一种光电催化氧化组合处理废水的装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及废水处理设备技术领域，尤其涉及一种光电催化氧化组合处理废水的装置及其使用方法。


背景技术：

2.光催化氧化废水中有机物是基于催化剂在紫外线照射下，产生羟基自由基，从而氧化废水中污染物，达到净化废水的作用。该技术可设置于废水处理前端预处理，以提高废水可生化性；也可设置于废水处理末端，实现废水深度处理净化。利用光催化净化技术去除废水中的有机污染物具有以下特点：反应条件温和（常温、常压）；可以将有机污染物分解为二氧化碳和水等无机小分子，净化效果彻底；不增加盐分。
3.光催化氧化技术是近几十年来国内外学者最关注的水处理技术之一，因为光催化技术具有无二次污染、价格低廉等特点。光催化降解废水的原理是：tio2等半导体材料在紫外光的照射下，其价带上的电子被激发到导带上，产生电子-空穴对，在水中生成羟基自由基、氧自由基等活性物质，因此具有很强的氧化还原能力，另外，大量实验研究表明，二氧化钛具有良好的抗光腐蚀性和光催化活性，而且化学性质稳定、价格低廉、无毒无害，是目前应用最广泛的光催化材料。
4.电催化氧化技术也是一种高效清洁的降解有机污染物的水处理技术，其具有氧化分解能力强、运行耗能低、环境友好等特点。电催化氧化降解废水的原理是：通过外部电源供电在反应槽内形成直流电场，使反应槽内填充的催化剂在电场作用下感应带电、形成粒子电极，在反应槽主电极和粒子电极的电解及催化作用下，反应槽内水中的溶解氧被转化生成强氧化剂羟基自由基（
·
oh），通过羟基自由基可氧化分解废水中难降解的有机物，使之转化为co2和h2o。羟基自由基是一种活性极高的粒子，能够无选择的氧化各种有机物并使之矿化。
5.现有技术中，专利申请号为cn201520984852.9的实用新型专利公开了“一种光电催化强氧化的废水处理装置，包括箱体，所述箱体内等距设有多个导流折流板，所述箱体内侧表面设有多个分布均匀的曝气头，所述箱体内侧表面设有多个分布均匀的电极板组，所述箱体外设有的连接管，所述连接管上等距连接的多个插在箱体内的曝气管，所述箱体内侧表面设有多个分布均匀的紫外线灯组，所述箱体外两侧表面分别开有相对的两组开口，所述开口内分别插有加药管、排水管、进水管和排泥管。本实用新型的有益效果是，结构简单，实用性强”，但仍然存在缺陷：（1）紫外线灯管表面缺少粘附物的清理装置，影响灯管的使用效果；（2）污水处理过程中的漂浮物和沉淀物不能及时处理，不利于提高污水处理效果；（3）缺乏后处理装置，影响污水的处理质量。


技术实现要素：

6.本发明的目的是为了解决现有技术中存在紫外线灯管表面缺少粘附物的清理装
置，影响灯管的使用效果；缺乏污水处理过程中的漂浮物和沉淀物不能及时处理，不利于提高污水处理效果；缺乏后处理装置，影响污水的处理质量的问题，而提出的一种光电催化氧化组合处理废水的装置。
7.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种光电催化氧化组合处理废水的装置，包括依次连接的催化氧化箱、过滤箱和加药箱，还包括，电极板组，安装在催化氧化箱顶部开口处且电极板置于液面以下；紫外线灯管组，安装在在催化氧化箱顶部开口处且紫外线灯置于液面以下；间歇泵气机构，所述间歇泵气机构包括安装在催化氧化箱外壁的气泵、安装在气泵正压端且置于催化氧化箱底部内壁的增压管、安装在催化氧化箱底部内壁且与增压管连通的储气筒、安装在储气筒出气端的且带有单向阀的出气管、安装在出气管出气端的围绕电极板组电极板底端均匀分布的分流管以及与储气筒配合的升降扰流组件；清理组件，安装在紫外线灯管组灯管外壁，且与升降扰流组件的升降端连接；漂浮物打捞机构，安装在催化氧化箱靠近过滤箱的一侧。
8.优选的，还包括连通过滤箱与加药箱的水泵。
9.优选的，所述升降扰流组件包括间歇配合在储气筒内壁的活塞、连接在活塞与储气筒底部内壁之间的拉簧、竖直设置在活塞顶部且穿过储气筒向外延伸的螺杆，所述储气筒的顶部还连接连接有与螺杆螺纹配合的螺纹座，所述螺纹座的外壁连接有均匀分布的扰流片。
10.优选的，所述螺杆置于储气筒外部的一端还转动连接有支撑杆，所述支撑杆的支撑端连接有紫外光发散柱，且所述紫外光发散柱位于电极板组与紫外线灯管组之间，且所述紫外光发散柱滑动连接在催化氧化箱内壁。
11.优选的，所述清理组件包括套在紫外线灯管组灯管外壁的透明结构的清理环，所述清理环外壁连接有与支撑杆支撑端相连的连接架。
12.优选的，所述漂浮物打捞机构包括转动连接在催化氧化箱内壁且向外延伸的从动轴、安装在从动轴外壁的镂空结构的打捞斗、安装在催化氧化箱外壁且与从动轴延伸端连接的从动齿轮、连接在从动齿轮与催化氧化箱外壁之间且套在从动轴外壁的扭簧，所述催化氧化箱的外壁还安装有与从动齿轮外壁的驱动半轮齿齿轮。
13.优选的，所述扭簧处于自然状态时，打捞斗置于催化氧化箱液面以下；所述驱动半轮齿齿轮轮齿与从动齿轮啮合时，扭簧收紧，且打捞斗向着过滤箱的顶部开口处翻转。
14.优选的，所述催化氧化箱的底部外壁设置有排污阀，所述过滤箱的内侧壁设置有过滤网。
15.优选的，所述加药箱的顶部开口处通过安装架设置有配备电磁阀的加药罐，所述电极板组表面设有光催化氧化剂涂层。
16.一种光电催化氧化组合处理废水的装置的使用方法，包括以下步骤：s1：将待处理废水流入催化氧化箱中，开启电极板组与紫外线灯管组的电源，废水中通入直流电可以在电极板组的阴阳两极上发生氧化还原反应，当电流密度足够大时，可以氧化去除水中有机物，提高废水可生化性，有利于后续生物处理；同时紫外线灯管组发射的紫外光在电极板组表面的光催化剂产生氧化还原反应，可以进一步氧化去除水中有机
物；s2：开启间歇泵气机构，首先打开气泵，气泵通过增压管向储气筒内泵入高压气体，随着储气筒内压力的上升，活塞在顶部的螺杆与螺纹座的配合下螺旋上升，活塞与储气筒之间的拉簧拉伸，带动螺纹座沿着储气筒旋转，带动螺纹座外壁的扰流片对污水进行扰流，避免颗粒物沉淀在催化氧化箱的底部内壁，保证污水处理效果；s3：在活塞螺旋上升的过程中带动支撑杆上移，直至活塞移动至出气管与储气筒的交接处时，高压气体由储气筒内通过出气管由分流管泵出，泵出的气体在污水中产生围绕电极板组电极板的气泡，带走参与光电催化氧化反应的催化剂上浮，始终保持电极板组稳定的光电催化氧化功能；s4：上浮的催化剂漂浮在污水表面，当驱动半轮齿齿轮与从动齿轮分离时，扭簧自动恢复原态，此时打捞斗置于催化氧化箱内，随着驱动半轮齿齿轮的转动，直至与从动齿轮啮合时，打捞斗随着驱动半轮齿齿轮的转动逐渐向着过滤箱顶部翻转，随着打捞斗翻转角度的增大，打捞斗内的颗粒打捞物落入过滤网上，实现污水表面漂浮物的处理功能，有助于进一步保持催化氧化箱的催化功能；s5：在支撑杆上移的同时带动紫外光发散柱沿着催化氧化箱的内侧壁上移，随着紫外光发散柱位置的变化，紫外光发散柱对紫外线灯管组的发散范围产生变化，有助于提高紫外线灯管组的利用效率，提高催化氧化箱的光催化氧化功能；s6：在支撑杆上移动同时，连接架带动清理环沿着紫外线灯管组的灯管表面移动，进而实现对紫外线灯管组灯管表面的清理功能，保证灯管的使用效果。
17.与现有技术相比，本发明提供了一种光电催化氧化组合处理废水的装置，具备以下有益效果：1、该光电催化氧化组合处理废水的装置，通过设置的电极板组与紫外线灯管组，实现了光电催化氧化结合处理污水的功能。
18.2、该光电催化氧化组合处理废水的装置，通过设置的扰流片，实现了催化氧化箱底部的扰流功能，有效避免了污水中的沉淀物影响处理质量的问题。
19.3、该光电催化氧化组合处理废水的装置，通过设置的间歇泵气机构泵出的围绕电极板的气泡，保持电极板组稳定的光电催化氧化功能。
20.4、该光电催化氧化组合处理废水的装置，通过设置的漂浮物打捞机构，实现了污水表面漂浮物的打捞处理功能，解决了现有技术中污水处理过程中的漂浮物和沉淀物不能及时处理，影响污水处理效果的问题。
21.5、该光电催化氧化组合处理废水的装置，通过设置的往复升降的紫外光发散柱，扩大紫外线灯管组利用效率与作用范围，解决了现有技术中紫外线灯管利用效率低下的问题。
22.6、该光电催化氧化组合处理废水的装置，通过设置的清理组件，实现了紫外线灯管表面的附着物清理功能，解决了现有技术中紫外线灯管表面缺少粘附物的清理装置，影响灯管的使用效果的问题。
23.7、该光电催化氧化组合处理废水的装置，通过加药罐与加药箱的后处理设计，提高了污水处理的质量。
附图说明
24.图1为本发明的结构示意图之一；图2为本发明的结构示意图之二；图3为本发明的结构示意图之三；图4为本发明的图3中a部分的放大结构示意图；图5为本发明的结构示意图之四；图6为本发明的催化氧化箱的内部结构示意图之一；图7为本发明的图6中b部分的放大结构示意图；图8为本发明的催化氧化箱的内部结构示意图之二；图9为本发明的图8中c部分的放大结构示意图；图10为本发明的催化氧化箱的内部结构示意图之三；图11为本发明的储气箱的内部结构示意图。
25.图中：10、催化氧化箱；110、排污阀；20、过滤箱；210、水泵；220、过滤网；30、加药箱；310、加药罐；40、电极板组；50、紫外线灯管组；60、间歇泵气机构；610、气泵；620、增压管；630、储气筒；640、出气管；650、分流管；660、升降扰流组件；661、活塞；662、拉簧；663、螺杆；664、螺纹座；665、扰流片；666、支撑杆；667、紫外光发散柱；670、清理组件；671、清理环；672、连接架；70、漂浮物打捞机构；710、从动轴；720、打捞斗；730、从动齿轮；740、扭簧；750、驱动半轮齿齿轮。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通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，都属于本发明保护的范围。
27.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
28.实施例1：参照图1-11，一种光电催化氧化组合处理废水的装置，包括依次连接的催化氧化箱10、过滤箱20和加药箱30，还包括，电极板组40，安装在催化氧化箱10顶部开口处且电极板置于液面以下；紫外线灯管组50，安装在在催化氧化箱10顶部开口处且紫外线灯置于液面以下；间歇泵气机构60，间歇泵气机构60包括安装在催化氧化箱10外壁的气泵610、安装在气泵610正压端且置于催化氧化箱10底部内壁的增压管620、安装在催化氧化箱10底部内壁且与增压管620连通的储气筒630、安装在储气筒630出气端的且带有单向阀的出气管640、安装在出气管640出气端的围绕电极板组40电极板底端均匀分布的分流管650以及与储气筒630配合的升降扰流组件660；清理组件670，安装在紫外线灯管组50灯管外壁，且与升降扰流组件660的升降端
连接；漂浮物打捞机构70，安装在催化氧化箱10靠近过滤箱20的一侧。
29.参照图1-5，还包括连通过滤箱20与加药箱30的水泵210，用于将过滤箱20过滤的催化氧化后的污水泵入加药箱30中进行处理。
30.参照图6-11，升降扰流组件660包括间歇配合在储气筒630内壁的活塞661、连接在活塞661与储气筒630底部内壁之间的拉簧662、竖直设置在活塞661顶部且穿过储气筒630向外延伸的螺杆663，储气筒630的顶部还连接连接有与螺杆663螺纹配合的螺纹座664，螺纹座664的外壁连接有均匀分布的扰流片665，通过设置的扰流片665，实现了催化氧化箱10底部的扰流功能，有效避免了污水中的沉淀物影响处理质量的问题。
31.参照图6-11，螺杆663置于储气筒630外部的一端还转动连接有支撑杆666，支撑杆666的支撑端连接有紫外光发散柱667，且紫外光发散柱667位于电极板组40与紫外线灯管组50之间，且紫外光发散柱667滑动连接在催化氧化箱10内壁，通过设置的往复升降的紫外光发散柱667，扩大紫外线灯管组50利用效率与作用范围，解决了现有技术中紫外线灯管利用效率低下的问题。
32.参照图6-11，清理组件670包括套在紫外线灯管组50灯管外壁的透明结构的清理环671，清理环671外壁连接有与支撑杆666支撑端相连的连接架672，通过设置的清理组件670，实现了紫外线灯管组50表面的附着物清理功能，解决了现有技术中紫外线灯管表面缺少粘附物的清理装置，影响灯管的使用效果的问题。
33.参照图1-5，催化氧化箱10的底部外壁设置有排污阀110，过滤箱20的内侧壁设置有过滤网220，加药箱30的顶部开口处通过安装架设置有配备电磁阀的加药罐310，电极板组40表面设有光催化氧化剂涂层。
34.将待处理废水流入催化氧化箱10中，开启电极板组40与紫外线灯管组50的电源，废水中通入直流电可以在电极板组40的阴阳两极上发生氧化还原反应，当电流密度足够大时，可以氧化去除水中有机物，提高废水可生化性，有利于后续生物处理；同时紫外线灯管组50发射的紫外光在电极板组40表面的光催化剂产生氧化还原反应，可以进一步氧化去除水中有机物；开启间歇泵气机构60，首先打开气泵610，气泵610通过增压管620向储气筒630内泵入高压气体，随着储气筒630内压力的上升，活塞661在顶部的螺杆663与螺纹座664的配合下螺旋上升，活塞661与储气筒630之间的拉簧662拉伸，带动螺纹座664沿着储气筒630旋转，带动螺纹座664外壁的扰流片665对污水进行扰流，避免颗粒物沉淀在催化氧化箱10的底部内壁，保证污水处理效果；在活塞661螺旋上升的过程中带动支撑杆666上移，直至活塞661移动至出气管640与储气筒630的交接处时，高压气体由储气筒630内通过出气管640由分流管650泵出，泵出的气体在污水中产生围绕电极板组40电极板的气泡，带走参与光电催化氧化反应的催化剂上浮，始终保持电极板组40稳定的光电催化氧化功能；在支撑杆666上移的同时带动紫外光发散柱667沿着催化氧化箱10的内侧壁上移，随着紫外光发散柱667位置的变化，紫外光发散柱667对紫外线灯管组50的发散范围产生变化，有助于提高紫外线灯管组50的利用效率，提高催化氧化箱10的光催化氧化功能；在支撑杆666上移动同时，连接架672带动清理环671沿着紫外线灯管组50的灯管表面移动，进而实现对紫外线灯管组50灯管表面的清理功能，保证灯管的使用效果。
35.实施例2：
参照图1-5，一种光电催化氧化组合处理废水的装置，与实施例1基本相同，更进一步的是，漂浮物打捞机构70包括转动连接在催化氧化箱10内壁且向外延伸的从动轴710、安装在从动轴710外壁的镂空结构的打捞斗720、安装在催化氧化箱10外壁且与从动轴710延伸端连接的从动齿轮730、连接在从动齿轮730与催化氧化箱10外壁之间且套在从动轴710外壁的扭簧740，催化氧化箱10的外壁还安装有与从动齿轮730外壁的驱动半轮齿齿轮750，扭簧740处于自然状态时，打捞斗720置于催化氧化箱10液面以下；驱动半轮齿齿轮750轮齿与从动齿轮730啮合时，扭簧740收紧，且打捞斗720向着过滤箱20的顶部开口处翻转，通过设置的漂浮物打捞机构70，实现了污水表面漂浮物的打捞处理功能，解决了现有技术中污水处理过程中的漂浮物和沉淀物不能及时处理，影响污水处理效果的问题；上浮的催化剂漂浮在污水表面，当驱动半轮齿齿轮750与从动齿轮730分离时，扭簧740自动恢复原态，此时打捞斗720置于催化氧化箱10内，随着驱动半轮齿齿轮750的转动，直至与从动齿轮730啮合时，打捞斗720随着驱动半轮齿齿轮750的转动逐渐向着过滤箱20顶部翻转，随着打捞斗720翻转角度的增大，打捞斗720内的颗粒打捞物落入过滤网220上，实现污水表面漂浮物的处理功能，有助于进一步保持催化氧化箱10的催化功能。
36.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。