CN206955695U - 一种上升流光电催化氧化装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种上升流光电催化氧化装置，包括：壳体，其下端设有进水口、上端设有出水口；极板，其包括多个第一极板和第二极板，第一极板外缘抵接壳体内壁且其中部设置有水孔，第二极板外缘与壳体内壁之间形成有第一间隙；多个灯管，每个灯管均设于相邻两个第二极板之间，且每个灯管均中部内置于水孔并与水孔内壁之间形成有第二间隙；第一极板和第二极板均为球面结构。本实用新型一方面设置交错布置的第一极板和第二极板，使得污水交替由第一间隙和第二间隙中通过，其有利于延长污水在壳体内的光电催化氧化的时间，提高污水处理效率，另一方面第一极板和第二极板均为球面结构，其提高了灯管的光催化效率，避免了污泥沉淀积累于极板上。

Description

一种上升流光电催化氧化装置

技术领域

本实用新型涉及污水处理技术，尤其是涉及一种上升流光电催化氧化装置。

背景技术

进入20世纪以来，随着现代工业的迅猛发展，产生了大量无法被自然降解的有机污染物。这些污染物的存在对生态环境与人类生存造成了严重威胁。

为了应对日益严峻的环境威胁，人类开始尝试应用各种技术手段来处理这些难以降解的有机污染物。高级氧化法由于可将绝大部分有机物完全矿化或分解，近年来被广泛应用于高浓度有机污染物处理当中。电催化氧化法作为高级氧化法之一，是指通过电极反应氧化去除污水中污染物的过程，该方法具有投药量少、产生污泥少等特点，在高浓度有机废水处理当中具有一定优势。

光化学氧化法主要包括利用UV/O₃(H₂O₂)的光激发氧化法以及UV/TiO₂的光催化氧化法，光激发氧化法主要以O₃、H₂O₂、O₂和空气作为氧化剂，在光辐射作用下产生-OH；光催化氧化法则是在反应溶液中加入一定量的半导体催化剂，使其在紫外光的照射下产生-OH，两者都是通过-OH的强氧化作用对有机污染物进行处理。

公开号为CN 1562795 A的实用新型专利公开了一种利用TiO₂微粒作为半导体催化剂，结合UV及电催化氧化法协同的紫外光光电催化氧化装置，该装置协同紫外光/TiO₂及电催化氧化体系，使反应体系中-OH浓度提高并均匀化，提高了催化氧化体系的反应效率。然而,该装置投入的TiO₂催化颗粒是由气流带动均匀散布于反应体系当中的，其需要持续通入气流，易导致能耗大。同时，在反应过程中，催化颗粒浓度无法实时监测，由于催化颗粒的消耗造成反映的不均匀，且在反应停止时颗粒的沉淀也会造成通气管道的阻塞。公开好为CN 204778967 U的实用新型专利公开了一种光电催化氧化复合式水处理装置，其阴阳极板交错布置，上方安装紫外灯管，使得光电催化氧化效率大大提高，实现了电催化氧化与光催化技术的复合作用。然而，在实际使用过程中，由于电催化氧化发热使极板与电催化氧化过程中产生的沉积物间热运动加剧，长期使用容易造成极板粘粘，不易于更换。上方布置的紫外灯管照射范围有限，且对反应体系各位置的照射幅度不均匀，使UV对电催化氧化***的催化效率大大降低。

有鉴于此，提供一种能耗小、电催化效率高且不易积累污泥的光催化氧化的污水处理装置成为现阶段亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种上升流光电催化氧化装置，解决现有技术中光电催化能耗大、效率低、易积累污泥的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种上升流光电催化氧化装置，包括：

壳体，其竖直设置且下端设置有进水口、上端设置有出水口；

极板，其包括由下至上依次交错设置的多个第一极板和第二极板，所述第一极板外缘抵接所述壳体内壁且其中部设置有水孔，所述第二极板外缘与所述壳体内壁之间形成有第一间隙；

多个灯管，每个所述灯管均同轴设置于相邻两个第二极板之间，且每个所述灯管均中部内置于所述水孔并与水孔内壁之间形成有第二间隙；

其中，所述第一极板和第二极板均为球面结构，且球面结构的凸面向上设置。

优选的，所述上升流光电催化氧化装置还包括一极板支架，所述极板支架包括至少两个竖直设置的固定杆，每个所述固定杆均一端固定于所述壳体内壁、另一端依次贯穿多个第一极板和第二极板。

优选的，每个所述第一极板和第二极板上分别设置有第一固定孔和第二固定孔，所述极板支架包括与所述第一固定孔和第二固定孔一一对应设置的多个承载件，每个所述承载件均外套于所述固定杆。

优选的，所述承载件包括呈筒状的卡套部及由卡套部下端延伸形成的锥形承载部，所述第一固定孔和第二固定孔过盈配合的外套于所述卡套部。

优选的，所述固定杆上设置有外螺纹，所述卡套部的内壁上设置有与所述外螺纹配合的内螺纹。

优选的，所述第一极板和第二极板均上表面为阳极板。

优选的，所述灯管为紫外灯管。

优选的，所述紫外灯管的光线的波长为250～280nm。

与现有技术相比，本实用新型一方面设置交错布置的第一极板和第二极板，使得污水交替由第一间隙和第二间隙中通过，其有利于延长污水在壳体内的光电催化氧化的时间，提高污水处理效率，另一方面第一极板和第二极板均为球面结构，其提高了灯管的光催化效率，避免了污泥沉淀积累于极板上。

附图说明

图1是本实用新型的上升流光电催化氧化装置的剖视结构示意图；

图2是本实用新型的图1的A部放大图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1、图2，本实用新型的实施例提供了一种上升流光电催化氧化装置，包括：

壳体1，其竖直设置且下端设置有进水口11、上端设置有出水口12；

极板2，其包括由下至上依次交错设置的多个第一极板21和第二极板22，所述第一极板21外缘抵接所述壳体1内壁且其中部设置有水孔211，所述第二极板22外缘与所述壳体1内壁之间形成有第一间隙；

多个灯管3，每个所述灯管3均同轴设置于相邻两个第二极板22之间，且每个所述灯管3均中部内置于所述水孔211并与水孔211内壁之间形成有第二间隙；

其中，所述第一极板21和第二极板22均为球面结构，且球面结构的凸面向上设置。

具体的，污水由进水口11进入壳体1内，并交替通过第一间隙和第二间隙以由下向上流动，由于第一间隙靠近壳体1内壁，而第二间隙靠近壳体1轴心，使得污水在壳体1的流动呈S型，其延长了污水在壳体1内光电催化的流动距离，提高了污水的光电催化效率，同时也有利于壳体1内污水的均匀化，便于污水中的有机物被氧化；同时，第一极板21和第二极板22均为球面结构，灯管3与第一极板21和第二极板22同轴设置，其缩短了灯管3照射第一极板21和第二极板22下表面的距离，使得光照集中而均匀，提高了光催化效率，而且在第一极板21和第二极板22的上表面发生电化学氧化，并形成二氧化碳气体，进而形成气泡，污泥在气泡和水流的作用下运动至第一极板21外缘与壳体1内壁之间形成的沉泥槽中，其避免污泥积累于第一极板21和第二极板22的上表面。同时，第一极板21和第二极板22均为球面结构也增加了污水与极板2的接触面积，促进了光电催化氧化效率。

而为了便于排出沉积于第一极板21外缘与壳体1内壁之间形成的沉泥槽中的杂质，本实施例所述壳体1上设置有不少于第一极板21数量的排渣口13，具体为至少设置一个排渣口13与每个第一极板21配合，而排渣口13可与排渣管5连接以便于将沉泥槽内的杂质排除。为了便于排渣口13排渣，本实施例每个第一极板21均设置两个排渣口13相对应，对应的设置两个排渣管5进行排渣，为了便于排渣，排渣管5竖直设置，而与同一排渣管5连接的多个排渣口13则位于同一竖直线上，从而便于相对壳体1中轴线对称设置的两个排渣管5进行排渣。

另外，本实施例的第一极板21和第二极板22均采用铁基复合材料，且第一极板21和第二极板22均上表面为阳极板2，其在阳极板2发生氧化反应，生产具有强氧化性的亚铁离子，亚铁离子可将污水中有机物氧化，并形成铁离子，而形成的铁离子在灯管3的集中、均匀照射下再次转化为亚铁离子，从而提高了污水中亚铁离子的浓度，避免了随着反应过程中亚铁离子浓度降低，其有利于促进污水中有机物的氧化效率，进而促进了电催化氧化的效率。本实施例可保证铁离子和亚铁离子维持一定浓度的平衡，避免污水中亚铁离子浓度过低而导致有机物氧化效率的降低。

为了便于设置，本实施例最下端为第一极板21，对应的最下端的灯管3的下端延伸至靠近最下端的第一极板21即可。

本实施例的上升流光电催化氧化装置采用直流电源为极板2提供稳定的电流。

其中，本实施例所述上升流光电催化氧化装置还包括一极板支架4，所述极板支架4包括至少两个竖直设置的固定杆41，每个所述固定杆41均一端固定于所述壳体1内壁、另一端依次贯穿多个第一极板21和第二极板22，具体可将固定杆41与第一极板21和第二极板22连接为一体，从而便于将极板支架4和极板2由壳体1内取出，其有利于避免粘黏、便于取出进行清洗或更换。而且，固定杆41设置为绝缘材质，而为了保证极板支架4固定的稳定性，本实施例固定杆41优选设置为四个，且两两相对壳体1的中轴线对称设置。

为了便于第一极板21和第二极板22的安装和更换，本实施例每个所述第一极板21和第二极板22上分别设置有第一固定孔和第二固定孔，所述极板支架4包括与所述第一固定孔和第二固定孔一一对应设置的多个承载件42，每个所述承载件42均外套于所述固定杆41，即第一极板21和第二极板22通过第一固定孔和第二固定孔套设于所述承载件42上，而承载件42套设于固定杆41上，其有利于保证连接的稳定性。

其中，所述承载件42包括呈筒状的卡套部421及由卡套部421下端延伸形成的锥形承载部422，所述第一固定孔和第二固定孔过盈配合的外套于所述卡套部421，而且第一极板21和第二极板22的下表面抵接承载部422，使得承载部422可支撑固定第一极板21和第二极板22。

由于实际应用时，为了保证电催化氧化的电流效率，需要控制第一极板21和第二极板22之间的间距，故本实施例所述固定杆41上设置有外螺纹，所述卡套部421的内壁上设置有与所述外螺纹配合的内螺纹，其可通过承载件42调整第一极板21和第二极板22在固定杆41上的位置，进而调整第一极板21与第二极板22之间的距离，以保证具有较高的电催化效率。具体调节时，可将第一极板21或第二极板22由承载件42上取下，然后调节承载件42在固定杆41上的位置，调节至设定位置后，再次将第一极板21或第二极板22卡套于承载件42上即可。

本实施例所述灯管3优选为紫外灯管，且所述紫外灯管的光线的波长优选设置为250～280nm。

与现有技术相比，本实用新型一方面设置交错布置的第一极板21和第二极板22，使得污水交替由第一间隙和第二间隙中通过，其有利于延长污水在壳体1内的光电催化氧化的时间，提高污水处理效率，另一方面第一极板21和第二极板22均为球面结构，其提高了灯管3的光催化效率，避免了污泥沉淀积累于极板2上。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种上升流光电催化氧化装置，其特征在于，包括：

壳体，其竖直设置且下端设置有进水口、上端设置有出水口；

极板，其包括由下至上依次交错设置的多个第一极板和第二极板，所述第一极板外缘抵接所述壳体内壁且其中部设置有水孔，所述第二极板外缘与所述壳体内壁之间形成有第一间隙；

多个灯管，每个所述灯管均同轴设置于相邻两个第二极板之间，且每个所述灯管均中部内置于所述水孔并与水孔内壁之间形成有第二间隙；

其中，所述第一极板和第二极板均为球面结构，且球面结构的凸面向上设置。

2.根据权利要求1所述的上升流光电催化氧化装置，其特征在于，所述上升流光电催化氧化装置还包括一极板支架，所述极板支架包括至少两个竖直设置的固定杆，每个所述固定杆均一端固定于所述壳体内壁、另一端依次贯穿多个第一极板和第二极板。

3.根据权利要求2所述的上升流光电催化氧化装置，其特征在于，每个所述第一极板和第二极板上分别设置有第一固定孔和第二固定孔，所述极板支架包括与所述第一固定孔和第二固定孔一一对应设置的多个承载件，每个所述承载件均外套于所述固定杆。

4.根据权利要求3所述的上升流光电催化氧化装置，其特征在于，所述承载件包括呈筒状的卡套部及由卡套部下端延伸形成的锥形承载部，所述第一固定孔和第二固定孔过盈配合的外套于所述卡套部。

5.根据权利要求4所述的上升流光电催化氧化装置，其特征在于，所述固定杆上设置有外螺纹，所述卡套部的内壁上设置有与所述外螺纹配合的内螺纹。

6.根据权利要求5所述的上升流光电催化氧化装置，其特征在于，所述第一极板和第二极板均上表面为阳极板。

7.根据权利要求6所述的上升流光电催化氧化装置，其特征在于，所述灯管为紫外灯管。

8.根据权利要求7所述的上升流光电催化氧化装置，其特征在于，所述紫外灯管的光线的波长为250～280nm。