一种槽式光催化废水处理设备的制作方法

本实用新型涉及废水处理领域，尤其涉及一种槽式光催化废水处理设备。

背景技术：

传统的污水处理技术主要包括物理法、化学法和生物法等。由于污水中的污染物组成非常复杂，常常需要以上几种方法组合，才能达到处理要求。这些传统的污水处理技术大都存在着一些缺点：物理法虽将污染物从水溶液中脱离，但若无后续处理，污染物仍存在较大的环境风险，而且处理介质常需要阶段性再生恢复；化学法可降解或消除污染物，但需要投加成本较高的化学药剂，而且投加的化学药剂也可能给水溶液中带来二次污染；生物法利用生物代谢作用消除污染物，价格相对低廉，但往往受限于微生物的代谢能力，对于一些处理难度较大的废水束手无策。

因此，利用光催化原理处理污水可以较好地解决传统污水处理技术存在的缺点。光催化原理简单地说，就是一些半导体材料在紫外线的照射下阶带电子会被激发到导带，从而产生具有很强反应活性的电子-空穴对，这些电子-空穴对迁移到半导体表面后，在氧化剂如氧气、水等或还原剂(如污染物或小分子有机物)作用下，可参与氧化还原反应，从而起到降解污染物的作用。在这些半导体催化剂中，二氧化钛化学性质稳定、难溶、无毒、成本低、催化效率高，对于难降解有机物如苯系化合物，氯系有机物等，都非常有效。因而被广泛用于光催化污水处理。

光催化氧化法应用于污水深度处理有许多优势。反应条件温和，常温常压下即可进行；水中所含多种有机污染物均可被完全降解为二氧化碳、水等，无机污染物被氧化或还原为无害物；无需添加任何氧化剂，如臭氧、双氧水等化学药剂，避免了进一步的化学污染，并降低了成本；合适的光催化剂具有廉价、无毒、稳定及可以重复使用等优点；可以利用取之不尽、用之不竭的太阳能作为光源激活光催化剂；该法结构简单、操作条件容易控制、氧化能力强、无二次污染。适用性广，是一种广谱水处理方法，对含有有机物、无机物和细菌的污染水均有良好处理效果。

但是，常规的光催化废水处理工艺的光能利用率较低、废水的透光率小，就会影响光催化对废水的处理效果，从而浪费大量的能源才能使废水达到排放标准。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种槽式光催化废水处理设备，能够自动化充分利用太阳能，增大废水透光率，从而提高光能的利用率和强度，进而降低光催化处理的建设和运行成本，实现废水无害化处理。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：

一种槽式光催化废水处理设备，其特征在于，包括：

一光能收集装置，包括两相对设置的支撑架，于两支撑架之间设有集光槽，所述集光槽的向阳面为抛物面，其反射焦线上设有一玻璃反应管，所述玻璃反应管包括连通接头以及与连通接头两端密封连接的反应管体，所述集光槽波谷的两端设有旋转轴，所述旋转轴借助轴承与对应的支撑架可旋转连接；

一废水处理装置，包括混合器，所述混合器上设有进水口和出水口，所述出水口通过设有废水泵的连通管与玻璃反应管的进水口连接，所述玻璃反应管的出水口连接有储水装置；

一太阳能追踪器，包括PLC控制器和步进电机，所述步进电机的输出端与一旋转轴连接，输入端与PLC控制器连接；

一感应装置，包括设于玻璃反应管上的光线传感器，所述光线传感器与PLC控制器的信号输入端连，PLC控制器的控制输出端连接废水泵；

一搅拌装置，位于连通接头内部，包括固定在连通接头内壁上的防护罩，所述防护罩内部设有一旋转涡轮，所述旋转涡轮上穿设有连接轴，所述连接轴的上下两端借助轴承与防护罩可旋转连接，所述连接轴的一端延伸出防护罩外，且该端设有搅拌叶轮，所述防护罩朝向玻璃反应管的进水口方向开设有节流口，所述节流口的方向与旋转涡轮相切设置。

进一步的技术方案在于，所述玻璃反应管和储水装置之间设有对玻璃反应管进行反冲洗的反冲洗装置，并且玻璃反应管的进水口与废水泵之间的连通管上还开设有带有阀门的排污口。

进一步的技术方案在于，所述集光槽采用背面镀银，表面覆膜的玻璃制成。

进一步的技术方案在于，所述玻璃反应管的外径大于集光槽反射的光斑带宽度。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

采用抛物面向阳的的集光槽，利用抛物面的光学特性，能够将太阳光反射到一条焦线上，在该焦线上设置玻璃反应管，增大了废水的透光率，加大了光能的密度，极大的增强了太阳光的利用率，减少了光能的损失。

通过设置太阳能追踪器，使装置能够使集光槽自动追踪太阳，根据太阳角度的变化自动调整集光槽的角度，使集光槽能够高效的集聚太阳光，使玻璃反应管内的废水始终处于最佳受光状态。

感应装置能够通过感应光线的强度，控制驱动废水泵叶轮旋转的速度，进而调节废水进入其中的流速，当光线强度相对较低时，延长废水在玻璃反应管内的处理时间，使玻璃反应管内的废水始终保持最佳的处理效果。

同时，利用搅拌装置对玻璃反应管内的废水进行搅拌，提高了反应速率，使反应更加充分，进而降低光催化处理的建设和运行成本，实现废水无害化处理。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型所述搅拌装置的结构示意图；

图3是本实用新型所述节流口的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的仅仅实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1～图3所示，一种槽式光催化废水处理设备，包括：一光能收集装置，包括两相对设置的支撑架10，于两支撑架10之间设有集光槽11，所述集光槽11的向阳面为抛物面，其反射焦线上设有一玻璃反应管23，所述玻璃反应管23包括连通接头230以及与连通接头230两端密封连接的反应管体，所述集光槽11波谷的两端设有旋转轴110，所述旋转轴110借助轴承与对应的支撑架10可旋转连接。

一废水处理装置，包括混合器20，所述混合器20上设有进水口和出水口，所述出水口通过设有废水泵22的连通管与玻璃反应管23的进水口连接，所述玻璃反应管23的出水口连接有储水装置；一太阳能追踪器，包括PLC控制器和步进电机31，所述步进电机31的输出端与一旋转轴110连接，输入端与PLC控制器连接；一感应装置，包括设于玻璃反应管23上的光线传感器32，所述光线传感器32与PLC控制器的信号输入端连，PLC控制器的控制输出端连接废水泵22。

一搅拌装置4，位于连通接头230内部，包括固定在连通接头230内壁上的防护罩41，所述防护罩41内部设有一旋转涡轮42，所述旋转涡轮42上穿设有连接轴420，所述连接轴420的上下两端借助轴承与防护罩41可旋转连接，所述连接轴420的一端延伸出防护罩41外，且该端设有搅拌叶轮43，所述防护罩41朝向玻璃反应管23的进水口方向开设有节流口44，所述节流口44的方向与旋转涡轮42相切设置。

该设备在使用时，废水经入水口流入混合器20内，在混合器20中投加催化剂，使废水与催化剂充分混合，而后流入废水泵22内，废水泵22进而将混合完成的混合液压入玻璃反应管23内进行光催化反应，利用向阳面为抛物面的集光槽11，根据抛物面的光学特性，能够将太阳光反射到一条焦线上，即玻璃反应管23上，加大了光能的密度，极大的增强了太阳光的利用率，减少了光能的损失。

在设备的工作过程中，当夜晚没有光线时，步进电机31处于休眠状态，且集光槽11会复位到朝向太阳升起的位置，以保证第二天日出时阳光能第一时间照射在集光槽11上，此时PLC控制器输出启动步进工作的指令，步进电机31开始工作，按照PLC控制器设定的工作频率正转步进。在设备工作时间达到PLC控制器的设定即夕阳下落的时间后，PLC控制器输出工作指令，控制步进电机31的反转步进，由于日落比日出时间短，因此设置的反转步进速度比正转步进速度高，此时集光槽11会逐步随夕阳下落方向旋转。当太阳完全落山时，集光槽11会接通磁靠近开关，PLC控制器发送一个工作指令给予步进电机31，集光槽11复位且步进电机31处于休眠状态。重复整个过程，完成对太阳光的实时追踪，使玻璃反应管内的废水始终处于最佳受光状态。

由于每段时间内的光照强度不同，因此作用在玻璃反应管23上的光线强度也会发生变化，当光线强度高时，能够满足大量的废水同时进行反应，但光线强度较低时，为了保证处理效果，就要控制反应水量，减少玻璃反应管23内废水的体积，延长废水在玻璃反应管内的处理时间，才能保证反应的充分完全，因此设置了感应装置，光线传感器32能够光线强度并不断的将信号反馈给PLC控制器，PLC控制器通过反馈的信号来控制废水泵22内叶轮的旋转速度，从而控制玻璃反应管23中的进水体积和进水速率，使玻璃反应管内的废水始终保持最佳的处理效果。

为了使玻璃反应管23内的液体反应更加充分，在连通接头230的内部设有搅拌装置4，废水从玻璃反应管23的进水口流入，经由节流口44进入防护罩41中，由于节流口44的截面面积比玻璃反应管23的截面面积小，因此废水进入防护罩41内部时冲击力会增大，而节流口44与旋转涡轮41水平且偏离其轴线，所以水流会冲撞向旋转涡轮41的一侧叶片，叶片受力从而使旋转涡轮41旋转，进而带动连接轴420上的搅拌叶片43旋转进行搅拌，提高了反应速率，使反应更加充分，进而降低光催化处理的建设和运行成本，实现废水无害化处理。

当设备长时间使用时，玻璃反应管23内的反应会残留一定沉淀杂质，不能随混合液流入后续的废水处理装置进行处理，从而对后续流入玻璃反应管23内进行光催化反应的废水的处理效果造成影响，因此在玻璃反应管23和出水装置之间设置了对其进行反冲洗的反冲洗装置24，并且玻璃反应管23的进水口与废水泵22之间的连通管上还开设有带有阀门的排污口。反冲洗装置24在该设备正常工作时不启动，在废水处理的间歇时间，该设备不进行工作时，开启反冲洗装置24，清水从玻璃反应管23的出水口进入，对玻璃反应管23进行冲洗，打开排污口的阀门，将废水排出，从而冲出附着在玻璃反应管23内的沉淀污物，维持玻璃反应管23内部的清洁，反冲洗结束后再关闭排污口的阀门和反冲洗设备，等待设备再次继续作业，以保证玻璃反应管23内后续的反应不会被残留的杂质影响。

设备中的玻璃反应管23采用透明耐热玻璃制成，且采用透光率高的耐热玻璃，避免了二次反射损耗能量。耐热玻璃能够承受冷热聚变温差变化，导热性低，在保证透光率的同时，降低了热量导入玻璃反应管23内的速度，能保证废水经过光催化之后的温度不会明显上升，从而不需要在进行后续步骤之前对其进行降温处理，提高了工作效率，降低了建设成本。并且耐热玻璃具有低膨胀、抗热震、耐热、耐腐蚀、强度高等一系列优良性能，能够承受玻璃反应管23内的反应强度，不会被腐蚀或者损坏。

另外，玻璃反应管23的外径大于集光槽11反射的光斑带宽度，能保证反射在焦线上光斑带完全作用在玻璃反应管23上，防止光能在反射时发生损耗。

为了进一步提高光能的利用率，所述集光槽11的向阳面采用背面镀银，表面覆膜的玻璃制成，这种集光槽11的聚光效果好，反射率可达90％以上，并且增强了光的密度和强度，从而提高了光能的利用率。

以上仅是本实用新型的较佳实施例，任何人根据本实用新型的内容对本实用新型作出的些许的简单修改、变形及等同替换均落入本实用新型的保护范围。