申请日2017.04.28
公开(公告)日2017.12.01
IPC分类号C02F1/30; C02F1/461; C02F1/467
摘要
本实用新型提供了一种光电协同污水处理装置，包括分别设置的发光部，包括一端开口的透明管，和密封安装在所述透明管内的LED灯条，在所述透明管的外表面烧结有导电玻璃层和光催化层，在所述导电玻璃层上设置有电极柱;和偏置电源组，包括石墨电极棒和直流供电单元，直流供电单元的负极输出端与石墨电极棒连接，直流供电单元的正极输出端与电极柱连接。本实用新型直接采用常规的LED灯，而非现有技术中使用的紫外光，可避免由于使用光催化剂而带来的光污染。本用新型可以从空间上将导带电子的还原反应和价带空穴的氧化反应分开，有效降低电子与空穴的复合率。
权利要求书
1.一种光电协同污水处理装置，其特征在于，包括分别设置的：
发光部，包括一端开口的透明管，和密封安装在所述透明管内的LED灯条，在所述透明管的外表面烧结有导电玻璃层和光催化层，在所述导电玻璃层上设置有电极柱;
偏置电源组，包括石墨电极棒和直流供电单元，所述直流供电单元的负极输出端与所述石墨电极棒连接，所述直流供电单元的正极输出端与所述电极柱连接。
2.根据权利要求1所述的光电协同污水处理装置，其特征在于，
所述透明管的侧壁由多个向外圆周方向凸出的弧形壁构成。
3.根据权利要求2所述的光电协同污水处理装置，其特征在于，
构成所述透明管的弧形壁为3～5个。
4.根据权利要求2所述的光电协同污水处理装置，其特征在于，
所述LED灯条包括多条发光条，各所述发光条围成一个多面体发光柱。
5.根据权利要求4所述的光电协同污水处理装置，其特征在于，
所述发光条的数量小于或等于构成所述透明管的弧形壁的数量。
6.根据权利要求1所述的光电协同污水处理装置，其特征在于，
所述透明管的长度为600～2400毫米，直径为25～60毫米，所述导电层的厚度为150～300微米，所述光催化层的厚度为200～400微米。
7.根据权利要求6所述的光电协同污水处理装置，其特征在于，
所述透明管的长度为1000～1200毫米，直径为40～50毫米，所述导电玻璃层的厚度为200～220微米，所述光催化层的厚度为250～350微米。
8.根据权利要求1所述的光电协同污水处理装置，其特征在于，
所述透明管的开口端采用氟橡胶密封。
9.根据权利要求1所述的光电协同污水处理装置，其特征在于，
所述直流供电单元的输出电压为5～18V。
10.根据权利要求1所述的光电协同污水处理装置，其特征在于，
还包括安装架，所述安装架包括固定所述直流供电单元的密封筒和分别固定所述石墨电极棒、透明管的固定环。
说明书
一种光电协同污水处理装置
技术领域
本实用新型涉及污水处理领域，特别是涉及一种利用节能的LED灯进行光电协同实现污水处理的污水处理装置。
背景技术
近年来，光催化技术处理水中污染物技术的开发已经成为环境科学领域的热点，但目前的研究及应用大多采用半导体粉末悬浮除污体系，该方式存在半导体催化剂易失活、易凝聚的缺点。而且对半导体粉体的回收要经过滤、离心、共聚和沉降等工序进行分离，二次活化难度较高且处理步骤复杂，费用高，并需复杂的搅拌装置维持悬浮，不利于工业化和实用化。
目前还有采用光催化污水处理方式的，该方式使用玻璃、陶瓷、硅胶、金属(如钛、镍、不锈钢)为载体，将光触媒进行负载，外加光源系统，但这种方法的缺陷是：光催化分解污染物的效率受污水的透明度影响，而且整个设备结构复杂，不利于大工业化。此外污水成分，特别是金属离子的种类及浓度，对催化剂的效率也产生直接的影响;另外由于污水中溶解氧的浓度较小，也影响的光催化反应的反应速度。
鉴于此，特提出本实用新型。
实用新型内容
本实用新型的目的是要提供一种利用LED灯进行光电协同实现污水处理的污水处理装置。
特别地，本实用新型提供了的一种光电协同污水处理装置，包括分别设置的：
发光部，包括一端开口的透明管，和密封安装在所述透明管内的LED灯条，在所述透明管的外表面烧结有导电玻璃层和光催化层，在所述导电玻璃层上设置有电极柱;
偏置电源组，包括石墨电极棒和直流供电单元，所述直流供电单元的负极输出端与所述石墨电极棒连接，所述直流供电单元的正极输出端与所述电极柱连接。
在本实用新型的一个实施方式中，所述透明管的侧壁由多个向外圆周方向凸出的弧形壁构成。
在本实用新型的一个实施方式中，构成所述透明管的弧形壁为3～5个。
在本实用新型的一个实施方式中，所述LED灯条包括多条发光条，各所述发光条围成一个多面体发光柱。
在本实用新型的一个实施方式中，所述发光条的数量小于或等于构成所述透明管的弧形壁的数量。
在本实用新型的一个实施方式中，所述透明管的长度为600～2400毫米，直径为25～60毫米，所述导电玻璃层的厚度为150～300微米，所述光催化层的厚度为200～400微米。
在本实用新型的一个实施方式中，所述透明管的长度为1000～1200毫米，直径为40～50毫米，所述导电玻璃层的厚度为200～220微米，所述光催化层的厚度为250～350微米。
在本实用新型的一个实施方式中，所述透明管的开口端采用氟橡胶密封。
在本实用新型的一个实施方式中，所述直流供电单元的输出电压为5～18V。
在本实用新型的一个实施方式中，还包括安装架，所述安装架包括固定所述直流供电单元的密封筒和分别固定所述石墨电极棒、透明管的固定环。
本实用新型直接采用常规的LED灯条，该LED灯条的波长可以为420～700nm的可见光，而非现有技术中使用的紫外光，从而避免由于使用光催化剂而带来的光污染。
本实用新型可以从空间上将导带电子的还原反应和价带空穴的氧化反应分开，有效降低电子与空穴的复合率，极大的提高光催化的效率。此外，在通电后，导带电子被转移到外加的石墨负极上，然后直接与水中的氢离子发生还原反应，因此不再需要向系统中注入氧气来捕获电子。而且污水中对光催化剂有中毒危害的高价金属离子会优先与带电的石墨负极发生还原反应，并生成金属粒子而沉积在石墨电极上，消除了重金属离子对TiO2层和光催化层的影响。
