基于光催化反应的污水深度处理装置的制作方法

本实用新型属于污水处理领域，特别提供一种基于光催化反应的污水深度处理装置。

背景技术：

控制污染物排放是改善我国水环境质量、提高居民生活质量的关键。随着社会的发展，污水的排放量不断增加，环保的形势也愈发严峻，排放标准也随之提高。由于常规活性污泥法潜力，已无法满足未来水处理领域发展的需求，因此开发合适的污水深度处理技术已刻不容缓。

光催化技术在水处理领域的作用已经得到了大量实验验证，工程实际应用较少。目前，光催化剂的使用方式主要有两种，一是将催化剂附载在反应器内表面，但由于载体表面积的限制，使得催化剂和液体的接触面有限，影响了催化效果；二是将催化剂与污水混合，此方法增加了催化剂与液体的接触面积，提升了催化效果，但催化剂的回收和循环利用非常困难。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于在污水处理厂二级处理的基础上，进一步提高污染物的处理效率，提出一种基于光催化反应的污水深度处理装置，可有效解决上述问题。

本实用新型的技术方案是：基于光催化反应的污水深度处理装置，包括：反应塔1、进水管2、导流锥3、光源4、套筒5、悬浮填料6、光触煤涂层7、空气泵8、射流曝气管9、填料阻隔网10和出水管11；所述反应塔1左右两侧壁上方对应连接有进水管2和出水管11，所述出水管11的水平高度低于进水管2的水平高度；所述套筒5固定在反应塔1内部中轴线上，所述空气泵8设于反应塔1上方，所述射流曝气管9设于套筒5内，其上端与空气泵8连接；所述反应塔1底壁上连接有导流锥3，所述反应塔1顶壁上连接有多个光源4，多个光源4沿周向布置，位于套筒5与反应塔1内壁之间；所述填料阻隔网10固定在反应塔1内壁上，所述填料阻隔网10的水平高度位于出水管11的水平高度与套筒5顶部之间；所述反应塔1内位于填料阻隔网10水平高度以下位置填装悬浮填料6，所述悬浮填料6外表面上附载光触煤涂层7。

进一步地，所述套筒5外周上侧及下侧分别箍设有金属套管12，所述金属套管12两侧分别通过连接杆13焊接在反应塔1内壁上。

进一步地，所述射流曝气管9的曝气量为0.1-0.5m³/h。

进一步地，所述悬浮填料6采用聚丙烯材质，球形，填料直径为1.5-2cm，附载光触煤涂层7后，其密度为0.95-1.05，填充比为15％-30％。

进一步地，所述光触煤涂层7采用纳米二氧化钛或改性纳米二氧化钛。

进一步地，所述光源4垂直连接于反应塔1顶壁上，数量为六个，六个光源4沿周向均布；所述光源4采用紫外灯，功率为50-200w。

进一步地，所述套筒5为有机玻璃材质。

本实用新型具有以下有益的效果：

本实用新型针对污水处理厂出水设计，在提高光催化效果的基础上，进一步去除污水中的cod、bod、氨氮等污染物，满足污水处理厂提标改造需求。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中：1、反应塔；2、进水管；3、导流锥；4、光源；5、套筒；6、悬浮填料；7、光触煤涂层；8、空气泵；9、射流曝气管；10、填料阻隔网；11、出水管；12、金属套管；13、连接杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细描述。

如图1所示，基于光催化反应的污水深度处理装置，包括：反应塔1、进水管2、导流锥3、光源4、套筒5、悬浮填料6、光触煤涂层7、空气泵8、射流曝气管9、填料阻隔网10和出水管11。

反应塔1左右两侧壁上方对应连接有进水管2和出水管11，出水管11的水平高度低于进水管2的水平高度；套筒5为有机玻璃材质，固定在反应塔1内部中轴线上，空气泵8设于反应塔1上方，射流曝气管9设于套筒5内，其上端与空气泵8连接；反应塔1底壁上连接有导流锥3，反应塔1顶壁上连接有六个光源4，光源4垂直连接于反应塔1顶壁上，六个光源4沿周向均匀布置，位于套筒5与反应塔1内壁之间；填料阻隔网10固定在反应塔1内壁上，填料阻隔网10的水平高度位于出水管11的水平高度与套筒5顶部之间；反应塔1内位于填料阻隔网10水平高度以下位置填装悬浮填料6，悬浮填料6外表面上附载光触煤涂层7。

在本实用新型所述的实施例中，套筒5外周上侧及下侧分别箍设有金属套管12，金属套管12两侧分别通过连接杆13焊接在反应塔1内壁上。

某污水处理厂，原污水处理工艺为氧化沟法，出水设计标准为《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)二级标准。出水水质cod为60-75mg/l，氨氮为14-23mg/l。对该污水处理厂进行提标改造，采用污水深度处理方法，在项目中配置污水深度处理装置。参数：曝气量为0.2m³/h；填充比为20％；水力停留时间为50min；光源为100w紫外灯；光触媒为纳米二氧化钛。

装置安装在二沉池出水后，污水由进水管2进入反应塔1，在射流曝气管9的作用下，与池内污水和悬浮填料6完全混合，在套筒5内外形成环流；光催化剂附载于悬浮填料6表面，在紫外灯光源4的照射下，产生羟基自由基和超氧负离子，分解污水中有机物，曝气可增加污水中的氧气含量，从而提高超氧负离子的数量，提高了光催化效率。填料阻隔网10可有效阻隔填料堵塞排水口。光催化反应时间50min，处理后的污水从出水管11流出。

通过污水深度处理装置的应用，该厂最终出水水质cod为38-52mg/l，氨氮为5-8mg/l，满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(gb18918-2002)一级b标准。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.基于光催化反应的污水深度处理装置，其特征在于，包括：反应塔(1)、进水管(2)、导流锥(3)、光源(4)、套筒(5)、悬浮填料(6)、光触煤涂层(7)、空气泵(8)、射流曝气管(9)、填料阻隔网(10)和出水管(11)；所述反应塔(1)左右两侧壁上方对应连接有进水管(2)和出水管(11)，所述出水管(11)的水平高度低于进水管(2)的水平高度；所述套筒(5)固定在反应塔(1)内部中轴线上，所述空气泵(8)设于反应塔(1)上方，所述射流曝气管(9)设于套筒(5)内，其上端与空气泵(8)连接；所述反应塔(1)底壁上连接有导流锥(3)，所述反应塔(1)顶壁上连接有多个光源(4)，多个光源(4)沿周向布置，位于套筒(5)与反应塔(1)内壁之间；所述填料阻隔网(10)固定在反应塔(1)内壁上，所述填料阻隔网(10)的水平高度位于出水管(11)的水平高度与套筒(5)顶部之间；所述反应塔(1)内位于填料阻隔网(10)水平高度以下位置填装悬浮填料(6)，所述悬浮填料(6)外表面上附载光触煤涂层(7)。

2.按照权利要求1所述的基于光催化反应的污水深度处理装置，其特征在于，所述套筒(5)外周上侧及下侧分别箍设有金属套管(12)，所述金属套管(12)两侧分别通过连接杆(13)焊接在反应塔(1)内壁上。

3.按照权利要求1所述的基于光催化反应的污水深度处理装置，其特征在于，所述射流曝气管(9)的曝气量为0.1-0.5m³/h。

4.按照权利要求1所述的基于光催化反应的污水深度处理装置，其特征在于，所述悬浮填料(6)采用聚丙烯材质，球形，填料直径为1.5-2cm，附载光触煤涂层(7)后，其密度为0.95-1.05，填充比为15％-30％。

5.按照权利要求1所述的基于光催化反应的污水深度处理装置，其特征在于，所述光触煤涂层(7)采用纳米二氧化钛或改性纳米二氧化钛。

6.按照权利要求1所述的基于光催化反应的污水深度处理装置，其特征在于，所述光源(4)垂直连接于反应塔(1)顶壁上，数量为六个，六个光源(4)沿周向均布；所述光源(4)采用紫外灯，功率为50-200w。

7.按照权利要求1所述的基于光催化反应的污水深度处理装置，其特征在于，所述套筒(5)为有机玻璃材质。

技术总结
本实用新型公开了一种基于光催化反应的污水深度处理装置，包括：反应塔、进水管、导流锥、光源、套筒、悬浮填料、光触煤涂层、空气泵、射流曝气管、填料阻隔网和出水管；所述反应塔左右两侧壁上方对应连接有进水管和出水管，所述套筒固定在反应塔内部中轴线上，所述空气泵设于反应塔上方，所述射流曝气管设于套筒内；所述反应塔底壁上连接有导流锥，所述反应塔顶壁上连接有多个光源，多个光源沿周向布置，位于套筒与反应塔内壁之间，所述填料阻隔网固定在反应塔内壁上；所述反应塔内填装悬浮填料，所述悬浮填料外表面上附载光触煤涂层。本实用新型在提高光催化效果的基础上，进一步去除污水中的COD、BOD、氨氮等污染物。

技术研发人员：刘岚昕;程希雷;王京城;王秀;朱悦;王留锁;王赫
受保护的技术使用者：辽宁省生态环境保护科技中心
技术研发日：2020.05.19
技术公布日：2020.12.29