一种光催化处理含重金属废水的装置的制作方法

本实用新型涉及的是一种污水处理装置，具体地说是含重金属污水的处理装置。

背景技术：

随着工业技术的发展，重金属污染已成为水环境面临的重要污染问题。重金属污染主要来自冶炼、电解、农药、医药、油漆、染料等工业废水。被重金属污染的水体可造成人体及动物细胞内蛋白质及酶变形失活。重金属在人体器官中的累计，能对人体造成严重损害甚至危及生命安全。目前，重金属离子的主要去除手段有吸附法、絮凝沉淀法、膜分离技术、生物方法等，这些方法均对重金属离子的去除有一定的效果，但吸附法将重金属污染物富集于吸附材料表面，絮凝沉淀法将重金属污染物富集于污泥中，膜分离技术得到浓度较高的重金属污染物废水，生物方法将重金属污染物富集在生物体内。这些方法都无法真正达到去除重金属污染物的目的。

光催化技术是一种环境友好型水处理技术，是在半导体光催化剂的作用下，利用光能将有机污染物分解为无毒的小分子物质(如CO2，H2O等)，将有毒重金属污染物氧化或还原为无毒或毒性较小的物质。光催化技术的基本原理是：当半导体受到大于其禁带宽度能量的光子辐照时，价带中的电子(e-)就会受激发而从价带跃迁到导带，同时在价带产生相应的空穴(h+)，部分光生载流子(光致空穴和电子)在粒子内部重新复合，剩余部分则可以扩散至半导体表面。在半导体表面，空穴可与吸附在半导体表面的物质(电子供体)发生氧化反应，电子则易被吸附在半导体表面的氧及其他物质(电子受体)所捕获发生还原反应。

但光催化工艺在国内仍处于实验室探索阶段，实验室装置存在不便移动、容器能耗大、型号混乱等问题，一直未有定型产品面市。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供可对其中重金属进行回收的一种光催化处理含重金属废水的装置。

本实用新型的目的是这样实现的：

本实用新型一种光催化处理含重金属废水的装置，其特征是：包括外筒、内筒，外筒安装内筒的外部，内筒为玻璃或石英玻璃，内筒与外筒之间安装光源，所述光源为紫外光灯或可见光灯，内筒的上方设置进水管，进水管下端部安装布水器，内筒的下方设置出水管，内筒里安装多孔板和滤布，多孔板上填充光催化剂。

本实用新型还可以包括：

1、在布水器与光催化剂之间的内筒上设置洗液进水管，洗液进水管的布水方式为环形穿孔管布水，洗液为浓度采用0.05～0.1mol/L的高浓度硝酸。

2、布水器为穿孔管布水或溅水筛板布水。

3、光催化剂为负载型纳米二氧化钛，载体为玻璃球、琼脂球、颗粒活性炭或沸石，粒径保持在10～30mm，填充体积为内筒的1/3～1/2。

4、所述的光源的数量至少有两个，每个光源分别安装于一个固定套筒里，固定套筒在内筒和外筒之间等间距布置。

本实用新型的优势在于：

1)紫外光灯或可见光灯的布置，有利于光线的均匀分布，有利于光催化反应的进行；

2)采用布水器的将污水喷洒到光催化剂表面，可以增加水中的溶解氧，有利于光催化反应的进行；

3)增设洗液进水管，可回收沉积下光催化剂上的金属单质，起到再生光催化剂的作用，延长光催化剂的使用时间。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的光源的布置示意图；

图3a为布水器为六爪型穿孔管的示意图，图3b为布水器为十字型穿孔管的示意图，图3c为布水器为环形的示意图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本实用新型做更详细地描述：

结合图1-3，本实用新型的结构包括反应器内筒1、外筒2、紫外光灯或可见光灯3、进水管4、布水器5、出水管6、挡水板7、光催化剂8、多孔板9、滤布10、洗液进水管11、固定套筒12。反应器内筒1采用玻璃或石英玻璃材质，为保证光催化效率，直径不宜过大，宜在10～15cm范围内。进水管4与布水器5位于反应器内筒1的上方，出水管6在反应器内筒1的最下方，挡水板7位于出水管6上方。布水器5采用穿孔管布水、溅水筛板布水中的一种，当选用穿孔管形式时，可以为六爪型、十字型或者环形，参见附图3a-3c，布水器5尺寸依据反应器内筒尺寸大小而定，要求布水均匀分布在光催化剂所在的平面上，如为支管型穿孔管布水器尺寸为9～14cm，如为环形穿孔管布水器，环形内径为5～7.5cm，如为溅水筛板布水器，筛板应布满反应器内筒。光催化剂8采用负载型纳米二氧化钛，载体选用玻璃球、琼脂球、颗粒活性炭、沸石中的一种，粒径保持在10～30mm，填充体积为反应器的1/3～1/2。所述多孔板9和滤布10位于光催化剂8下方。洗液进水管11位于布水器5下方，光催化剂8上方，洗液的布水方式为环形穿孔管布水，环形穿孔管靠近反应器内筒内壁，以免影响污水的均匀布水，洗液为高浓度硝酸，浓度采用0.05～0.1mol/L。紫外光灯或可见光灯3位于外筒2和反应器内筒1之间的固定套筒12内，等间距布置，间距3～6cm，参数为30W～150W。

本实用新型的工作原理为：在污水处理过程中，打开进水管4，关闭洗液进水管11；污水通过布水器5进入反应器，布水器5以喷洒的方式将污水喷洒到光催化剂8上，此过程中可以使污水与空气充分接触，增加水中的含氧量，有利于后续光催化反应的进行；污水喷洒到光催化剂8上后，在紫外光或可见光的照射下，发生光催化反应，对污水中的污染物进行氧化还原反应，还原水中的重金属离子，最终产物为金属单质；处理后的污水经过多孔板9和滤布10的简单过滤后，流出反应器。在酸洗过程中，关闭进水管4，打开洗液进水管11；将洗液注入反应器后，洗液可以溶解沉积在光催化剂8上的单质金属，而后将其带出反应器。