申请日2013.05.28
公开(公告)日2013.11.13
IPC分类号C02F103/30; C02F9/04
摘要
本实用新型公开了一种利用光照高效降解有机染料废水的装置。它包括一投加有铋酸钠与硝酸银合成的铋银氧化物可对有机染料废水进行脱色的脱色反应器，还包括一投加有铋酸钠催化剂可利用光照对有机染料废水进行降解的矿化反应器;脱色反应器和矿化反应器均带有搅拌器;在脱色反应器和矿化反应器底层均布有过滤网;矿化反应器器壁透明可透射光，其周围环绕有可见光光源;脱色反应器和矿化反应器之间通过泵和管道连接。本实用新型对染料废水的适用性强，常温下即可进行，通过整合基于铋酸钠的两种不同的染料降解方法，先对染料溶液进行氧化快速脱色，然后再进行光照深度降解矿化，无二次污染，实现了优势互补;整套体系运转成本很低，操作简单。
权利要求书
1.一种利用光照高效降解有机染料废水的装置，其特征在于，它包括一投 加有铋酸钠与硝酸银合成的铋银氧化物可对有机染料废水进行脱色的脱色反应 器，还包括一投加有铋酸钠催化剂可利用光照对有机染料废水进行降解的矿化反 应器;脱色反应器和矿化反应器均带有搅拌器;在脱色反应器和矿化反应器底层 均布有过滤网;矿化反应器器壁透明可透射光，在矿化反应器周围环绕有可见光 光源;脱色反应器和矿化反应器之间通过泵和管道连接。
2.如权利要求1所述的利用光照高效降解有机染料废水的装置，其特征在 于，装置进水口通过泵和管道与脱色反应器入口连接，矿化反应器出口通过泵和 管道与装置出水口连接。
3.如权利要求1或2所述的利用光照高效降解有机染料废水的装置，其特 征在于，装置进水口还设有格栅池。
4.如权利要求3所述的利用光照高效降解有机染料废水的装置，其特征在 于，脱色反应器和矿化反应器形状为圆柱型。
5.如权利要求4所述的利用光照高效降解有机染料废水的装置，其特征在 于，矿化反应器器壁采用钢化玻璃或透明耐腐蚀性塑料，对波长为600nm以下 的光照具有较好的透射性能。
6.如权利要求5所述的利用光照高效降解有机染料废水的装置，其特征在 于，脱色反应器和矿化反应器中的过滤网为耐腐蚀性材料，筛网尺寸150-250目。
7.如权利要求6所述的利用光照高效降解有机染料废水的装置，其特征在 于，矿化反应器直径为0.5-1.5m。
8.如权利要求7所述的利用光照高效降解有机染料废水的装置，其特征在 于，单个可见光光源功率保持在500W以上。
9.如权利要求1或2所述的利用光照高效降解有机染料废水的装置，其特 征在于，单个可见光光源功率保持在500W以上。
说明书
一种利用光照高效降解有机染料废水的装置
技术领域
本实用新型属于染料废水处理技术领域，涉及一种利用光照高效降解有机染料 废水的装置。
背景技术
随着染料与印染工业的发展，其生产过程产生的废水已成为当前最重要的水体 污染源之一。染料废水中含有大量的残余染料和助剂，主要污染物包括悬浮物(SS)、 化学需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)、色度和酸性、碱性以及其他可溶性物质。 据不完全统计,我国印染企业每年排放的废水量达300万吨～400万吨，在印染加工 过程中染料的损失量约为10%～20%，其中一半流入水环境中(印染废水的危害及 源头治理举措，朱宏飞，环境科学与管理，2007)。这种废水如果不进行治理，会对 受纳水体产生有机污染，不仅使水体带有各种不愉快的颜色，而且还会对水体的生 态系统产生破坏作用。目前常用的染料废水脱色方法都不能被单独有效地使用。例 如：絮凝处理法能有效地对不溶性染料(如分散染料)进行脱色,但对溶解性染料作用 却不大，并且在絮凝过程中还会产生大量的污泥,它本身既能产生污染物也会增加处 理费用;臭氧氧化处理法虽能较为有效地对很多染料(分散染料除外)进行脱色，但不 能有效地除去COD，而且脱色效果会因废水中杂质的存在而降低，增加了臭氧的消 耗量和处理费用;活性炭吸附法不适用于不溶性染料;生物处理法会因染料对生物 的毒性作用而不能有效地脱色。化学氧化法可将其直接矿化或通过氧化提高污染物 的可生化性，同时还对环境类激素等微量有害化学物质的处理方面有很大的优势。 而普通的化学氧化存在多种弊端如：氧化降解速率不够高，设备要求严苛，反应环 境恶劣等。这些弊端严重影响了用化学氧化法降解处理有机染料废水的工业化和商 业化运作。
随着科技的发展进步，光照催化降解技术因其独有的绿色低成本优势在众多的 新型水处理技术中开始崭露头角。但是，常规的光催化降解技术主要是基于紫外光 照的。由于自然光照中紫外部分较少，又人工紫外光成本过高，所以可见光催化技 术成为光催化技术的一个发展方向。另外，在具体处理废水时的一个客观问题是当 废水色度较高时，可见光的透射性可能会因为染料的屏蔽作用而减弱，从而影响该 技术的最终处理效果。因此，寻求快速，高效，低成本，常温下易于操作的利用光 照催化降解染料废水技术并开发相应的设备装置有中重要的实际意义。
铋酸钠是一种性能优异，用途广泛的新型材料，研究发现其具有较高的光催化 活性和氧化性，在绿色治理环境污染中展露了广阔的应用前景。
现有的有机染料废水处理工艺对能耗与反应设备的需求相对较高，而现有的基 于铋酸钠的染料废水处理装置大多只利用到铋酸钠的一种性能(光催化活性或氧化 性)，处理效果不理想。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种将铋酸钠的氧化性能与 光催化降解性能结合的，利用光照高效降解有机染料废水的装置，该装置用简便方 法即可实现对有机染料废水的处理。
本实用新型的技术方案如下：
一种利用光照高效降解有机染料废水 的装置，它包括一投加有铋酸钠与硝酸银 合成的铋银氧化物可对有机染料废水进行脱色的脱色反应器，还包括一投加有铋酸 钠催化剂可利用光照对有机染料废水进行降解的矿化反应器;脱色反应器和矿化反 应器均带有搅拌器;在脱色反应器和矿化反应器底层均布有过滤网;矿化反应器器 壁透明，可透射光，在矿化反应器周围环绕有可见光光源;脱色反应器和矿化反应 器之间通过泵和管道连接。
矿化反应器的照射光源可以是太阳光或可见光光源(如探照灯等)。当天气晴 朗时，将矿化反应器暴露在太阳光强光照射下，可不必采用可见光光源照射;当自 然光照较弱时，开启环绕在反应器周围的可见光光源，采用可见光光源照射。
进一步地，装置进水口通过泵和管道与脱色反应器入口连接，矿化反应器出口 通过泵和管道与装置出水口连接。
更进一步地，装置进水口还设有格栅池。
上述装置中，脱色反应器与矿化反应器可以为各种形状，但是一般为更好的液 固相接触可以选择为圆柱型;脱色反应器壁材料可以为不锈钢或耐腐蚀性塑料材质; 矿化反应器壁透明，一般为钢化玻璃或透明耐腐蚀性塑料，对波长为600nm以下的 光照具有较好的透射性能。反应器中滤网为耐腐蚀性材料，筛网尺寸150-250目。为 保证光线的穿透性，矿化反应器直径不宜过大，一般为0.5-1.5m。单个可见光光源功 率保持在500W以上。
利用上述装置处理有机染料废水的过程如下：废水首先通过格栅除杂、静置沉 淀和pH调节后，按批次引入脱色反应器，在脱色反应器中投加铋酸钠与硝酸银合成 的铋银氧化物(BSO)，在搅拌的作用下保持多相均一混合反应;该过程中染料废水 的温度保持在室温，压力为常压，反应一段时间后，废水通过泵管道抽出，进入矿 化反应器;在脱色反应器底层布有过滤网，废水抽出后，铋银氧化物被截留在脱色 反应器中;矿化反应器周围环绕有照射光源，矿化反应器壁透明，可透射光;脱色 后的废水通过泵抽入矿化反应器后，加入铋酸钠作催化剂，在太阳光或可见光的照 射下搅拌反应;二次处理后的废水通过泵抽排出;矿化反应器底层也布有过滤网， 矿化处理的废水排出后，催化剂铋酸钠截留在反应器中。
本实用新型的有益效果：
本实用新型对染料废水的适用性强，常温下即可进行，通过整合基于铋酸钠的 两种不同的染料降解方法，先对染料溶液进行氧化快速脱色，然后再进行光照深度 降解矿化，无二次污染，实现优势互补;无需如微波、超声和紫外等辅助能量，只 需要对废液进行搅拌，通过光照进行深度降解;整套体系运转成本很低，操作简单。
