技術(shù)原理
利用光催化劑在光照下產(chǎn)生的活性氧物種,將污水中的有機(jī)污染物、重金屬、細(xì)菌等分解為二氧化碳、水和無害無機(jī)鹽。光催化劑吸收特定波長的光后,電子從價帶躍遷到導(dǎo)帶,形成電子 - 空穴對,電子與水中溶解氧反應(yīng)生成超氧陰離子,空穴與水或氫氧根離子反應(yīng)生成羥基自由基,這些強(qiáng)氧化性物種攻擊污染物分子,通過氧化還原反應(yīng)將其礦化為無害物質(zhì)。
核心組件光動力污水處理設(shè)施調(diào)試方案
光源系統(tǒng)
紫外汞燈:能發(fā)出紫外光,光強(qiáng)較高,但能耗相對較大,壽命相對較短。
UV-LED:具有能耗低、壽命長的優(yōu)點,波長可根據(jù)需求進(jìn)行選擇,能精準(zhǔn)匹配光催化劑的吸收波長。
可見光 LED:可利用可見光進(jìn)行光催化反應(yīng),拓寬了光催化的光源范圍,更為節(jié)能和環(huán)保。
光催化反應(yīng)器
平板式反應(yīng)器:催化劑固定于平板表面,水流平行流過,結(jié)構(gòu)簡單,適用于小型系統(tǒng)或?qū)嶒炇覉鼍埃阌谟^察和研究光催化反應(yīng)過程。
管式反應(yīng)器:催化劑負(fù)載于管內(nèi)壁或填充于管內(nèi),水流軸向流動,可實現(xiàn)連續(xù)處理,適合中大型工程,能夠承受較高的壓力和流量。
流化床反應(yīng)器:催化劑顆粒懸浮于水流中,混合效率高,傳質(zhì)效果好,適用于高濃度廢水或需高效傳質(zhì)的場景,但設(shè)備的運行和維護(hù)要求較高。
浸沒式反應(yīng)器:光源浸沒于水中,催化劑固定于載體,節(jié)省空間,可有效減少光在傳輸過程中的損失,適合一體化設(shè)備,方便安裝和使用。
光催化劑
TiO?:具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、催化活性高、價格低廉、無毒等優(yōu)點,是應(yīng)用最為廣泛的光催化劑,分金紅石型和銳鈦礦型,不過其對可見光的利用率較低。
g-C?N?:是一種可見光響應(yīng)的光催化劑,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性,可有效利用太陽光中的可見光部分,但其光生載流子復(fù)合率較高。
Bi 系材料:如 BiOCl、BiVO?等,具有的晶體結(jié)構(gòu)和光學(xué)性質(zhì),對可見光有較好的響應(yīng),能有效降解多種有機(jī)污染物。
復(fù)合材料:如 TiO?/ 石墨烯、金屬摻雜 TiO?等,通過將不同材料復(fù)合,可提升電子轉(zhuǎn)移效率或擴(kuò)展可見光響應(yīng)范圍,增強(qiáng)光催化性能。
輔助系統(tǒng)
預(yù)處理單元:通過格柵、沉淀等工藝去除大顆粒雜質(zhì),調(diào)節(jié) pH 和溫度,避免懸浮物遮擋光線,影響光催化反應(yīng)效果,為后續(xù)處理提供良好的進(jìn)水條件。
混合與傳質(zhì)系統(tǒng):利用攪拌器或曝氣裝置使污水中的污染物與催化劑充分接觸,同時提供溶解氧,以滿足光催化反應(yīng)對氧氣的需求,提高反應(yīng)效率。
分離與回收單元:采用膜分離、磁分離等技術(shù)將反應(yīng)后的催化劑從污水中分離出來,實現(xiàn)催化劑的回收和重復(fù)利用,降低處理成本。光動力污水處理設(shè)施調(diào)試方案
監(jiān)測與控制系統(tǒng):在線監(jiān)測 COD、BOD、pH、光照強(qiáng)度等參數(shù),根據(jù)監(jiān)測結(jié)果自動調(diào)節(jié)光源功率、流速等運行參數(shù),確保光動力污水處理設(shè)施穩(wěn)定、高效運行。
技術(shù)優(yōu)勢
高效廣譜:可降解難生化有機(jī)物,如農(nóng)藥、染料、抗生素等,還能處理重金屬,如 Cr??等,對多種污染物都有較好的去除效果,能顯著降低污水的化學(xué)需氧量(COD)、生化需氧量(BOD)等指標(biāo)。