專利名稱：用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置的制作方法
技術領域：
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流過式三維電極和光催化聯用反應裝置。
背景技術：
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成了很多科研人員努力的目標。目前常用的廢水滅菌技術主要有化學藥劑法，光催化殺菌法等。在眾多方法中，光催化殺菌技術是半導體材料在光輔助的條件下產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細菌、病毒等病原微生物，是一種低成本的環境友好型的水處理技術，但是對于細菌濃度較高的廢水，僅采用光催化單一技術很難在很短的時間內將細菌完全滅活。因此，開發高效的光電催化殺菌消毒技術以及相關組合設備和裝置的研發具有非常重要的研究意義。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服現有廢水消毒殺菌技術的不足，提供一種用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置。本實用新型的目的通過下述技術方案實現一種用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置，包括依次連接的三維電極電化學殺菌池、導流槽和紫外光催化殺菌池；三維電極電化學殺菌池的兩扇池壁上分別設置有與電源連接的陰極和陽極，池內裝有三維電極填料，一扇池壁的底部設置有入水口，遠離入水口的另一扇池壁與導流槽連接，其低于其他三扇池壁；紫外光催化殺菌池的池壁上設置有光催化劑層，內部裝有由若干支用于激發光催化劑的紫外燈；與導流槽連接的紫外光催化殺菌池的池壁A底部設有進水口，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殺菌池的底部進入三維電極電化學殺菌池，一邊流入一邊被電解處理，當水位到達三維電極電化學殺菌池最矮的池壁高度時，溢流進入導流槽，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，從而實現連續流過式處理；所述的三維電極電化學殺菌池還含有曝氣管，曝氣管優選設置于三維電極電化學殺菌池的底部；曝氣管的設置有利于提高電解殺菌的效率；所述的三維電極電化學殺菌池還含有與入水口連接的水泵；水泵的設置可以調節待處理水體進入三維電極電化學殺菌池的速度；所述的陽極優選為石墨陽極；所述的陰極優選為石墨陰極；所述的電源優選為變頻電源；所述的三維電極填料優選為質量百分比10 100%的鐵屑與質量百分比O 90%的粒狀活性炭配制形成的混合物；所述的光催化劑優選為TiO2或ZnO ；所述的光催化劑層優選設置在相對的兩扇池壁上；所述的紫外燈優選設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系;所述的池壁A優選為懸空設置，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有技術具有如下的優點及效果(I)本實用新型是將三維電極與紫外光催化相結合的光電催化反應器，通過施加 較低的電壓和紫外光催化聯用，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是本實用新型的結構示意圖，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流槽，16-紫外光催化滅菌池，17-三維電極電化學滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導流槽，18-三維電極電化學滅菌池。
具體實施方式
下面結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流過式三維電極和光催化聯用反應裝置，如圖I所示主體結構為三維電極電化學殺菌池18、紫外光催化殺菌池16和三維電極電化學滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導流槽17依次連接得到；三維電極電化學殺菌池18和紫外光催化殺菌池16的殼體4的材質為硬質塑料，其體積可根據廢水的處理量及其中細菌的濃度的高低進行調節；三維電極電化學殺菌池18的底部設置有多個曝氣管道I和入水口 2，入水口 2可與用于調節水體進入三維電極電化學殺菌池18速度的水泵3連接；在三維電極電化學殺囷池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；在三維電極電化學殺菌池18中填裝由質量比10 100%的鐵屑和質量比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池，在該長方形槽型反應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系，紫外光滅菌燈用于激發光催化劑發揮作用；與三維電極電化學滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導流槽17連接的三維電極電化學殺菌池溢流板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；與三維電極電化學滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導流槽17連接的紫外光催化殺菌池16的池壁底部設置進水口(該池壁為懸空結構最佳)，從而保證從三維電極電化學殺菌池18進入的含菌廢水經過電解處理后，溢流進入三維電極電化學滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導流槽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經水泵3注入三維電極電化學殺菌池18中，由曝氣管道I向池中曝氣；開啟電源7并根據需要調節電壓大小，同時開啟紫外燈電源8進行連續殺菌實驗。當含菌廢水在三維電極電化學殺菌池18中處理一定時間后其水面高度到達三維電極電化學殺菌池溢流板9的頂端時，經電解處理的廢水將溢流至三維電極電化學滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導流槽17中，由三維電極電化學滅菌池和紫外光催化滅菌池之間的導流槽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與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
權利要求1.一種用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置，其特征在于包括依次連接的三維電極電化學殺菌池、導流槽和紫外光催化殺菌池； 三維電極電化學殺菌池的兩扇池壁上分別設置有與電源連接的陰極和陽極，池內裝有三維電極填料，一扇池壁的底部設置有入水口，遠離入水口的另一扇池壁與導流槽連接，其低于其他三扇池壁； 紫外光催化殺菌池的池壁上設置有光催化劑層，內部裝有由若干支用于激發光催化劑的紫外燈；與導流槽連接的紫外光催化殺菌池的池壁A底部設有進水口，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.根據權利要求I所述的用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置，其特征在于所述的三維電極電化學殺菌池含有曝氣管。
3.根據權利要求2所述的用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置，其特征在于所述的曝氣管設置于三維電極電化學殺菌池的底部。
4.根據權利要求I所述的用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置，其特征在于所述的三維電極電化學殺菌池含有與入水口連接的水泵。
5.根據權利要求I所述的用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置，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.根據權利要求I所述的用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置，其特征在于所述的光催化劑為Ti02或ZnO。
7.根據權利要求I所述的用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置，其特征在于所述的光催化劑層設置在相對的兩扇池壁上。
8.根據權利要求I所述的用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置，其特征在于所述的紫外燈設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系。
9.根據權利要求I所述的用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置，其特征在于所述的池壁A為懸空設置。
專利摘要本實用新型公開一種用于水體殺菌的連續流過式三維電極和光催化聯用反應裝置。該裝置包括依次連接的三維電極電化學殺菌池、導流槽和紫外光催化殺菌池；三維電極電化學殺菌池的兩扇池壁上分別設置有與電源連接的陰極和陽極，池內裝有三維電極填料，一扇池壁的底部設置有入水口，遠離入水口的另一扇池壁與導流槽連接，其低于其他三扇池壁；紫外光催化殺菌池的池壁上設置有光催化劑層，內部裝有由若干支用于激發光催化劑的紫外燈；與導流槽連接的紫外光催化殺菌池的池壁A底部設有進水口，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 優先權日2012年2月13日
發明者史慧賢, 安太成, 朱錫海, 李桂英 申請人:中國科學院廣州地球化學研究所