申请日 20200818
公开（公告）日 20201201
IPC分类号 C02F1/32; C02F9/08; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种实验室用光催化降解有机污染物的废水处理装置，反应室的竖直的内壁上设置有多个分隔板，多个分隔板相互平行并在反应室内交错设置，以使反应室内部形成供废水流通的蛇形水流通道，每个子反应腔内交错设置有多个竖直方向的折流挡板，折流挡板分别与子反应腔的顶端内壁或底端内壁固装，在每相邻的两个折流挡板之间插设有多个光催化网；存储室的顶部开设有进水口以用于废水输送至存储室内。光催化网上采用电气石/TiO2复合光催化剂纳米薄膜，增大单位体积光催化面积，分隔板纵向分隔出蛇形折流通道，折流挡板横向分隔出蛇形折流通道，废水能够在反应室内充分湍动，反应室单位体积内的停留时间长，光催化处理效率高。
权利要求书
1.一种实验室用光催化降解有机污染物的废水处理装置，其特征在于：包括用于盛装并处理废水的装置本体，所述装置本体内通过一竖直设置的隔板分隔为存储室和反应室；
所述反应室的竖直的内壁上设置有多个分隔板，多个分隔板相互平行并在反应室内交错设置，以使反应室内部形成供废水流通的蛇形水流通道，多个所述分隔板将反应室分隔为多个反应通道，每个反应通道内固装有两个竖直设置的支撑网板，每个反应通道内的两个支撑网板之间形成一子反应腔，两个所述支撑网板为子反应腔的左右两侧内壁且相对设置，每个子反应腔内交错设置有多个竖直方向的折流挡板，折流挡板分别与子反应腔的顶端内壁或底端内壁固装，以将子反应腔的内部分隔成供折流通道，在每相邻的两个所述折流挡板之间插设有多个光催化网，每个所述子反应腔内安装有一水平设置的紫外灯管，所述紫外灯管贯穿光催化网及折流挡板，且该紫外灯管的两端对应与该子反应腔内的两个所述支撑网板连接；
所述存储室的顶部开设有进水口以用于废水输送至存储是内，所述存储室内设有一过滤层以用于将存储室分隔为过滤腔和设置在过滤腔下方的输水腔，所述输水腔的内侧底部设有一循环泵，所述循环泵通过输水管与反应室内最底层的反应通道连通以用于将废水由下至上沿蛇形水流通道流动，所述输水腔与反应室内最顶层的反应通道之间设有循环水管，所述循环水管的一端与最顶层的反应通道连通，另一端与输水腔连通以使反应室与存储室内的废水循环。
2.根据权利要求1所述的废水处理装置，其特征在于：所述折流挡板上开设有通孔以用于所述紫外灯管穿过。
3.根据权利要求2所述的废水处理装置，其特征在于：相邻的两个所述折流挡板之间的距离为60mm-120mm。
4.根据权利要求3所述的废水处理装置，其特征在于：多个所述光催化网均匀竖直分布在相邻的两个折流挡板之间，每个所述光催化网的中心开设有安装孔，且该安装孔与紫外灯管相配合。
5.根据权利要求4所述的废水处理装置，其特征在于：所述光催化网为表面上设有电气石/TiO2复合光催化剂纳米薄膜的金属网，所述光催化网的厚度为0.2-0.5mm，每相邻的两个所述光催化网的间距为5mm-10mm。
6.根据权利要求5所述的废水处理装置，其特征在于：所述存储室的底部设有一排液口以用于向外排出处理后的废水，所述反应室的底部设有一排残液口以用于辅助排出反应室内的残液。
7.根据权利要求6所述的废水处理装置，其特征在于：所述分隔板水平交错设置在反应室内，所述分隔板的一端与反应室的内部固装，另一端与反应室的内壁之间的距离为50mm-100mm。
8.根据权利要求7所述的废水处理装置，其特征在于：所述排液口和排残液口上均设有阀门，所述排液口通过管路与外部的化学需氧量COD监测仪连接，用于检测废水的COD值。
9.根据权利要求8所述的废水处理装置，其特征在于：所述过滤层的厚度为40mm-80mm，所述过滤层为活性碳过滤层以用于过滤废水中的固体杂质。
10.一种基于权利要求9所述的实验室用光催化降解有机污染物的废水处理装置的使用方法，包括以下步骤：
(1)将化学实验室的有机废水从进水口倒入过滤腔中，经过过滤层进入输水腔，在循环泵的作用下通过输水管进入反应室，从底部向顶部按照蛇形水流通道流动；
(2)废水进入底部的子反应腔内，在循环泵的作用下由下至上流动，并在每个子反应腔内部在折流挡板的作用下沿蛇形流动，同时启动紫外灯管；
(3)废水处理30min-60min，通过排液口对废水进行采样检测，当使用外部的COD监测仪检测废水的COD值符合排出标准后，关闭循环泵，打开排液口和排残液口，将反应室与存储室内的废水排出，完成废水的处理。
说明书
一种实验室用光催化降解有机污染物的废水处理装置及其使 用方法
技术领域
本发明属于废水处理技术领域，尤其是涉及一种实验室用光催化降解有机污染物的废水处理装置及其使用方法。
背景技术
根据化学实验室废水的化学性质，可以将实验室废水分为无机废水、有机废水及综合废水。高校实验室的废水一般为有机废水，对于有机废水来说，其主要包括有机酸、油脂、微量高分子化合物及有机溶剂。对于浓度较高的有机废水，通常采用Fenton试剂法，能够将废水当中的化学需氧量降低30％以上。Fenton试剂法适用于工业化的大规模废水处理，其占地面积大、设备投资高，废水处理工艺复杂。在化学实验室中的废水具有成分复杂、浓度高、排量小及间歇性生成等特点，不适用于大规模的工业化处理，一般通常采用集中收集贮存、送往专业化废水处理工厂进行集中处理的方式。但是，这种废水处理方式，其收集贮存缓慢，废水的处理周期过长，长时间大量储存和运输容易出现泄漏、变性等危险，化学实验室的安全性低。
光催化氧化作为一种高级氧化技术，因其设备简单、易于控制、氧化能力强，处理对象集中，几乎所有的有机物在光催化的作用下可以完全转化为CO2、H2O等简单有机物，无二次污染的特性，被首选用于处理废水的过程中。纳米Ti02的外层电子结构的特殊性造成其价带能级较深，其具有高活性和强氧化性。纳米Ti02的导带成功捕获高活性光生电子(e-)是光催化反应的关键。传统的TiO2光催化反应器，光催化剂易于脱落、流失，且光催化剂与废水的接触面积较小。目前，市面上的折流式光催化反应器，在反应器内采用填料片基光催化剂，催化剂间隙大，单位体积有效光催化面积小，并且填料片会遮挡光源，需要采用更多的紫外灯管来提供光源。
因此，为了解决上述技术问题，需要设计一种体积小、生产成本低、能够在实验室中随时处理有机废水的装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种结构简单、操作简单、占地面积小、废水处理效率高、安全性高的实验室用光催化降解有机污染物的废水处理装置。
本发明的技术方案如下：
一种实验室用光催化降解有机污染物的废水处理装置，包括用于盛装并处理废水的装置本体，所述装置本体内通过一竖直设置的隔板分隔为存储室和反应室；
所述反应室的竖直的内壁上设置有多个分隔板，多个分隔板相互平行并在反应室内交错设置，以使反应室内部形成供废水流通的蛇形水流通道，多个所述分隔板将反应室分隔为多个反应通道，每个反应通道内固装有两个竖直设置的支撑网板，每个反应通道内的两个支撑网板之间形成一子反应腔，两个所述支撑网板为子反应腔的左右两侧内壁且相对设置，每个子反应腔内交错设置有多个竖直方向的折流挡板，折流挡板分别与子反应腔的顶端内壁或底端内壁固装，以将子反应腔的内部分隔成供折流通道，在每相邻的两个所述折流挡板之间插设有多个光催化网，每个所述子反应腔内安装有一水平设置的紫外灯管，所述紫外灯管贯穿光催化网及折流挡板，且该紫外灯管的两端对应与该子反应腔内的两个所述支撑网板连接；
所述存储室的顶部开设有进水口以用于废水输送至存储是内，所述存储室内设有一过滤层以用于将存储室分隔为过滤腔和设置在过滤腔下方的输水腔，所述输水腔的内侧底部设有一循环泵，所述循环泵通过输水管与反应室内最底层的反应通道连通以用于将废水由下至上沿蛇形水流通道流动，所述输水腔与反应室内最顶层的反应通道之间设有循环水管，所述循环水管的一端与最顶层的反应通道连通，另一端与输水腔连通以使反应室与存储室内的废水循环。
在上述技术方案中，所述折流挡板上开设有通孔以用于所述紫外灯管穿过。
在上述技术方案中，相邻的两个所述折流挡板之间的距离为60mm-120mm。
在上述技术方案中，多个所述光催化网均匀竖直分布在相邻的两个折流挡板之间，每个所述光催化网的中心开设有安装孔，且该安装孔与紫外灯管相配合。
在上述技术方案中，所述光催化网为表面上设有电气石/TiO2复合光催化剂纳米薄膜的金属网，所述光催化网的厚度为0.2-0.5mm，每相邻的两个所述光催化网的间距为5mm-10mm。
在上述技术方案中，所述存储室的底部设有一排液口以用于向外排出处理后的废水，所述反应室的底部设有一排残液口以用于辅助排出反应室内的残液。
在上述技术方案中，所述分隔板水平交错设置在反应室内，所述分隔板的一端与反应室的内部固装，另一端与反应室的内壁之间的距离为50mm-100mm。
在上述技术方案中，所述排液口和排残液口上均设有阀门，所述排液口通过管路与外部的化学需氧量COD监测仪连接，用于检测废水的COD值。
在上述技术方案中，所述过滤层的厚度为40mm-80mm，所述过滤层为活性碳过滤层以用于过滤废水中的固体杂质。
本发明的另一个目的是提供一种基于所述实验室用光催化降解有机污染物的废水处理装置的使用方法，包括以下步骤：
(1)将化学实验室的有机废水从进水口倒入过滤腔中，经过过滤层进入输水腔，在循环泵的作用下通过输水管进入反应室，从底部向顶部按照蛇形水流通道流动；
(2)废水进入底部的子反应腔内，在循环泵的作用下由下至上流动，并在每个子反应腔内部在折流挡板的作用下沿蛇形流动，同时启动紫外灯管；
(3)废水处理30min-60min，通过排液口对废水进行采样检测，当使用外部的COD监测仪检测废水的COD值符合排出标准后，关闭循环泵，打开排液口和排残液口，将反应室与存储室内的废水排出，完成废水的处理。
本发明具有的优点和积极效果是：
1.光催化网上采用电气石/TiO2复合光催化剂纳米薄膜，单位体积有效光催化面积大，通过分隔板将反应室内纵向分隔出折流通道，通过多个折流挡板将反应室内横向分隔出折流通道，使得对反应室内的废水实现横向及纵向双折流，废水能够在反应室内充分湍动，增强废水在反应室单位体积内的停留时间长，光催化处理效率高，处理后废水符合排放标准。
2.子反应腔的顶部与底部设有卡槽，以使光催化网对应插装在卡槽内，同时相邻的折流挡板能够限位光催化网，每个光催化网之间具有一定间距，不会遮挡紫外灯管的光源。
发明人 （冯艳文;李璐;）
