[发明专利]一种印染废水的光催化处理装置与方法

权利要求书

1.一种印染废水的光催化处理装置，其特征在于，包括混凝搅拌区(1)、沉淀分离区(2)、光催化区(3)、曝气氧化区(4)和过滤区(5)；

所述的混凝搅拌区(1)设有进水管(1-1)和布水管(1-2)，所述的布水管(1-2)连接进水管(1-1)，布水管(1-2)上具有水平辐射出水口；混凝搅拌区(1)设有混凝剂添加计量系统(1-3)，混凝搅拌区(1)的中部设有搅拌装置(1-4)；混凝搅拌区(1)的下部设有倾斜的底板，搅拌后的废水沿倾斜的底板流入沉淀分离区(2)；

所述的混凝搅拌区(1)和沉淀分离区(2)之间设有挡流板(2-1)，挡流板(2-1)的下部设置有45度的转角，转角转向混凝搅拌区(1)一侧，沉淀分离区(2)底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有沉淀分离区排放阀(2-2)；

所述光催化区(3)和沉淀分离区(2)之间设有导流板(3-1)，导流板(3-1)与沉淀分离区(2)内壁形成作为废水进入光催化区(3)的水流通道，光催化区(3)内安置有光催化斜板(3-2)，光催化斜板(3-2)的上表面敷设有光催化剂，光催化斜板(3-2)的下表面设有灯管；光催化区(3)底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有光催化区排放阀(3-3)；

所述光催化区(3)和曝气氧化区(4)之间设有第一隔板(4-1)，第一隔板(4-1)上设有第一水流口(4-2)，曝气氧化区(4)下部设置有曝气盘(4-3)，所述的曝气盘(4-3)通过管道连接位于曝气氧化区(4)外的鼓风机(4-4)；

所述曝气氧化区(4)和过滤区(5)之间设有第二隔板(5-1)，第二隔板(5-1)上设有第二水流口(5-2)，过滤区(5)中部设置有滤料架，滤料架上放置滤料(5-3)，滤料(5-3)为石英砂或陶粒，当滤速较低时需更换滤料(5-3)；过滤区(5)底部设计成锥形结构，在锥形结构下部设置有污泥排放阀(5-4)；过滤区(5)上部设有溢流堰(5-5)，溢流堰(5-5)连接出水管，出水管排出的水达标排放或回用；

导流板(3-1)、挡流板(2-1)、第一隔板(4-1)及第二隔板(5-1)所达高度均一致，且均高于沉淀分离区(2)的内壁。

2.根据权利要求1所述的一种印染废水的光催化处理装置，其特征在于，为了废水处理的效果更好，所述的布水管(1-2)设置成同心圆形状或十字形状。

3.根据权利要求1所述的一种印染废水的光催化处理装置，其特征在于，所述的光催化剂的制备步骤如下：

步骤1、钼酸铋的制备：把硝酸铋和钼酸铵分别溶解于乙酸和蒸馏水中，待溶解后，使溶液混合在一起，用氨水调节混合液的pH为5～8，将得到的悬浮液转移至反应釜中，140～160℃下反应18～24h，待冷却后，洗涤，离心，烘干，得到淡绿色钼酸铋；硝酸铋溶液浓度为0.5mol/L，钼酸铵溶液浓度为0.06mol/L；硝酸铋和钼酸铵溶液的体积比为1:6；

步骤2、氧化铋的制备：将铋酸钠溶于蒸馏水中，将悬浮液转移至反应釜中，在140～180℃下反应6～10h，冷却至室温，洗涤，干燥，将得到的样品放入马弗炉中煅烧；煅烧温度为300℃，时间为3h；

步骤3、氧化铋/钼酸铋复合光催化剂的制备：将氧化铋和钼酸铋分别加入乙醇中，超声1～2h，待超声完成，将氧化铋溶液倒入钼酸铋溶液中，混合液继续超声2～3h，之后将15～25ml丙酮滴加到混合液中，搅拌24～36h，沉淀，干燥，得到复合型催化剂；混合液中氧化铋浓度为6.67×10^-6mol/L，钼酸铋浓度为1.2×10^-5mol/L；混合液与丙酮的添加量体积之比为2:1。

4.根据权利要求1所述的一种印染废水的光催化处理装置，其特征在于，所述的曝气盘(4-3)是均匀设置有微孔的微孔式曝气盘。

5.采用权利要求1-4任一所述的一种印染废水的光催化处理装置进行废水处理的方法，其特征在于，步骤如下：

①废水通过进水管(1-1)以及布水管(1-2)进入混凝搅拌区(1)，与来自混凝剂添加计量系统(1-3)的混凝剂混合，搅拌装置(1-4)对废水进行搅拌，废水发生混凝反应；

②然后废水通过混凝搅拌区(1)下部设有的倾斜的底板进入沉淀分离区(2)，比重较大的固体物在重力的作用下下沉到沉淀分离区(2)的下部，通过底部的沉淀分离区排放阀(2-2)排出；

③沉淀分离后的废水进入光催化区(3)，打开灯管，光催化剂与废水接触，废水中的污染物在光催化条件下被分解；从光催化斜板(3-2)上脱落的光催化剂自然沉淀，通过光催化区排放阀(3-3)排出，然后光催化剂被离心收集、再生重复利用；

④然后光催化反应后的废水通过第一水流口(4-2)进入曝气氧化区(4)，曝气氧化区(4)设置的曝气盘(4-3)对废水进行曝气，印染废水被好氧氧化；

⑤好氧氧化后的废水通过第二水流口(5-2)进入过滤区(5)，废水被滤料(5-3)过滤后通过溢流堰(5-5)和出水管排出，污泥通过底部的污泥排放阀(5-4)排放出去；部分污泥回流至曝气氧化区(4)。