基于光催化降解技术的污染物去除装置

技术领域

本发明属于抗生素废水降解技术领域，具体涉及基于光催化降解技术的污染物去除装置。

背景技术

光催化降解技术作为一种高效、安全的环境友好型高级氧化技术，对处理水体有机污染物已得到国际学术界的认可。其原理是基于光催化剂在紫外线照射下具有的氧化还原能力而净化污染物。通俗的说，光催化剂如二氧化钛粒子本身是很稳定的存在，但是它吸收了紫外光的能量以后，就开始变得"兴奋"起来，把自己身上的电子到处乱扔，于是，它抛出的电子和自身空出的"电位"就变成了撕扯有机物大分子的"刀"，而当能量减弱以后，二氧化钛粒子就需要"歇会"了，它扔出去的电子也全部跑了回来，和空出的电位结合，于是，二氧化钛粒子在不消耗自己的情况下，将有机物降解了，这个过程很复杂，但最终的产物是二氧化碳和水。大量实验表明其优点为操作简单、能耗低、无二次污染、效率高。

对比文件CN201910655686.0一种养殖废物抗生素循环处理装置,包括处理箱、二氧化钛管和入料口，所述处理箱设置有两排多个二氧化钛管形成的处理板，多个二氧化钛管内均设置有紫外线LED灯，处理箱上设置有入料口，二氧化钛管在紫外线LED的紫外照射下，对入料口投入的养殖废物和水的混合物进行氧化处理；可以采用光催化降解抗生素残留，反应条件温和室温下即可反应；采用的TiO

发明内容

本方案提供一种可以自动判断达标排放的基于光催化降解技术的污染物去除装置。

为了达到上述目的，本方案提供一种基于光催化降解技术的污染物去除装置，包括处理箱与紫外线灯；所述紫外线灯固定安装上处理箱内壁上；所述处理箱设有污染物进料口与排液口；还包括：机架、用于控制排液口的控制机构与用于分类排放污染物的分类排放机构；所述处理箱固定在机架上；所述处理箱设有排气口与催化剂进料口；所述分类排放机构一端与排气口连通，分类排放机构另外一端与排液口连通；所述控制机构包括：用于控制排液口的挡片、第一开关与第二开关；所述第一开关与第二开关均用于控制挡片；所述第一开关设置在排液口处；所述第二开关设置在排气口处。

本方案原理：向处理箱中添加定量的抗生素污废水和催化剂，定量的抗生素污废水和催化剂在设定条件下会产生定量的二氧化碳气体。向处理箱添加抗生素污废水后，在第一开关作用下挡片关闭排液口，此时排液口呈关闭状态。打开电源，使紫外线灯发光；在光催化降解反应下，抗生素被降解成二氧化碳和水，产生的气流使第二开关无法控制挡片打开排液口，此时排液口呈关闭状态，产生的气体控制分类排放机构打开达标或者未达标的排出口，当无气流产生时，第二开关控制挡片打开排液口，反应后的抗生素污废水从对应的排出口排出。

本方案有益效果：本方案利用抗生素废水在光催化降解反应后产生的产物，判断控制净化是否达标进行分类排放，进行不同工序，可以减少取样观测后再进行排放的次数，节约资源和减少操作人员工作量，加快抗生素污废水的处理速度。

进一步，所述分类排放机构包括：气缸、排液管、第一支管与第二支管；所述气缸固定安装在机架上；所述气缸通过气管与排气口连通；所述气缸上设有活塞，活塞通过第一弹簧与气缸内壁固定连接；所述活塞固定连接有移动杆；所述移动杆上设有第一齿条与第二齿条；所述第一支管与第二支管均固定安装在机架上；所述第一支管位于第二支管上端；所述第一支管上设有第一阀门；第一阀门为旋转阀门；所述第一阀门同轴连接有第一齿轮；所述第二支管上设有第二阀门；第二阀门为旋转阀门；所述第二阀门同轴连接有第二齿轮；所述第一齿轮与第一齿条相啮合；所述第二齿轮与第二齿条相啮合；所述第二齿条位于第一齿轮与第二齿轮间；所述第一齿轮位于第一齿条与第二齿条间；所述第一齿条和第一齿轮间距与第二齿条和第二齿轮间距相同；所述移动杆的移动距离与第一齿条和第一齿轮间距相配合。

光催化反应产生的气体进入到气缸中，使活塞移动，活塞使移动杆移动，移动杆带动第一齿条与第二齿条移动，当处理箱内产生设定量的二氧化碳或者超过设定量二氧化碳时，证明此时处理箱内污染物净化达标，可以进行下一个工序，第一齿条与第一齿轮啮合，第一齿条移动使第一齿轮旋转，第一齿轮带动第一阀门旋转，从而打开第一支管；同时，第二齿条与第二齿轮相啮合，第二齿条移动时第二齿轮旋转，第二齿轮带动第二阀门旋转，从而关闭第二支管，此时从而使达标的污染物从第一支管进入到下一个工序中。处理箱内溶液排出后，活塞在第一弹簧作用下恢复原位，移动杆随活塞恢复原位，同时第二齿轮带动第二阀门反向旋转，使第二支管呈打开状态；第一齿轮带动第一阀门反向旋转，使第一支管呈关闭状态。

当处理箱内未产生设定量的二氧化碳，证明此时处理箱内污染物净化未达标，第一齿条未与第一齿轮啮合，第二齿条未与第二齿轮啮合，第一支管处于关闭状态，第二支管处于打开状态，此时未达标的污染物从第二支管排出，再次进行降解净化工序。处理箱内溶液排出后，活塞在第一弹簧作用下恢复原位，移动杆随活塞恢复原位。移动杆带动第一齿条与第二齿条恢复原位。

进一步，所述处理箱通过第三弹簧与机架固定连接；所述处理箱上设有压块；所述机架上设有上电源开关和下电源开关；所述压块与上电源开关和下电源开关相配合。当处理箱内装满抗生素废水时，处理箱向下挤压第三弹簧，同时压块与下电源开关接触打开电源，当处理箱内溶液排出后，处理箱在第三弹簧作用下向上移动，同时压块与上电源开关接触关闭电源。处理污染物时打开电源，不处理污染物时关闭电源，节约能源。

进一步，所述第一开关包括浮球与第二弹簧；所浮球与挡片固定连接；所述挡片位于排液口下端，所述挡片通过第二弹簧与处理箱内壁固定连接；所述排液口处设有卡块；所述卡块与挡片相配合。 向处理箱中添加抗生素污染时，处理箱中液面上升，在浮球和液压作用下挡片向上移动并关闭排液口，滑块在第二弹簧和卡块作用下继续向上移动打开排液口。

进一步，所述第二开关包括转动块、升降单元与用于控制升降单元的升降控制开关；所述升降单元固定设置在处理箱底部；所述升降单元与挡片固定连接；所述升降控制开关与转动块均设置在气管内；所述转动块与升降控制开关相配合；所述转动块与气管内壁铰接。在向处理箱内添加抗生素污废水后，挡片在第一开关作用下向上移动关闭排液口，处理箱填充满溶液后，此时电源开关被打开，升降控制开关通电，转动块与升降控制开关处于相接触状态，在转动块作用下，升降控制开关会控制升降单元下移，从而使挡片向下移动，此时处理箱内会很快发生反应产生气流，转动块与升降控制开关相脱离，此时挡片向下移动距离较短，排液口未被打开，挡片在第一开关作用下继续关闭排液口。

进一步，所述处理箱内壁设有反光镜。反光镜用于反射紫外线灯，减少处理箱内死角，扩大紫外线的照射面积，从而提高了光催化氧化的效果。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图。

图2为本发明实施例图1的A处放大图。

图3为本发明实施例气管的剖视图。

图4为本发明实施例催化反应产生设定量气体时的状态图。

图5为本发明实施例图4的B处放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：机架1、处理箱2、催化剂进料口201、污染物进料口202、排气口203、排液口204、压块3、紫外线灯4、上电源开关5、下电源开关6、挡片7、浮球8、气管9、气缸10、活塞11、第一弹簧12、移动杆13、转动块14、升降控制开关15、排液管16、第一支管17、第二支管18、第一阀门19、第一齿轮20、第二阀门21、第二齿轮22、第一齿条23、第二齿条24。

实施例：

如附图1和图2所示，基于光催化降解技术的污染物去除装置，包括机架1，机架1底部设有支撑柱，支撑柱的数量为个，使机架1更稳定。机架1上设有处理箱2，处理箱2为一个封闭的容器。处理箱2通过第三弹簧与机架1固定连接，处理箱2上设有压块3，机架1上安装有电源，机架1上设有上电源开关5与下电源开关6，上电源开关5与下电源开关6用于控制电源，压块3与上电源开关5和下电源开关6相配合，当处理箱2内装满抗生素废水时，处理箱2向下挤压第三弹簧，同时压块3与下电源开关6接触打开电源，当处理箱2内溶液排出后，处理箱2在第三弹簧作用下向上移动，同时压块3与上电源开关5接触关闭电源。

处理箱2设有催化剂进料口201和污染物进料口202，污染物为抗生素废水。污染物进料口202连通有污染物管道，用于添加污染物。催化剂进料口201连通有催化剂管道，用于添加催化剂。光催化剂为TiO

处理箱2设有排液口204，处理箱2内壁上滑动设有挡片7，滑动可以在处理箱2内壁上滑动，挡片7与排液口204位置相配合，挡片7用于关闭排液口204，挡片7上端设有浮球8，挡片7通过第二弹簧与处理箱2内壁固定连接。处理箱2内壁上设有卡块，卡块用于限制挡片7在浮球8的作用下继续向上移动，使挡片7在浮球8与液压作用下封闭排液口204。处理箱2底部设有升降单元，升降单元包括电机、第三齿轮与第三齿条，电机与第三齿轮同轴连接，电机与升降控制开关15电连接，第三齿轮与第三齿条相啮合，第三齿条通过第四弹簧与处理箱2内壁固定连接，第四弹簧防止第三齿轮与第三齿条相脱离。

处理箱2设有排气口203，机架1上设有气缸10，如图3所示，机架1上设有气管9，气管9一端与排气口203连通，气管9另外一端与气缸10连通。如图3所述，气管9内设有升降控制开关15，升降控制开关15与电源电连接，气管9内铰接有转动块14，转动块14与升降控制开关15相配合，当转动块14与升降控制开关15接触时，升降控制开关15使电机正转，电机使第三齿轮正转，第三齿轮使第三齿条向下移动，从而使挡片7向下移动，使挡片7打开排液口204；当转动块14不与升降控制开关15接触时，升降控制开关15使电机反转，电机第三齿轮反转，第三齿轮使第三齿条向上移动，从而使挡片7向上移动，使挡片7关闭排液口204。

气缸10上设有活塞11，活塞11通过第一弹簧12与气缸10内壁固定连接，第一弹簧12用于使活塞11恢复原位。活塞11固定连接移动杆13，移动杆13上设有第一齿条23和第二齿条24。第一齿条23位于第二齿条24上方。

机架1上设有排液管16，排液管16一端排液口204连通，另外一端封闭。排液管16连通有第一支管17与第二支管18，第一支管17与第二支管18分别用于排放达标与未达标的净化后的污染物。第一支管17与第二支管18均固定安装在机架1上，第一支管17位于第二支管18上方，第一支管17上设有第一阀门19，第一阀门19为转动阀门，第一阀门19同轴连接有第一齿轮20。第一齿轮20与第一齿条23相啮合，第二支管18上设有第二阀门21，第二阀门21为转动阀门，第二阀门21同轴连接有第二齿轮22。第二齿轮22与第二齿条24相啮合。第二齿条24位于第一齿轮20与第二齿轮22间，第一齿轮20位于第一齿条23与第二齿条24间。第一齿条23与第一齿轮20间距与第二齿条24与第二齿轮22间距相同。

光催化降解反应最终产物为二氧化碳和水，通过定量的污染物和定量的催化剂在光催化下反应产生的二氧化碳的体积，二氧化碳一部分会溶解在水中，另外一部分会从气管9进入到气缸10中。通过能够进入到气缸10中二氧化碳的体积来自动判断污染物降解是否达标可以进行下一个工序。定量的二氧化碳会使移动杆13移动设定距离，第一齿条23与第一齿轮20间距和第二齿条24与第二齿轮22间距为移动杆13移动的设定距离。例如定量的污染物和定量的催化剂在光催化下反应产生的二氧化碳使移动杆13移动5米，第一齿条23与第一齿轮20间距和第二齿条24与第二齿轮22间距均为5米。

如图4和图5所示，当处理箱2内产生设定量的二氧化碳或者超过设定量二氧化碳时，证明此时处理箱2内污染物净化达标，可以进行下一个工序，第一齿条23与第一齿轮20啮合，第一齿条23移动使第一齿轮20旋转，第一齿轮20带动第一阀门19旋转，从而打开第一支管17；同时，第二齿条24与第二齿轮22相啮合，第二齿条24移动时第二齿轮22旋转，第二齿轮22带动第二阀门21旋转，从而关闭第二支管18，此时从而使达标的污染物从第一支管17进入到下一个工序中。当处理箱2内未产生设定量的二氧化碳，证明此时处理箱2内污染物净化未达标，第一齿条23未与第一齿轮20啮合，第二齿条24未与第二齿轮22啮合，第一支管17处于关闭状态，第二支管18处于打开状态，此时未达标的污染物从第二支管18排出，再次进行降解净化工序。通过利用产生的气体体积与设定的体积，自动分类排放净化达标的污染物和净化未达标的污染物，减少检测工序，节省人力物力，减少操作人员工作强度。

本方案操作方法：向处理箱2内添加设定量的抗生素废水和催化剂，浮球8带动挡片7向上移动，在第二弹簧和卡块的作用下，挡片7不能继续向上移动，挡片7在液压作用下关闭排液口204，关闭进料口，处理箱2内添加满溶液后，处理箱2向下移动，同时压块3与下电源开关6接触打开电源，使紫外线灯4发光，转动块14此时与升降控制开关15接触，升降控制开关15使电机正转，电机使第三齿轮正转，第三齿轮使第三齿条向下移动，从而使挡片7带动浮球8向下移动，同时处理箱2内发生光催化反应，降解污染物生成二氧化碳和水，升降控制开关15控制第三齿轮正转时间短，挡片7向下移动距离短，排液口204仍然呈关闭状态，产生的二氧化碳进入到气管9中，气流使转动块14与升降控制开关15相脱离，升降控制开关15使电机反转，电机使第三齿轮反转，第三齿轮使第三齿条向上移动，从而使挡片7向上移动，在卡块作用下不再继续向上移动，排液口204呈关闭状态。气管9中的气体进入到气缸10中，使活塞11移动，活塞11移动时移动杆13移动，移动杆13带动第一齿条23与第二齿条24移动。

当处理箱2内产生设定量的二氧化碳或者超过设定量二氧化碳时，第一齿条23与第一齿轮20啮合，第一齿条23移动使第一齿轮20旋转，第一齿轮20带动第一阀门19旋转，从而打开第一支管17；同时，第二齿条24与第二齿轮22相啮合，第二齿条24移动时第二齿轮22旋转，第二齿轮22带动第二阀门21旋转，从而关闭第二支管18，此时从而使达标的污染物从第一支管17进入到下一个工序中。处理箱2内溶液排出后，活塞11在第一弹簧12作用下恢复原位，移动杆13随活塞11恢复原位，同时第二齿轮22带动第二阀门21反向旋转，使第二支管18呈打开状态；第一齿轮20带动第一阀门19反向旋转，使第一支管17呈关闭状态。

当处理箱2内未产生设定量的二氧化碳时，第一齿条23未与第一齿轮20啮合，第二齿条24未与第二齿轮22啮合，第一支管17处于关闭状态，第二支管18处于打开状态，此时未达标的污染物从第二支管18排出，再次进行降解净化工序。当不再产生气流时，升降控制开关15使电机正转，电机使第三齿轮正转，第三齿轮使第三齿条向下移动，从而使挡片7带动浮球8向下移动，打开排液口204，处理箱2内溶液排出后，活塞11在第一弹簧12作用下恢复原位，移动杆13随活塞11恢复原位。处理箱2在第三弹簧作用下向上移动，同时压块3与上电源开关5接触关闭电源。本方案通过利用产生的气体体积，自动分类排放净化达标的污染物和净化未达标的污染物，减少检测工序，节省人力物力，减少操作人员工作强度，加快污染物处理速度；处理污染物时打开电源，不处理污染物时关闭电源，节约能源。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。