有曝气管。
3.根据权利要求2所述的用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置，其特征在于所述的曝气管设置于三维电极电化学杀菌池的底部。
4.根据权利要求I所述的用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置，其特征在于所述的三维电极电化学杀菌池含有与入水口连接的水泵。
5.根据权利要求I所述的用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置，其特征在于所述的阳极为石墨阳极；所述的阴极为石墨阴极；所述的电源为变频电源。
6.根据权利要求I所述的用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置，其特征在于所述的光催化剂为Ti02或ZnO。
7.根据权利要求I所述的用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置，其特征在于所述的光催化剂层设置在相对的两扇池壁上。
8.根据权利要求I所述的用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置，其特征在于所述的紫外灯设置在紫外光催化杀菌池的中部，与光催化剂层为平行排列关系。
9.根据权利要求I所述的用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置，其特征在于所述的池壁A为悬空设置。
专利摘要本实用新型公开一种用于水体杀菌的连续流过式三维电极和光催化联用反应装置。该装置包括依次连接的三维电极电化学杀菌池、导流槽和紫外光催化杀菌池；三维电极电化学杀菌池的两扇池壁上分别设置有与电源连接的阴极和阳极，池内装有三维电极填料，一扇池壁的底部设置有入水口，远离入水口的另一扇池壁与导流槽连接，其低于其他三扇池壁；紫外光催化杀菌池的池壁上设置有光催化剂层，内部装有由若干支用于激发光催化剂的紫外灯；与导流槽连接的紫外光催化杀菌池的池壁A底部设有进水口，紫外光催化杀菌池中远离该进水口的池壁低于其他三扇池壁。本实用新型通过电场和紫外光催化联用，起到一步法高效灭菌的效果，其组合紧凑、成本较低，灭菌效率高。
文档编号C02F1/72GK202508948SQ20122004555
公开日2012年10月31日 申请日期2012年2月13日 优先权日2012年2月13日
发明者史慧贤, 安太成, 朱锡海, 李桂英 申请人:中国科学院广州地球化学研究所