專利名稱：用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種廢水處理裝置，尤其涉及一種用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
近年來，為了人們用水的安全，尋求一種高效安全的廢水殺菌消毒技術(shù)成了很多科研人員努力的目標。目前常用的廢水滅菌技術(shù)主要有化學(xué)藥劑法，光催化殺菌法等。在眾多方法中，光催化殺菌技術(shù)是半導(dǎo)體材料在光輔助的條件下產(chǎn)生具有很強的氧化能力的活性氧物種，能無選擇性地降解大部分有機物以及徹底殺死大多數(shù)細菌、病毒等病原微生物，是一種低成本的環(huán)境友好型的水處理技術(shù)，但是對于細菌濃度較高的廢水，僅采用光催化單一技術(shù)很難在很短的時間內(nèi)將細菌完全滅活。因此，開發(fā)高效的光電催化殺菌消毒技術(shù)以及相關(guān)組合設(shè)備和裝置的研發(fā)具有非常重要的研究意義。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有廢水消毒殺菌技術(shù)的不足，提供一種用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置。本實用新型的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)一種用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置，包括依次連接的三維電極電化學(xué)殺菌池、導(dǎo)流槽和紫外光催化殺菌池；三維電極電化學(xué)殺菌池的兩扇池壁上分別設(shè)置有與電源連接的陰極和陽極，池內(nèi)裝有三維電極填料，一扇池壁的底部設(shè)置有入水口，遠離入水口的另一扇池壁與導(dǎo)流槽連接，其低于其他三扇池壁；紫外光催化殺菌池的池壁上設(shè)置有光催化劑層，內(nèi)部裝有由若干支用于激發(fā)光催化劑的紫外燈；與導(dǎo)流槽連接的紫外光催化殺菌池的池壁A底部設(shè)有進水口，紫外光催化殺菌池中遠離該進水口的池壁低于其他三扇池壁；待處理水體由三維電極電化學(xué)殺菌池的底部進入三維電極電化學(xué)殺菌池，一邊流入一邊被電解處理，當(dāng)水位到達三維電極電化學(xué)殺菌池最矮的池壁高度時，溢流進入導(dǎo)流槽，通過紫外光催化殺菌池的進水口進入紫外光催化殺菌池，一邊流入一邊被光催化處理，當(dāng)水位到達紫外光催化殺菌池最矮的池壁高度時，溢流出水，得到處理后的水體，從而實現(xiàn)連續(xù)流過式處理；所述的三維電極電化學(xué)殺菌池還含有曝氣管，曝氣管優(yōu)選設(shè)置于三維電極電化學(xué)殺菌池的底部；曝氣管的設(shè)置有利于提高電解殺菌的效率；所述的三維電極電化學(xué)殺菌池還含有與入水口連接的水泵；水泵的設(shè)置可以調(diào)節(jié)待處理水體進入三維電極電化學(xué)殺菌池的速度；所述的陽極優(yōu)選為石墨陽極；所述的陰極優(yōu)選為石墨陰極；所述的電源優(yōu)選為變頻電源；所述的三維電極填料優(yōu)選為質(zhì)量百分比10 100%的鐵屑與質(zhì)量百分比O 90%的粒狀活性炭配制形成的混合物；所述的光催化劑優(yōu)選為TiO2或ZnO ；所述的光催化劑層優(yōu)選設(shè)置在相對的兩扇池壁上；所述的紫外燈優(yōu)選設(shè)置在紫外光催化殺菌池的中部，與光催化劑層為平行排列關(guān)系;所述的池壁A優(yōu)選為懸空設(shè)置，從而水體可由池壁A的底部均勻進入紫外光催化殺囷池。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的優(yōu)點及效果(I)本實用新型是將三維電極與紫外光催化相結(jié)合的光電催化反應(yīng)器，通過施加 較低的電壓和紫外光催化聯(lián)用，起到一步法高效滅菌的效果。(2)本實用新型組合緊湊、占地面積小，成本較低，滅菌效率高。

圖I是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，其中1-曝氣管，2-入水口，3-水泵，4-殼體，5-石墨陰極，6-三維電極填料，7-電源，8-紫外燈電源，9-三維電極電化學(xué)滅菌池溢流板，10-紫外光催化滅菌池溢流板，11-光催化劑層，12-石墨陽極，13-紫外滅菌燈，14-廢水出口，15-紫外光催化滅菌池與出水口的導(dǎo)流槽，16-紫外光催化滅菌池，17-三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽，18-三維電極電化學(xué)滅菌池。
具體實施方式
下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。實施例I一種用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置，如圖I所示主體結(jié)構(gòu)為三維電極電化學(xué)殺菌池18、紫外光催化殺菌池16和三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽17依次連接得到；三維電極電化學(xué)殺菌池18和紫外光催化殺菌池16的殼體4的材質(zhì)為硬質(zhì)塑料，其體積可根據(jù)廢水的處理量及其中細菌的濃度的高低進行調(diào)節(jié)；三維電極電化學(xué)殺菌池18的底部設(shè)置有多個曝氣管道I和入水口 2，入水口 2可與用于調(diào)節(jié)水體進入三維電極電化學(xué)殺菌池18速度的水泵3連接；在三維電極電化學(xué)殺囷池18的相對的兩扇池壁上分別裝有石墨陰極5和石墨陽極12,石墨陰極5和石墨陽極12分別與電源7的負極和正極連接；在三維電極電化學(xué)殺菌池18中填裝由質(zhì)量比10 100%的鐵屑和質(zhì)量比O 90%的活性碳顆粒組成的三維電極填料6 ;紫外光催化殺菌池16為10厘米寬的長方形槽型反應(yīng)池，在該長方形槽型反應(yīng)池的中部布有若干支與紫外燈電源8連接的紫外光滅菌燈13，相對的兩扇池壁上涂敷有光催化劑薄膜層，紫外光滅菌燈13與光催化劑薄膜層為平行排布關(guān)系，紫外光滅菌燈用于激發(fā)光催化劑發(fā)揮作用；與三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽17連接的三維電極電化學(xué)殺菌池溢流板9低于其他3扇池壁，高于石墨陰極5和石墨陽極12的上端；與三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽17連接的紫外光催化殺菌池16的池壁底部設(shè)置進水口(該池壁為懸空結(jié)構(gòu)最佳)，從而保證從三維電極電化學(xué)殺菌池18進入的含菌廢水經(jīng)過電解處理后，溢流進入三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽17，再從紫外光催化殺菌池16的底部進入紫外光催化殺菌池16中，經(jīng)紫外光催化殺菌后，廢水從紫外光催化滅菌池溢流板10流入到紫外光催化滅菌池與出水口的導(dǎo)流槽15中，最后從廢水出口 14流出。待處理的含菌廢水由入水口 2經(jīng)水泵3注入三維電極電化學(xué)殺菌池18中，由曝氣管道I向池中曝氣；開啟電源7并根據(jù)需要調(diào)節(jié)電壓大小，同時開啟紫外燈電源8進行連續(xù)殺菌實驗。當(dāng)含菌廢水在三維電極電化學(xué)殺菌池18中處理一定時間后其水面高度到達三維電極電化學(xué)殺菌池溢流板9的頂端時，經(jīng)電解處理的廢水將溢流至三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽17中，由三維電極電化學(xué)滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導(dǎo)流槽17底部進入紫外光催化殺菌池16，在紫外光催化殺菌池16中繼續(xù)滅菌一定時間后，廢水從紫外光催化滅菌池溢流板10流入到紫外光催化滅菌池與出水口的導(dǎo)流槽15中，最后從廢水出口 14流出，接收試樣做殘留菌種測試。實驗結(jié)果表明，僅上述實驗條件下，紫外燈的總共功率250W，初始細菌數(shù)為7X 104cfu/mL的廢水，停留時間3. 5min后細菌全部滅活，滅菌率為100%。上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置，其特征在于包括依次連接的三維電極電化學(xué)殺菌池、導(dǎo)流槽和紫外光催化殺菌池； 三維電極電化學(xué)殺菌池的兩扇池壁上分別設(shè)置有與電源連接的陰極和陽極，池內(nèi)裝有三維電極填料，一扇池壁的底部設(shè)置有入水口，遠離入水口的另一扇池壁與導(dǎo)流槽連接，其低于其他三扇池壁； 紫外光催化殺菌池的池壁上設(shè)置有光催化劑層，內(nèi)部裝有由若干支用于激發(fā)光催化劑的紫外燈；與導(dǎo)流槽連接的紫外光催化殺菌池的池壁A底部設(shè)有進水口，紫外光催化殺菌池中遠離該進水口的池壁低于其他三扇池壁。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置，其特征在于所述的三維電極電化學(xué)殺菌池含有曝氣管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置，其特征在于所述的曝氣管設(shè)置于三維電極電化學(xué)殺菌池的底部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置，其特征在于所述的三維電極電化學(xué)殺菌池含有與入水口連接的水泵。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置，其特征在于所述的陽極為石墨陽極；所述的陰極為石墨陰極；所述的電源為變頻電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置，其特征在于所述的光催化劑為Ti02或ZnO。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置，其特征在于所述的光催化劑層設(shè)置在相對的兩扇池壁上。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置，其特征在于所述的紫外燈設(shè)置在紫外光催化殺菌池的中部，與光催化劑層為平行排列關(guān)系。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置，其特征在于所述的池壁A為懸空設(shè)置。
專利摘要本實用新型公開一種用于水體殺菌的連續(xù)流過式三維電極和光催化聯(lián)用反應(yīng)裝置。該裝置包括依次連接的三維電極電化學(xué)殺菌池、導(dǎo)流槽和紫外光催化殺菌池；三維電極電化學(xué)殺菌池的兩扇池壁上分別設(shè)置有與電源連接的陰極和陽極，池內(nèi)裝有三維電極填料，一扇池壁的底部設(shè)置有入水口，遠離入水口的另一扇池壁與導(dǎo)流槽連接，其低于其他三扇池壁；紫外光催化殺菌池的池壁上設(shè)置有光催化劑層，內(nèi)部裝有由若干支用于激發(fā)光催化劑的紫外燈；與導(dǎo)流槽連接的紫外光催化殺菌池的池壁A底部設(shè)有進水口，紫外光催化殺菌池中遠離該進水口的池壁低于其他三扇池壁。本實用新型通過電場和紫外光催化聯(lián)用，起到一步法高效滅菌的效果，其組合緊湊、成本較低，滅菌效率高。
文檔編號C02F1/72GK202508948SQ20122004555
公開日2012年10月31日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者史慧賢, 安太成, 朱錫海, 李桂英 申請人:中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所