太阳能光催化降解装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种太阳能光催化降解装置，属于污水处理技术领域。
【背景技术】
[0002]随着经济的迅速发展，生活和工业污水排放量逐渐增加，水污染问题日益严重。工业污水和一般生活污水中存在的污染物主要包括有机染料、无机离子、固体颗粒或胶体、微生物等。对于含有这些污染物的废水，通常的处理手段有是通过絮凝、电解沉积、物理吸附(包括过滤)、化学处理、微生物降解等。这些传统的污水处理方法难以彻底净化污水中的可溶性有害物质和细微颗粒物，存在高能耗、二次污染、处理效率低等问题，还需要经过后续进一步处理才能去除。而利用具有紫外可见光响应能力的改性光催化材料作为催化剂，在充分利用太阳光中含量较少的紫外光(3?5%)同时，也可以有效利用太阳光中的可见光，扩大太阳光光谱利用范围，提高污水净化效率。太阳能是一种绿色能源，而目前的光催化降解装置使用的是模拟太阳光，消耗电能，造成资源的浪费，如果能有效的将太阳能用于污水处理，将会带来很高的经济效益，充分体现绿色节能的原则。
【发明内容】
[0003]本实用新型克服了现有技术的不足，提供了一种太阳能光催化降解装置，本实用新型的目的是提供一种绿色节能、催化效果好、易于实现规模化、程序化、功能化的污水净化装置，可进行高效化、高太阳光光源利用率的光催化降解过程。此光催化降解过程易控制，实验精度和效率值高，实现绿色节能效果。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:太阳能光催化降解装置，其特征在于主要包括如下组成部分:
[0005]太阳能光催化降解装置，其特征在于主要包括如下组成部分:
[0006]四个并排连通的反应罐⑴、(2)、(3)和(4)，位于该装置上部，用于提供污水与改性催化剂混合及光催化降解的场所；
[0007]透明阶梯形光催化反应斜槽(5)，位于该装置的中部，是本实用新型的核心部分，用于提供反应液均匀化和高效吸收太阳光进行光催化降解的场所；
[0008]太阳能电池板(16)，位于该装置的左侧，用于将太阳能转换成电能储存在蓄电池中，配合外部电源，提供夜晚和阴天等光照不足条件下的光催化降解所需光源，节约能源；
[0009]集水池(8)，位于该装置的下部，用于储存经透明阶梯形光催化反应斜槽(5)降解后的污水；
[0010]水泵(9)和输水管(10)，连接在反应罐⑷和集水池⑶之间，用于污水的循环降解；
[0011]气泵(11)，用于提供通入气体所需的动力；
[0012]通气管(12)，位于气泵(11)与反应罐(1)、(2)、(3)和(4)中的喷气管之间，用于输送反应气体；
[0013]支撑结构(7-1)和(7-2)，位于反应罐⑴、⑵、(3)、(4)和透明阶梯形光催化反应斜槽(5)的下方，用于支撑固定反应装置。
[0014]优选的，所述四个并排连通的反应罐(I)、(2)、(3)和(4)，其结构设计包括反应罐外壳(4-1)、反应罐罐盖(4-8)、紫外可见光灯管(4-5)、中空管(4-4)、两个成对称位置的搅拌器(4-3)和(4-6)、喷气管(4-2)、取样口(4-7)和连通管(4_9)。其中:中空管，用于放置紫外可见光灯管，向其外部的反应罐中高效提供光源；搅拌器，两组平叶状桨叶锚式搅拌器对称分布于反应罐和中空管之间，用于搅拌反应罐中的污水溶液使之均匀混合；喷气管，位于该装置内部，用于向反应罐内喷入反应气体，以控制反应溶液体系的气氛；取样口，位于该装置上部，用于定期从反应罐中取样，以分析反应罐中的污水光催化降解情况。反应罐外壳，搅拌器和中空管依次位于所述反应罐(4)的外部，中部和内部。
[0015]优选的，所述四个并排连通的反应罐⑴、(2)、(3)和⑷内部的外壳上均含有喷气管，其喷气管(4-2)上均匀分布许多喷气小孔，用于向反应罐内喷入气体，四个反应罐中的喷气管均与其上部的通气管(12)相连接。
[0016]优选的，所述反应罐(1)、(2)、(3)和(4)呈中空圆柱形透明结构，之间由连通管相连，其中反应罐(4)的结构分布为，顶部是反应罐罐盖(4-8)，右侧为喷气管，左上侧为取样口，中间固定有中空管，中空管左右两侧为搅拌器，中空管中带有紫外可见光灯(4-5)。搅拌器和取样口均固定在反应罐罐盖上；搅拌器为锚式，上面分别均匀对称的分布10个平叶状桨叶。同时四个反应罐的上部均有一个取样口，用于定期取样检测，反应罐(1)、(2)、(3)和(4)的下方分别含有向透明阶梯形光催化反应斜槽(5)调控输水速度的给水阀门(15-1)、(15-2)、(15-3)和(15-4)，并且反应罐(I)的左上部有用于向装置中输入污水的进水口
[17]，左下部有用于将降解完全后的污水排出的排水口(18)。
[0017]优选的，所述透明阶梯形光催化反应斜槽(5)的外壳由透光性很好的透明玻璃组成，其内部设有 10 个圆弧形挡板(6-1)、(6-2)、(6-3)、(6-4)、(6-5)、(6-6)、(6-7)、(6-8)、(6-9)和(6-10)，呈阶梯形均匀排布，圆弧形挡板的主要功能是减缓反应溶液的流动速度，同时起到均匀分散改性光催化剂的作用，使反应溶液能够均匀缓慢的通过透明阶梯形光催化反应斜槽(5)，延长与太阳光的接触时间，反应斜槽内部的给水量由其上部的给水阀门(15-1)、(15-2)、(15-3)和(15_4)调控，进入反应斜槽的污水经圆弧形挡板的作用能够均匀缓慢通过，高效率的利用太阳光光源，整个反应结构密封性很好，利于反应气氛的控制，污水经降解后进入集水池(8)中进行储存。
[0018]进一步的，所述集水池(8)为透明玻璃结构，储存在其内的污水也能够吸收光源进行光催化反应，提高污水降解效率，其左上部含有取样口(14)，用于定期取样，检测光催化降解效果，确定光催化循环次数；左下部有排水口(13)，污水经过催化降解完全后，经此处排出。
[0019]工作原理:
[0020]本实用新型是一种利用具有紫外可见光响应的改性半导体材料作为光催化剂，太阳光作为光源驱动反应对污染物进行降解，在充分利用太阳光中含量较少的紫外光(3?5% )同时，也可以有效利用太阳光中的可见光，扩大太阳光光谱利用范围，提高污水净化效率；本实用新型中的透明阶梯形光催化反应斜槽其外壳由透光性很好的透明玻璃组成，内部设有10个圆弧形挡板，呈阶梯形均匀排布，圆弧形挡板的主要功能是减缓反应溶液的流动速度，同时起到均匀分散改性光催化剂的作用，使反应溶液能够均匀缓慢的通过透明阶梯形光催化反应斜槽，延长与太阳光的接触时间，反应斜槽的倾斜角度模拟日用太阳能，可以最大效率的提高反应溶液与太阳光的接触面积，提高光源利用率；本实用新型中的集水池，四个并排连通的反应罐，透明阶梯形光催化反应斜槽均为透明结构，能够最大效率的利用太阳光光源，增加污水降解效率。
[0021]与现有技术相比，本实用新型的优点是:
[0022]本装置的催化剂为具有紫外可见光响应能力的改性半导体材料，在充分利用太阳光中含量较少的紫外光(3?5%)同时，也可以有效利用太阳光中的可见光，扩大太阳光光谱利用范围；太阳光作为光源，具有绿色、无污染、节能的特点；装置有一定的高度差形成势能差增加了污水通过透明阶梯形光催化反应斜槽的动力，本实用新型装置中同时含有四个反应罐，可以提高污水净化效率；透明阶梯形光催化反应斜槽的倾斜角度模拟日用太阳能，可以最大效率的提高反应溶液与太阳光的接触面积，提高光源利用率，其内部的圆弧形挡板，呈阶梯形均匀排布，能够减缓反应溶液的流动速度，增加污水曝光时间，同时起到均匀分散改性光催化剂的作用，即具有自搅拌功能，无需使用搅拌器，节约能源，整个发明装置充分体现绿色节能的原则。
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型太阳能光催化降解装置的平面主视图。
[0024]图1中:太阳能电池板(16)、四个并排连通的反应罐(1)、(2)、(3)和(4)、透明阶梯形光催化反应斜槽(5)、集水池(8)、气泵(11)、水泵(9)、给水阀门(15-1)、(15-2)、(15-3)和(15-4)、通气管(12)、输水管(10)、进水口 (17)、取样口 (14)、支撑结构(7-1)和(7-2)、排水口 (13)和(18)、10 个圆弧形挡板(6-1)、(6-2), (6-3), (6-4), (6-5), (6-6),(6-7)、 (6-8)、 (6-9)和(6-10)。
[0025]图2是本实用新型太阳能光催化降解装置的简化平面俯视图。
[0026]图3是本实用新型太阳能光催化降解装置中反应罐⑷的平面图。
[0027]图3中:反应罐外壳(4-1)、反应罐罐盖(4-8)、紫外可见光灯管(4_5)、中空管(4-4)、两个成对称位置的搅拌器(4-3)和(4-6)、喷气管(4-2)、取样口(4_7)和连通管(4-9)。
[0028]图4是本实用新型太阳能光催化降解装置中喷气管和圆弧形挡板的平面图。
[0029]图4中:(4-2)为喷气管，(6-1)为透明阶梯形光催化反应斜槽的圆弧形挡板。
【具体实施方式】
[0030]为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型进一步详细描述:
[0031]如图1和图2所示，太阳能光催化降解装置，主要包括如下组成部分:四个并排连通的反应罐(1)、(2)、(3)和(4)，位于该装置上部，用于提供污水与改性催化剂混合及光催化降解的场所；
[0032]透明阶梯形光催化反应斜槽(5)，位于该装置的中部，是本实用新型的核心部分，用于提供反应液均匀化和高效吸收太阳光进行光催化降解的场所；
[0033]太阳能电池板(16)，位于该装置的左侧，用于将太阳能转换成电能储存在蓄电池中，配合外部电源，提供夜晚和阴天等光照不足条件下的光催化降解所需光源，节约能源；
[0034]集水池(8)，位于该装置的下部，用于储存经透明阶梯形光催化反应斜槽(5)降解后的污水；
[0035]水泵(9)和输水管(10)，连接在反应罐(4)和集水池(8)之间，用于污水的循环降解；
[0036]气泵(11)，用于提供通入气体所需的动力；
[0037]通气管(12)，位于气泵(11)与反应罐(1)、(2)、(3)和(4)中的喷气管之间，用于输送反应气体；
[0038]支撑结构(7-1)和(7-2)，位于反应罐⑴、⑵、(3)、(4)和透明阶梯形光催化反应斜槽(5)的下方，用于支撑固定反应装置。
[0039]优选的，所述四个并排连通的反应罐(1)、(2)、(3)和(4)，如图3和图4所示，其结构设计包括反应罐外壳(4-1)、反应罐罐盖(4-8)、紫外可见光灯管(4-5)、中空管(4-4)、两个成对称位置的搅拌器(4-3