一種高效處理難降解有機(jī)廢水的處理裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種污水處理裝置，特別是涉及一種難降解有機(jī)廢水的處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]日前，生活污水和工業(yè)廢水的種類和排放量日益增多，成分更加復(fù)雜，其中含有許多難降解有機(jī)物，如酚、烷基苯磺酸、氯苯酚、農(nóng)藥、多氯聯(lián)苯、多環(huán)芳烴、硝基芳烴化合物、染料及腐殖酸等。其中有些有機(jī)物具有致癌、致畸、致突變等作用，對(duì)環(huán)境和人類有巨大的危害；因此，處理這類難以生物降解的有機(jī)廢水成為我們面臨的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)難降解有機(jī)物廢水的處理方法，主要有濕式氧化、光化學(xué)氧化、光催化氧化、電催化氧化等；其中，光催化氧化和電催化氧化能產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑羥基自由基快速?gòu)氐捉到庥袡C(jī)污染物，因而在難降解廢水的處理方面顯示了較好的應(yīng)用前景；但這些處理方法單一使用時(shí)均存在一定的處理局限性。
[0004]光化學(xué)氧化是在光的作用下發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。光化學(xué)反應(yīng)需要分子吸收特定波長(zhǎng)的電磁輻射，受激發(fā)、產(chǎn)生分子激發(fā)態(tài)，之后才會(huì)發(fā)生化學(xué)變化到另外一個(gè)穩(wěn)態(tài)，或者變成引發(fā)熱反應(yīng)的中間化學(xué)產(chǎn)物；在紫外光照射下，某些有機(jī)物能直接分解成小分子有機(jī)物或者是二氧化碳和水；但這一方式存在的問題是只能針對(duì)少部分有機(jī)物才有效；降解效率較低；通常需要加入臭氧、過氧化氫等作為氧化劑，使污染物在紫外光照射下氧化分解，使用較為不方便。
[0005]光催化氧化是利用光催化材料的特色性質(zhì)進(jìn)行有機(jī)物的氧化降解。光催化材料在受到一定波長(zhǎng)的光輻照后，光催化材料中價(jià)帶中電子躍迀至導(dǎo)帶，在價(jià)帶留下空穴，從而形成“電子-空穴對(duì)”，利用光生“電子-空穴”進(jìn)行有機(jī)物的還原或氧化處理，光生電子具有很強(qiáng)的還原性能，能將水中的溶解氧還原；光生空穴具有很強(qiáng)的氧化性，能將水或者氫氧根離子氧化成羥基自由基；強(qiáng)氧化劑羥基自由基快速?gòu)氐捉到庥袡C(jī)污染物。其優(yōu)點(diǎn)是能將有機(jī)物徹底氧化成二氧化碳和水；但是需要通入空氣或者氧氣或加入電子捕獲劑，用于捕獲光生電子，才能有效快速氧化降解有機(jī)物；使用也不便。
[0006]電催化氧化是指在外加電場(chǎng)下具有電催化活性的電極材料表面發(fā)生快速的氧化或還原反應(yīng)，電催化材料的作用是加速反應(yīng)的進(jìn)行；有機(jī)物可以直接在陽極表面被氧化降解，或者被是陽極反應(yīng)生成的氧化劑如分子氧、羥基自由基氧化降解；電催化過程必可避免有氧氣的析出，在單一的電催化氧化降解有機(jī)物中，氧氣的析出被認(rèn)為是副反應(yīng)，會(huì)浪費(fèi)電能；因?yàn)殛枠O電解析出的氧氣的氧化能力不如羥基自由基、雙氧水和臭氧，因此，陽極析出的氧氣大大部分析出到空氣中，這就是等于浪費(fèi)電能。為了抑制析氧副反應(yīng)的發(fā)生，通常采用高析氧過電位的電極材料，如沒有電催化活性的二氧化錫/鈦基陽極，二氧化鉛陽極，或者是摻雜硼的金剛石電極材料，這類材料的析氧過電位高，因此能有效減少析氧副反應(yīng)發(fā)生，提高了電解效率。但這類陽極的使用導(dǎo)致槽壓高，實(shí)際能耗還是很高，因此并沒有根本上解決能耗的問題。另外，電催化主要是將有機(jī)物降解成小分子的有機(jī)物，很難將有機(jī)物徹底降解成二氧化碳和水。
[0007]因此，如何將各氧化技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用并形成協(xié)同效應(yīng)，保證水質(zhì)處理效果，是當(dāng)今難降解有機(jī)物廢水處理的研究方向。
[0008]現(xiàn)市出上出現(xiàn)了采用光化學(xué)氧化和電催化氧化協(xié)同處理的裝置，如中國(guó)發(fā)明專利，2004年2月25日公開的公開號(hào)為CN1477061A的光電協(xié)同高效凈化飲用水的技術(shù)及裝置，其包括有集成的光解電解的一體化反應(yīng)器、紫外燈、作為電解陽板的網(wǎng)孔材料的內(nèi)筒筒體和作為電解陰極的反應(yīng)器的外筒筒體，利用紫外燈發(fā)出的紫外光的光解和電極電解的聯(lián)合作用，通過產(chǎn)生具有協(xié)同增效作用的凈水效應(yīng)，可迅速有效降解水中的有機(jī)污染物。然而，受該裝置的整體結(jié)構(gòu)限制，存在以下幾個(gè)技術(shù)問題:(1)采用圓筒套圓筒的結(jié)構(gòu)，單個(gè)電解槽中能夠受到光照的陽極面積受限，僅為圓柱形陽極的內(nèi)表面；(2)所選用的陽極材料為單一功能的材料，如二氧化釕/鈦基電極、二氧化鉛/鈦基電極為電催化陽極，不具有光催化性能；二氧化鈦/鈦基電極為惰性電極，具有光催化性能，而不具備電催化性能；(3)陰極采用不銹鋼或石墨材料，均沒有光催化性能。因此公開號(hào)為CN1477061A的專利所公開的該設(shè)備僅僅是將光化學(xué)氧化+電催化氧化集成于一體的設(shè)備，而不同于光催化氧化+電催化降解集成設(shè)備。然而，即使是將陰極更換成有光催化效果的材料，雖然陽極為網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但大部分光源仍被陽極阻擋，陰極的光照效果仍然很差。
[0009]不論是光催化過程還是電催化過程，其污水降解效果均與有電極材料的有效面積成正比。因此，在有限的設(shè)備中同時(shí)集成光催化降解和電催化降解功能時(shí)，增大光催化材料的受光照面積、設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、電極材料的設(shè)計(jì)都是提高光電催化設(shè)備的設(shè)計(jì)與開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)問題。
[0010]有鑒于此，本發(fā)明人對(duì)上述問題進(jìn)行深入研究，遂于本案產(chǎn)生。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)易，集光化學(xué)氧化、光催化氧化和電催化于一體的高效處理難降解有機(jī)廢水的處理裝置。
[0012]為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是:
[0013]—種高效處理難降解有機(jī)廢水的處理裝置，包括殼體及設(shè)于殼體內(nèi)的照射件和電極件，該照射件包括紫外燈和石英管，該紫外燈固定豎立安裝于該石英管內(nèi)，該殼體上設(shè)置有污水進(jìn)口和處理水出口 ；上述殼體內(nèi)表面涂覆有光催化涂層；上述殼體內(nèi)安裝有固定設(shè)置的安裝桿，上述殼體、電極片與上述安裝桿均為導(dǎo)電件，上述安裝桿的一端端部緊密伸出上述殼體外，上述電極件為電極片，上述安裝桿上設(shè)置有若干上述電極片，上述電極片的表面涂覆有具有光催化性能和電催化性能的光一電催化涂層，各電極片豎立設(shè)置，并沿上述安裝桿的周向方向間隔環(huán)繞分布，且上述電極片與上述安裝桿固定連接，兩上述電極片之間的間距內(nèi)豎立有上述石英管，上述石英管的上端穿出上述殼體的頂面外，并與殼體的頂面緊配合安裝。
[0014]上述光催化涂層為Cu20涂層、Ti02涂層、ZnO涂層、SnO 2涂層中的一種。
[0015]上述光一電催化涂層為復(fù)合氧化物光催化劑涂層。
[0016]上述殼體呈中空?qǐng)A柱體結(jié)構(gòu)，上述污水進(jìn)口處于殼體的下端處，上述處理水出口處于殼體的上端處，上述殼體為鈦質(zhì)殼體、鈦合金殼體或不銹鋼殼體。
[0017]上述殼體的上下兩端端面呈敞開狀，上述殼體的上端端面鎖固有密封殼體上端端面的上法蘭盤，上述殼體的上端端面向外凸設(shè)有上安裝環(huán)，且上述上法蘭盤下方設(shè)有密封殼體上端端面的上密封墊，上述密封墊上述上密封墊上開設(shè)有供石英管緊密穿過的穿孔，上述上法蘭盤、上述密封墊與上述上安裝環(huán)通過螺栓與螺母的配合鎖固在一起；上述殼體的下端端面鎖固有密封殼體下端端面的下法蘭盤，上述殼體的下端端面向外凸設(shè)有下安裝環(huán)，上述下法蘭盤與下安裝環(huán)之間墊設(shè)有下密封墊圈，上述下法蘭盤、下密封墊圈與下安裝環(huán)通過螺栓與螺母的配合鎖固在一起。
[0018]上述殼體的上端外側(cè)壁上向外延伸有與殼體相通的出水管，上述出水管為上述處理水出口，上述下法蘭盤的下底面向下延伸有進(jìn)水管，上述進(jìn)水管為上述污水進(jìn)口。
[0019]上述安裝桿的下端端部緊配合穿出上述下法蘭盤的中心部位外，且上述安裝桿的下端端部外螺裝有緊固螺母，上述進(jìn)水管處于上述安裝桿的下端端部旁。
[0020]上述安裝桿的上端端部緊配合穿出上述上法蘭盤的中心部位外，且上述安裝桿的上端端部外螺裝有