一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著工業(yè)的發(fā)展，水污染的加劇，同時淡水資源短缺與人民生活水平提高之間的矛盾日益加劇，水環(huán)境保護(hù)的任務(wù)也越來越艱巨。近年來，環(huán)境科學(xué)研宄在迅速發(fā)展，正在積極探索水環(huán)境污染全球效應(yīng)問題，各種水處理污染的方法層出不窮，其中生態(tài)處理技術(shù)一一人工濕地技術(shù)由于其低投資，出水水質(zhì)好，抗沖擊力強，操作簡單，建造和運行費用低(僅為傳統(tǒng)二級污水處理廠的1/10----1/2)，維護(hù)方便，氨氮去除率高，同時可使污水處理與環(huán)境生態(tài)建設(shè)有機結(jié)合，在處理污水同時創(chuàng)造城市生態(tài)景觀等特點逐步被越來越多的國家接受，并廣泛應(yīng)用。
[0003]目前的人工濕地的基層填料一般采用鋼渣、煤渣、高爐渣、沸石、碎石、石灰石等工業(yè)廢料的混合物，這種基層只具備一定的解磷能力，對水體中的抗生素、染料、表面活性劑、有機鹵化物、農(nóng)藥、油類、氰化物等有機物基本不具備降解、脫色、去毒的能力，使得這樣的污水處理系統(tǒng)去污能力不足。
[0004]光催化氧化技術(shù)是一種新興的水處理技術(shù)。1972年，F(xiàn)u-jishima和Honda報道了在光電池中光輻射1102可持續(xù)發(fā)生水的氧化還原反應(yīng)，標(biāo)志著光催化氧化水處理時代的開始。1976年，Carey等在光催化降解水中污染物方面進(jìn)行了開拓性的工作。此后，光催化氧化技術(shù)得到迅速發(fā)展。光催化技術(shù)具有反應(yīng)條件溫和、能耗低、操作簡便、能礦化絕大多數(shù)有機物、可減少二次污染及可以用太陽光作為反應(yīng)光源等突出優(yōu)點，在難降解有機物、水體微污染等處理中具有其他傳統(tǒng)水處理工藝所無法比擬的優(yōu)勢，是一種極具發(fā)展前途的水處理技術(shù)，如何高效利用光催化技術(shù)處理污水，對太陽能的利用和環(huán)境保護(hù)有著重大意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，本實用新型采用含鈦高爐小球塊作為人工濕地的主要填料層，來提高人工濕地處理污水的性能，有效解決了污水水體中各類有機物難以降解去毒的難題。另外，含鈦高爐小球塊采用表面設(shè)置密集小坑的石英玻璃球，解決了二氧化鈦光催化劑固著容易脫落問題的同時，也大大增加了污水與二氧化鈦光催化劑接觸的面積，加強了污水處理效率。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，包括土壤渣粉混合層和種植在土壤渣粉混合層上的濕地植物，所述土壤渣粉混合層的表面嵌置有用于光催化的含鈦高爐小球塊，所述土壤渣粉混合層前端設(shè)置有用于使水流均勻流出的穿孔花墻，所述穿孔花墻前端為碎石布水區(qū)，所述碎石布水區(qū)中嵌入進(jìn)水管，所述土壤渣粉混合層后端設(shè)置有集水管。
[0007]上述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，所述進(jìn)水管為多根。
[0008]上述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，所述進(jìn)水管前端為進(jìn)水區(qū)，所述進(jìn)水區(qū)設(shè)置為V型槽，所述進(jìn)水區(qū)上設(shè)置有加鎖的蓋子。
[0009]上述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，所述進(jìn)水管中設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。
[0010]上述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，所述穿孔花墻孔口水流速度不大于0.2m/s O
[0011]上述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，所述含鈦高爐小球塊為石英玻璃球。
[0012]上述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，所述含鈦高爐小球塊球面設(shè)置有多個凹陷的半球小坑。
[0013]上述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，所述含鈦高爐小球塊表面上附著有二氧化鈦光催化劑層。
[0014]上述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，含鈦高爐小球塊的粒徑為3cm0
[0015]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點:
[0016]1、本實用新型采用含鈦高爐小球塊作為人工濕地的主要填料層，來提高人工濕地處理污水的性能，有效解決了污水水體中各類有機物難以降解去毒的難題；
[0017]2、本實用新型的含鈦高爐小球塊表面設(shè)置密集小坑，解決了二氧化鈦光催化劑固著容易脫落問題的同時，也大大增加了污水與二氧化鈦光催化劑接觸的面積，加強了污水處理效率；
[0018]3、本實用新型的含鈦高爐小球塊為石英玻璃球，對于可見光有很好的通透性，從各個方向射來的光線都具有殺菌凈化效果，提高了光催化水平；
[0019]4、本實用新型的人工濕地前端進(jìn)水區(qū)為V型槽，人工濕地中的碎石布水區(qū)和土壤渣粉混合層之間設(shè)置有穿孔花墻，保證了配水、集水的均勻性，同時也加強了處理污水的性會K。
[0020]本實用新型下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的人工濕地污水處理系統(tǒng)的剖面圖；
[0022]圖2為本實用新型的人工濕地污水處理系統(tǒng)的俯視圖；
[0023]圖3為本實用新型的人工濕地前端進(jìn)水區(qū)V型槽平面圖；
[0024]圖4為圖3的B-B面剖面圖；
[0025]圖5為圖3的A-A面剖面圖；
[0026]圖6為本實用新型的含鈦高爐小球塊結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]如圖1所示，一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于:包括土壤渣粉混合層4和種植在土壤渣粉混合層4上的濕地植物6，所述土壤渣粉混合層4的表面嵌置有用于光催化的含鈦高爐小球塊2，所述土壤渣粉混合層4前端設(shè)置有用于使水流均勻流出的穿孔花墻7，所述穿孔花墻7前端為碎石布水區(qū)3，所述碎石布水區(qū)3中嵌入進(jìn)水管I，所述土壤渣粉混合層4后端設(shè)置有集水管5。
[0028]如圖2所示，所述進(jìn)水管I為多根。
[0029]如圖3、4、5所示，所述進(jìn)水管I前端為進(jìn)水區(qū)，所述進(jìn)水區(qū)設(shè)置為V型槽，所述進(jìn)水區(qū)上設(shè)置有加鎖的蓋子9。所述進(jìn)水管I中設(shè)置有調(diào)節(jié)閥8。
[0030]本實施例中，所述穿孔花墻7孔口水流速度不大于0.2m/so
[0031]如圖6所示，所述含鈦高爐小球塊2為石英玻璃球。所述含鈦高爐小球塊2球面設(shè)置有多個凹陷的半球小坑21。
[0032]本實施例中，所述含鈦高爐小球塊2表面上附著有二氧化鈦光催化劑層。其制備方式是將小球塊侵泡在二氧化鈦的懸濁液中，進(jìn)行二氧化鈦涂布，隨后將涂布有二氧化鈦的小球塊在500攝氏度左右的高溫下進(jìn)行燒結(jié)。
[0033]本實施例中，含鈦高爐小球塊2的粒徑為3cm。
[0034]本實用新型的光催化處理污水工作原理是:人工濕地的土壤渣粉混合層表面嵌置的含鈦高爐小球塊在光照條件下，在水中發(fā)生光催化反應(yīng)。二氧化鈦屬于N型半導(dǎo)體，其能帶是不連續(xù)的，在充滿電子的低能價帶和空的高能導(dǎo)帶之間存在一個禁帶，帶隙能為3.2eV,光催化所需入射光最大波長為387.5nm。當(dāng)λ < 387.5nm的光波輻射照射二氧化鈦時，處于價帶的電子被激發(fā)躍迀到導(dǎo)帶，生成高活性電子，同時在價帶上產(chǎn)生相應(yīng)的空穴，從而形成具有高度活性的電子/空穴對，并在電場作用下分離，向粒子表面迀移，既可直接將吸附的有機物分子氧化，也可與吸附在二氧化鈦表面的羥基或水分子反應(yīng)生成氧化性很強的活性物質(zhì)氫氧自由基。自由基是一種非選擇性的強氧化劑，可以氧化包括生物難以降解的各種有機物，使之徹底氧化為二氧化碳，水和其他無機物。
[0035]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實用新型技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于:包括土壤渣粉混合層(4)和種植在土壤渣粉混合層(4)上的濕地植物￠)，所述土壤渣粉混合層(4)的表面嵌置有用于光催化的含鈦高爐小球塊(2)，所述土壤渣粉混合層(4)前端設(shè)置有用于使水流均勻流出的穿孔花墻(7)，所述穿孔花墻(7)前端為碎石布水區(qū)(3)，所述碎石布水區(qū)(3)中嵌入進(jìn)水管(I)，所述土壤渣粉混合層(4)后端設(shè)置有集水管(5)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述進(jìn)水管(I)為多根。
3.按照權(quán)利要求2所述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述進(jìn)水管(I)前端為進(jìn)水區(qū)，所述進(jìn)水區(qū)設(shè)置為V型槽，所述進(jìn)水區(qū)上設(shè)置有加鎖的蓋子(9)。
4.按照權(quán)利要求2所述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述進(jìn)水管(I)中設(shè)置有調(diào)節(jié)閥(8)。
5.按照權(quán)利要求1所述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述穿孔花墻(7)孔口水流速度不大于0.2m/so
6.按照權(quán)利要求1所述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述含鈦高爐小球塊(2)為石英玻璃球。
7.按照權(quán)利要求6所述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述含鈦高爐小球塊(2)球面設(shè)置有多個凹陷的半球小坑(21)。
8.按照權(quán)利要求7所述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述含鈦高爐小球塊(2)表面上附著有二氧化鈦光催化劑層。
9.按照權(quán)利要求6所述的一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于:含鈦高爐小球塊(2)的粒徑為3cm。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于光催化技術(shù)的人工濕地污水處理系統(tǒng)，其特征在于：包括土壤渣粉混合層和種植在其上的濕地植物，土壤渣粉混合層的表面嵌置有用于光催化的含鈦高爐小球塊，土壤渣粉混合層前端設(shè)置有用于使水流均勻流出的穿孔花墻，穿孔花墻前端為碎石布水區(qū)，碎石布水區(qū)中嵌入進(jìn)水管，土壤渣粉混合層后端設(shè)置有集水管。本實用新型采用含鈦高爐小球塊作為主要填料層，來提高人工濕地處理污水的性能，有效解決了污水水體中各類有機物難以降解去毒的難題。另外，含鈦高爐小球塊采用表面設(shè)置密集小坑的石英玻璃球，解決了二氧化鈦光催化劑固著容易脫落問題的同時，也大大增加了污水與二氧化鈦光催化劑接觸的面積，加強了污水處理效率。
【IPC分類】C02F3-32
【公開號】CN204508938
【申請?zhí)枴緾N201520189294
【發(fā)明人】陶磊, 趙文喜, 吳思璇
【申請人】天津市環(huán)境保護(hù)科學(xué)研究院
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年3月31日