專利名稱:強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置,屬于C02F廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
微波光催化降解處理技術(shù),作為一種有效的針對(duì)含有機(jī)污染物エ業(yè)廢水的無(wú)害化處理技術(shù),近年來(lái)發(fā)展迅猛。關(guān)于微波光催化降解技術(shù),作為一例,可以參見公開號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專
利申請(qǐng)案。該公開號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案,是以微波作為激發(fā)源,激發(fā)無(wú)極紫外燈發(fā)射紫外線,于液體內(nèi)部照射摻有光催化劑ニ氧化鈦的懸濁液,該無(wú)極紫外燈被石英管所籠罩保護(hù)著,有空氣泵向該石英管內(nèi)腔持續(xù)注入空氣,由石英腔溢出的空氣經(jīng)由管道與位于反應(yīng)器底部的微孔曝氣頭聯(lián)通,該反應(yīng)器內(nèi)部的下方區(qū)域?yàn)槠貧鈪^(qū),該反應(yīng)器內(nèi)部的上方區(qū)域是微波光催化反應(yīng)區(qū),該方案還以反應(yīng)器內(nèi)置的膜分離組件,來(lái)提析凈化后的水,并以該膜分離組件實(shí)現(xiàn)光催化劑ニ氧化鈦微粒的截留再用;該方案還在無(wú)極紫外光源與膜分離組件之間架設(shè)隔板,用于防止紫外線對(duì)有機(jī)質(zhì)的膜分離組件的輻射損傷;通入反應(yīng)器內(nèi)部的空氣,部分直接參與依托光催化劑ニ氧化鈦的光催化降解反應(yīng),還有一部分空氣,在紫外光的直接照射下,生成一定量的臭氧,該生成的臭氧當(dāng)然也發(fā)揮著針對(duì)有機(jī)污染物的直接的氧化降解作用。
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該公開號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案毫無(wú)疑問(wèn)為微波光催化廢水降解技術(shù)的進(jìn)步起到了不可忽視的推動(dòng)作用,其研發(fā)人員在該領(lǐng)域所展開的工作令人敬佩?;谟芍缘木磁逯猓约?,共同的努力方向,我們下面要談的是問(wèn)題。我們知道,液態(tài)水體其本身也能夠吸收微波的能量,并導(dǎo)致被處理的液態(tài)水體其本身的溫升效應(yīng),而這種伴隨廢水處理過(guò)程而出現(xiàn)的溫升效應(yīng),卻不是我們所期待的情形,換句話說(shuō),來(lái)自磁控管的微波能量沒(méi)有完全被用于激發(fā)無(wú)極紫外燈,而有相當(dāng)一部分本應(yīng)只用于激發(fā)無(wú)極紫外燈的微波能量被耗散于所述的溫升效應(yīng),該種不受待見的溫升效應(yīng)造成了不必要的微波能量浪費(fèi),鑒于上述公開號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案所展示的裝置結(jié)構(gòu)方案,其合理的途徑,只能是通過(guò)減少微波光催化反應(yīng)器的體積或者說(shuō)減少單罐處理容量來(lái)來(lái)達(dá)成弱化微波多余耗散的目的,關(guān)于這一點(diǎn),在該CN102260003A申請(qǐng)案其具體實(shí)施方式
中清晰表達(dá)了關(guān)于該裝置結(jié)構(gòu)整體的適宜尺寸,其所表達(dá)的優(yōu)選尺寸對(duì)應(yīng)的就是ー個(gè)外形很小的裝置,那么,如此一來(lái),反應(yīng)器內(nèi)壁與微波輻射源的距離小了,與微波接觸的廢水量小了,廢水所吸收的微波能量相對(duì)也小了,與之相對(duì)應(yīng)地,單罐的廢水處理量因此也小了,更具體地說(shuō),其實(shí)施例中所表達(dá)的裝置適宜尺寸所對(duì)應(yīng)的內(nèi)部容積是40升,也即單罐廢水處理量是40升,即0.04立方,換句話說(shuō),其一次全套、全程操作只解決了 0.04立方的エ業(yè)廢水,那么,就需要進(jìn)行很多次的由首至尾的全套操作的重復(fù),其處理量的累加才具有エ業(yè)規(guī)模的意義,打個(gè)比方說(shuō),只是個(gè)大致的比方,該案其優(yōu)選結(jié)構(gòu)尺寸大致對(duì)應(yīng)的單罐0.04立方這樣的廢水處理量,需要重復(fù)1000次的由首至尾的全套、全程操作,其累加量,才能達(dá)到40立方這樣ー個(gè)具有エ業(yè)水平的的廢水處理量,如此過(guò)度繁瑣的重復(fù)操作將導(dǎo)致人力、物カ的嚴(yán)重浪費(fèi),可見,該種由CN102260003A所展示的方案其實(shí)際的廢水降解處理效率可能不能盡如人意。因此,如何在不造成更多微波能量浪費(fèi)或減少微波能量浪費(fèi)的前提下,増加單罐廢水處理量,減少該間歇式廢水處理裝置的不必要的太多的由首至尾的重復(fù)操作次數(shù),提高其廢水處理效率,是ー個(gè)有意義的值得關(guān)注的技術(shù)問(wèn)題。另ー方面,據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,某些體系,在微波直接輻照廢水液體的情況下,光化學(xué)催化降解效率確有提高,也就是說(shuō),在某些體系中,微波直接輻照廢水液體與光化學(xué)催化降解之間,存在一定的耦合作用。因此,如何在兼顧所述耦合作用的前提下,提高廢水降解裝置的處理效率,值得探討。此外,該種由CN102260003A所展示的方案,其反應(yīng)罐內(nèi)部漫布升騰的氣泡,對(duì)于推動(dòng)反應(yīng)罐內(nèi)部液體的相對(duì)大尺度的循環(huán)運(yùn)動(dòng),貢獻(xiàn)稍顯不足;當(dāng)然,該不足之處,對(duì)于CN102260003A方案如其具體實(shí)施方式
中清晰表達(dá)的事實(shí)上對(duì)應(yīng)的小尺寸、小容量裝置來(lái)說(shuō),幾乎沒(méi)有什么可觀測(cè)的影響。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是,在兼顧所述耦合作用的前提下,研發(fā)ー種能夠允許大幅提升反應(yīng)罐設(shè)計(jì)容量、有助于減少不必要重復(fù)操作次數(shù)的新型的廢水微波光催化降解處理裝置,并且,該反應(yīng)罐容量得以大幅提升的新型裝置其結(jié)構(gòu)還應(yīng)當(dāng)能夠捎帶強(qiáng)化反應(yīng)罐內(nèi)部液體的相對(duì)大尺度的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明通過(guò)如下方案解決所述技術(shù)問(wèn)題,該方案提供一種強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置,該裝置的結(jié)構(gòu)包括反應(yīng)器,該反應(yīng)器是ー個(gè)中空的金屬容器,該反應(yīng)器其外形輪廓呈立方體形、長(zhǎng)方體形、圓柱體形、橢圓柱體形、多棱柱體形、球體形或橢球體形,在該反應(yīng) 器內(nèi)腔的底部位置裝設(shè)有ー些微孔曝氣頭,以及,石英管,該石英管架設(shè)在所述反應(yīng)器的內(nèi)腔位置,該石英管的兩端裝設(shè)有封堵蓋頭,分別位于石英管兩端的兩個(gè)所述封堵蓋頭上均開設(shè)有通氣接ロ,以及,無(wú)極紫外燈,該無(wú)極紫外燈呈棒狀、環(huán)狀、球狀、海星狀或海膽狀,該無(wú)極紫外燈的數(shù)量至少在ー個(gè)以上,該數(shù)量至少在ー個(gè)以上的無(wú)極紫外燈均架設(shè)在所述石英管的內(nèi)部,以及,空氣泵,該空氣泵裝設(shè)于反應(yīng)器的外部,所述石英管其一端封堵蓋頭上的通氣接ロ經(jīng)由通氣管道并透過(guò)反應(yīng)器的壁與所述空氣泵的出氣ロ聯(lián)通,所述石英管其另一端封堵蓋頭上的通氣接ロ經(jīng)由另一條通氣管道與位于反應(yīng)器內(nèi)腔底部的微孔曝氣頭聯(lián)通,以及,微波發(fā)生器,該微波發(fā)生器裝設(shè)于反應(yīng)器的外部,該微波發(fā)生器是磁控管,以及,波導(dǎo)管,該波導(dǎo)管是用于傳輸微波的構(gòu)件,該波導(dǎo)管的一端與所述磁控管聯(lián)通,該波導(dǎo)管的另一端透過(guò)反應(yīng)器的壁與反應(yīng)器的內(nèi)腔聯(lián)通,以及,膜分離組件,該膜分離組件裝設(shè)在反應(yīng)器的內(nèi)腔位置,以及,水泵,該水泵位于反應(yīng)器的外部,該膜分離組件經(jīng)由通水管道并透過(guò)反應(yīng)器的壁與水泵的進(jìn)水口聯(lián)通,該水泵的出水ロ與位于反應(yīng)器外部的浄水池聯(lián)通,以及,另一臺(tái)水泵,該另一臺(tái)水泵位于反應(yīng)器的外部,該另一臺(tái)水泵的出水ロ經(jīng)由另一條通水管道并透過(guò)反應(yīng)器的壁與反應(yīng)器的內(nèi)腔聯(lián)通,該另一臺(tái)水泵的進(jìn)水ロ與位于反應(yīng)器外部的污染水水池聯(lián)通,該反應(yīng)器上方開設(shè)有尾氣排放ロ,重點(diǎn)是,該波導(dǎo)管的透過(guò)反應(yīng)器的壁的那一端進(jìn)ー步延伸進(jìn)入反應(yīng)器的內(nèi)腔,以及,該反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)還包括金屬材質(zhì)的籠狀的微波輻照空域約束器,該籠狀的微波輻照空域約束器上含有許多的孔洞,該籠狀的微波輻照空域約束器的功能是約束微波輻照空域,該金屬材質(zhì)的籠狀的微波輻照空域約束器就是ー個(gè)金屬籠,該金屬籠裝設(shè)在反應(yīng)器的內(nèi)腔位置,該波導(dǎo)管的深入反應(yīng)器內(nèi)腔的那個(gè)端ロ與該金屬籠的內(nèi)腔聯(lián)通,所述聯(lián)通指的是微波通道意義上的連接與貫通,所述石英管是架設(shè)在該金屬籠的內(nèi)部,兩條所述通氣管道均穿透該金屬籠的壁,該金屬籠的壁的結(jié)構(gòu)位置是介于反應(yīng)器內(nèi)壁與石英管外壁之間的結(jié)構(gòu)位置,以及,循環(huán)引導(dǎo)器,該循環(huán)引導(dǎo)器的功能是聚束來(lái)自微孔曝氣頭的含臭氧空氣氣泡的升騰路徑,并借助因受聚束而強(qiáng)化的升騰的氣泡流的拖拽力量來(lái)帶領(lǐng)反應(yīng)器內(nèi)部液體作相對(duì)大尺度的循環(huán)運(yùn)動(dòng),該循環(huán)引導(dǎo)器裝設(shè)在所述反應(yīng)器的內(nèi)腔位置,該循環(huán)引導(dǎo)器其輪廓狀似兩端貫通的簡(jiǎn)易喇叭筒,該循環(huán)引導(dǎo)器其小口端垂直朝上,該循環(huán)引導(dǎo)器其大口端垂直朝下,該循環(huán)引導(dǎo)器其中軸線與所述反應(yīng)器的內(nèi)腔底面相互垂直,該循環(huán)引導(dǎo)器的垂直朝上的小口端其結(jié)構(gòu)位置是在所述金屬籠的正下方,該循環(huán)引導(dǎo)器的垂直朝下的大口端其邊沿與反應(yīng)器內(nèi)壁之間的距離以及與反應(yīng)器內(nèi)腔底面之間的距離均是介于5厘米與50厘米之間,以及,所述微孔曝氣頭的裝設(shè)位置是在所述循環(huán)引導(dǎo)器其大口端邊沿在反應(yīng)器內(nèi)腔底面鉛垂投影所圈定的范圍之內(nèi),以及,所述膜分離組件的裝設(shè)位置鄰近反應(yīng)器內(nèi)腔底部。所述循環(huán)引導(dǎo)器其輪廓形態(tài)或者也可描述為輪廓狀似火力發(fā)電廠的冷卻塔。本案表述中,反應(yīng)罐ー詞的指代含義與反應(yīng)器ー詞的指代含義相同。所述金屬材質(zhì)ー詞,其本身的技術(shù)含義,是公知的。所述磁控管,以及,波導(dǎo)器件、波導(dǎo)管、波導(dǎo)頭等等表達(dá),其技術(shù)含義對(duì)于微波技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言是公知的。所述磁控管,以及,波導(dǎo)管等,均有市售;所述磁控管,以及,波導(dǎo)管等,也可以向?qū)I(yè)廠家定制;所述波導(dǎo)管當(dāng)然也可以根據(jù)需要自行制作,該制作對(duì)于微波技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言,波導(dǎo)器件的制作是簡(jiǎn)單的。所述石英管,其技術(shù)含義是公知的;所述石英管市場(chǎng)有售。所述無(wú)極紫外燈,其技術(shù)含義對(duì)于光源技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言是公知的;所述無(wú)極紫外燈市場(chǎng)有售;所述無(wú)極紫外燈其形狀、尺寸、內(nèi)部所填充氣體、燈壁材料、燈壁厚度,等等,也可以根據(jù)具體設(shè)計(jì)需要,向電光源制造企業(yè)定制。當(dāng)然,也可以自行制作。無(wú)極紫外燈的制作對(duì)于具備電光源專業(yè)知識(shí)的專業(yè)人員而言,其制作技術(shù)是簡(jiǎn)單的。所述水泵、空氣泵、微孔曝氣頭、膜分離組件等等,其技術(shù)含義對(duì)于其各自相應(yīng)的技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言,均是公知的,并且均有市售。本案所述金屬籠可以是由任何金屬材質(zhì)制成的金屬籠;但是,鑒于廢水降解處理所涉強(qiáng)氧化性條件,不銹鋼材質(zhì)是優(yōu)選材質(zhì)。優(yōu)選的所述金屬籠可以是由不銹鋼沖孔板經(jīng)模壓、焊接、鉚接或借助螺絲、螺帽等輔助性配件拼接制成的金屬籠。優(yōu)選的所述金屬籠也可以是由不銹鋼絲編織制成的金屬籠。
應(yīng)用本案裝置,反應(yīng)器內(nèi)的廢水以及由反應(yīng)器底部鼓泡而上的含臭氧空氣可以透過(guò)金屬籠的眾多孔洞或網(wǎng)眼進(jìn)入金屬籠與石英管之間的區(qū)域,廢水與含臭氧空氣在此區(qū)域一井參與微波光化學(xué)耦合催化氧化降解作用,而受到一定降解作用之后的廢水,又可以自由地透過(guò)金屬籠的眾多的孔洞或網(wǎng)眼由金屬籠內(nèi)部向外逸出,如此循環(huán)地、往復(fù)地、自動(dòng)地不斷進(jìn)行著降解作用,直至整個(gè)反應(yīng)器內(nèi)部的全部廢水都達(dá)到降解指標(biāo)。本案金屬籠的內(nèi)壁與石英管外壁之間的距離沒(méi)有限制,該距離可以是任意的距離;但是,該金屬籠的內(nèi)壁與石英管的外壁之間的距離的優(yōu)選值是介于3.0厘米與30.0厘米之間。該金屬籠的內(nèi)壁與石英管的外壁之間的距離的更進(jìn)ー步優(yōu)選的數(shù)值范圍是介于
10.0厘米與20.0厘米之間。所述循環(huán)引導(dǎo)器的材質(zhì)不限,所述循環(huán)引導(dǎo)器的材質(zhì)例如可以是聚四氟こ烯材質(zhì)、玻璃材質(zhì)、陶瓷材質(zhì)、金屬材質(zhì),等等,但是,循環(huán)引導(dǎo)器其優(yōu)選材質(zhì)是不銹鋼。在所述反應(yīng)器的底部可以開設(shè)排污ロ,該排污ロ可以用于排渣、清污,在該排污ロ位置可以裝設(shè)排污閥,所述排污閥是用于排污控制的閥門。所述排污ロ以及排污閥不是必須的。本案裝置中,借助于金屬籠對(duì)微波輻照空域的隔離與限制作用,在金屬籠與反應(yīng)器內(nèi)壁之間的區(qū)域,形成了ー個(gè)不屬于光化學(xué)與微波耦合催化降解的直接作用區(qū)域,由于微波基本上無(wú)法影響到該區(qū)域,微波在這一區(qū)域因廢水的單純的致熱吸收而造成的能量無(wú)益耗散得以遏制,如此,無(wú)論該區(qū)域體積怎樣擴(kuò)大,都是允許的;基于此,本案裝置的結(jié)構(gòu),允許大幅度地?cái)U(kuò)張所述反應(yīng)器的單罐設(shè)計(jì)處理容量,允許大幅度地?cái)U(kuò)張反應(yīng)器的體積,當(dāng)然,是通過(guò)金屬籠來(lái)限制微波輻照空域,并大幅擴(kuò)張金屬籠與反應(yīng)器內(nèi)壁之間的空域的設(shè)計(jì)體積來(lái)實(shí)現(xiàn)的。其它因素,例如,微波輻照功率、紫外光波長(zhǎng)范圍、紫外光光強(qiáng)度的大小、光化學(xué)催化劑ニ氧化鈦納米粉或所使用的各型改性催化劑納米粉其本身的粒徑、制備エ藝、催化效能等等,也都會(huì)影響到本案裝置的廢水處理能力,這些不是本案的重點(diǎn)。本案裝置的結(jié)構(gòu),還可以包括ー些附件,所述附件例如:與磁控管冷卻管道連接的冷卻水循環(huán)系統(tǒng)或風(fēng)冷系統(tǒng);所述附件還例如用于將無(wú)極紫外燈固定在石英管之內(nèi)的固定支架;所述附件再例如用于將所述金屬籠固定在反應(yīng)器之內(nèi)的支持構(gòu)件;所述附件也例如用于將所述循環(huán)引導(dǎo)器在反應(yīng)器之內(nèi)進(jìn)行懸空定位的支持構(gòu)件;所述附件更例如用于將所述金屬籠在反應(yīng)器之內(nèi)進(jìn)行吊掛定位的吊掛構(gòu)件;所述附件當(dāng)然也可以包括將所述石英管在所述金屬籠之內(nèi)進(jìn)行懸空定位的支架或固定架或吊架;所述附件又例如裝設(shè)于各個(gè)液流及氣流管道上的開關(guān)、閥門,等等。所述內(nèi)含無(wú)極紫外燈的石英管的數(shù)量不限。所述膜分離組件的數(shù)量不限。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是,以金屬籠將無(wú)極紫外燈及其屏護(hù)用石英管籠罩其內(nèi),金屬籠同時(shí)約束微波的作用空域,如此,在石英管外壁與金屬籠內(nèi)壁之間的空域形成了一個(gè)微波與光化學(xué)催化耦合作用的廢水降解區(qū)域,而且,金屬籠的多孔洞或多網(wǎng)眼的結(jié)構(gòu),不影響廢水及反應(yīng)器底部鼓泡而上的空氣自由進(jìn)、出該空域;而在金屬籠與反應(yīng)器內(nèi)壁之間的空域,廢水水體對(duì)微波的單純的致熱吸收被遏制,由此大幅弱化了微波能量的無(wú)益耗散;通過(guò)大幅擴(kuò)張?jiān)摕o(wú)微波輻照空域的設(shè)計(jì)體積,可以實(shí)現(xiàn)單罐反應(yīng)器體積的大幅擴(kuò)張,允許反應(yīng)器單罐廢水處理量大幅提升,而不用再擔(dān)心微波能量過(guò)多地耗散于無(wú)益的廢水水體溫升效應(yīng)?;诒景傅慕Y(jié)構(gòu),裝置的設(shè)計(jì)容積即單罐廢水處理量可以擴(kuò)張到數(shù)個(gè)立方至數(shù)十個(gè)立方;甚至單罐數(shù)百個(gè)立方的容積,也是允許的; 基于本案此結(jié)構(gòu),可以大幅度地降低全套、全程操作的頻度,有利于人力、物力的節(jié)約。
本案裝置結(jié)構(gòu)中的所述循環(huán)引導(dǎo)器其存在,能夠引導(dǎo)反應(yīng)器內(nèi)部的液流沿該循環(huán)引導(dǎo)器的內(nèi)部通道快速上升,并在沖擊、通過(guò)微波光催化耦合反應(yīng)區(qū)域之后,由頂部區(qū)域向四周擴(kuò)散,經(jīng)由周邊區(qū)域下沉,到達(dá)反應(yīng)器內(nèi)腔底部區(qū)域,再經(jīng)循環(huán)引導(dǎo)器的喇叭ロ匯聚到循環(huán)引導(dǎo)器的內(nèi)部通道,繼續(xù)其循環(huán);當(dāng)然,受聚束的升騰氣泡流的拖拽力量是這ー循環(huán)的主要?jiǎng)鹰?;這種受引導(dǎo)的相對(duì)大尺度的液體循環(huán)運(yùn)動(dòng),有助于確保反應(yīng)器內(nèi)部液體降解反應(yīng)進(jìn)程的均勻化,這對(duì)于本案這般大型降解反應(yīng)器來(lái)說(shuō),是必須的;另一方面,這種受引導(dǎo)的相對(duì)大尺度的液體循環(huán)運(yùn)動(dòng),也有助于阻止ニ氧化鈦催化劑顆粒的沉降。本案方案在兼顧所述微波與光化學(xué)催化耦合作用的前提下,達(dá)成了反應(yīng)器設(shè)計(jì)容量大幅擴(kuò)張的目標(biāo),同時(shí),其結(jié)構(gòu)還捎帶強(qiáng)化了反應(yīng)器內(nèi)部液體的相對(duì)大尺度的循環(huán)運(yùn)動(dòng)。
圖1是本案裝置的簡(jiǎn)約的縱切面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中,I是反應(yīng)器,2、5分別是兩臺(tái)裝設(shè)位置不同的水泵,3是微孔曝氣頭,4是膜分離組件,6是石英管,7是金屬材質(zhì)的籠狀的微波輻照空域約束器,它就是ー個(gè)金屬籠,8是無(wú)極紫外燈,9是空氣泵,10是磁控管,11是深入反應(yīng)器內(nèi)腔的波導(dǎo)管,12、15分別是石英管兩端的封堵蓋頭,13是尾氣排放ロ,14指示位于金屬籠內(nèi)壁與石英管外壁之間的微波耦合光化學(xué)催化降解反應(yīng)區(qū)域,16指示介于反應(yīng)器內(nèi)壁與金屬籠外壁之間的微波不能到達(dá)的區(qū)域,17是循環(huán)引導(dǎo)器,18是循環(huán)引導(dǎo)器的小口端,19是循環(huán)引導(dǎo)器的大口端。
具體實(shí)施例方式在圖1所展示的本案實(shí)施例中,該裝置的結(jié)構(gòu)包括反應(yīng)器1,該反應(yīng)器I是ー個(gè)中空的金屬容器,該反應(yīng)器I其外形輪廓呈立方體形、長(zhǎng)方體形、圓柱體形、橢圓柱體形、多棱柱體形、球體形或橢球體形,在該反應(yīng)器I內(nèi)腔的底部位置裝設(shè)有ー些微孔曝氣頭3,以及,石英管6,該石英管6架設(shè)在所述反應(yīng)器I的內(nèi)腔位置,該石英管6的兩端裝設(shè)有封堵蓋頭,所述封堵蓋頭分別是封堵 蓋頭12和封堵蓋頭15,分別位于石英管6兩端的所述封堵蓋頭12及15上均開設(shè)有通氣接ロ,以及,無(wú)極紫外燈8,該無(wú)極紫外燈8呈棒狀、環(huán)狀、球狀、海星狀或海膽狀,該無(wú)極紫外燈8的數(shù)量至少在ー個(gè)以上,該數(shù)量至少在ー個(gè)以上的無(wú)極紫外燈8均架設(shè)在所述石英管6的內(nèi)部,以及,空氣泵9,該空氣泵9裝設(shè)于反應(yīng)器I的外部,所述石英管6其一端封堵蓋頭12上的通氣接ロ經(jīng)由通氣管道并透過(guò)反應(yīng)器I的壁與所述空氣泵9的出氣ロ聯(lián)通,所述石英管6其另一端封堵蓋頭15上的通氣接ロ經(jīng)由另一條通氣管道與位于反應(yīng)器I內(nèi)腔底部的微孔曝氣頭3聯(lián)通,以及,微波發(fā)生器,該微波發(fā)生器裝設(shè)于反應(yīng)器I的外部,該微波發(fā)生器是磁控管10,以及,波導(dǎo)管,該波導(dǎo)管是用于傳輸微波的構(gòu)件,該波導(dǎo)管的一端與所述磁控管聯(lián)通,該波導(dǎo)管的另一端透過(guò)反應(yīng)器的壁與反應(yīng)器的內(nèi)腔聯(lián)通,以及,膜分離組件4,該膜分離組件4裝設(shè)在反應(yīng)器I的內(nèi)腔位置,以及,水泵5,該水泵5位于反應(yīng)器I的外部,該膜分離組件4經(jīng)由通水管道并透過(guò)反應(yīng)器I的壁與水泵5的進(jìn)水口聯(lián)通,該水泵5的出水ロ與位于反應(yīng)器外部的浄水池聯(lián)通,以及,另一臺(tái)水泵2,該另一臺(tái)水泵2位于反應(yīng)器I的外部,該另一臺(tái)水泵2的出水ロ經(jīng)由另一條通水管道并透過(guò)反應(yīng)器I的壁與反應(yīng)器I的內(nèi)腔聯(lián)通,該另一臺(tái)水泵2的進(jìn)水口與位于反應(yīng)器I外部的污染水水池聯(lián)通,該反應(yīng)器I上方開設(shè)有尾氣排放ロ 13,重點(diǎn)是,該波導(dǎo)管11的透過(guò)反應(yīng)器I的壁的那一端進(jìn)ー步延伸進(jìn)入反應(yīng)器I的內(nèi)腔,以及,該反應(yīng)器I的結(jié)構(gòu)還包括金屬材質(zhì)的籠狀的微波輻照空域約束器7,該籠狀的微波輻照空域約束器7上含有許多的孔洞,該籠狀的微波輻照空域約束器7的功能是約束微波輻照空域,該金屬材質(zhì)的籠狀的微波輻照空域約束器7就是ー個(gè)金屬籠,該金屬籠7裝設(shè)在反應(yīng)器I的內(nèi)腔位置,該波導(dǎo)管11的深入反應(yīng)器I內(nèi)腔的那個(gè)端ロ與該金屬籠7的內(nèi)腔聯(lián)通,所述聯(lián)通指的是微波通道意義上的連接與貫通,所述石英管6是架設(shè)在該金屬籠7的內(nèi)部,兩條所述通氣管道均穿透該金屬籠7的壁,該金屬籠7的壁的結(jié)構(gòu)位置是介于反應(yīng)器I內(nèi)壁與石英管6外壁之間的結(jié)構(gòu)位置,以及,循環(huán)引導(dǎo)器17,該循環(huán)引導(dǎo)器17的功能是聚束來(lái)自微孔曝氣頭3的含臭氧空氣氣泡的升騰路徑,并借助因受聚束而強(qiáng)化的升騰的氣泡流的拖拽力量來(lái)帶領(lǐng)反應(yīng)器I內(nèi)部液體作相對(duì)大尺度的循環(huán)運(yùn)動(dòng),該循環(huán)引導(dǎo)器17裝設(shè)在所述反應(yīng)器I的內(nèi)腔位置,該循環(huán)引導(dǎo)器17其輪廓狀似兩端貫通的簡(jiǎn)易喇叭筒,該循環(huán)引導(dǎo)器17其小口端18垂直朝上,該循環(huán)引導(dǎo)器其大口端19垂直朝下,該循環(huán)引導(dǎo)器17其中軸線與所述反應(yīng)器I的內(nèi)腔底面相互垂直,該循環(huán)引導(dǎo)器17的垂直朝上的小口端18其結(jié)構(gòu)位置是在所述金屬籠7的正下方,該循環(huán)弓丨導(dǎo)器17的垂直朝下的大口端19其邊沿與反應(yīng)器I內(nèi)壁之間的距離以及與反應(yīng)器I內(nèi)腔底面之間的距離均是介于5厘米與50厘米之間,比如,該距離可以是5厘米、10厘米、15厘米、20厘米、25厘米、30厘米、35厘米、40厘米、50厘米,等等,均可,該距離可以根據(jù)需要來(lái)設(shè)定,以及,所述微孔曝氣頭3的裝設(shè)位置是在所述循環(huán)引導(dǎo)器17其大口端19邊沿在反應(yīng)器I內(nèi)腔底面鉛垂投影所圈定的范圍之內(nèi),以及,所述膜分離組件4的裝設(shè)位置鄰近反應(yīng)器I內(nèi)腔底部。所述金屬材質(zhì)ー詞,其本身的技術(shù)含義,是公知的。金屬籠7可以是由任何金屬材質(zhì)制成的金屬籠;但是,鑒于廢水降解處理所涉強(qiáng)氧化性條件,不銹鋼材質(zhì)是優(yōu)選材質(zhì)。優(yōu)選的所述金屬籠7可以是由不銹鋼沖孔板經(jīng)模壓、焊接、鉚接或借助螺絲、螺帽等輔助性配件拼接制 成的金屬籠。優(yōu)選的所述金屬籠7也可以是由不銹鋼絲編織制成的金屬籠。金屬籠7的內(nèi)壁與石英管6外壁之間的距離沒(méi)有限制,該距離可以是任意的距離;但是,該金屬籠7的內(nèi)壁與石英管6的外壁之間的距離的優(yōu)選值是介于3.0厘米與30.0厘米之間,在該范圍之內(nèi)的任何數(shù)值都是允許實(shí)施的優(yōu)選數(shù)值。金屬籠7的內(nèi)壁與石英管6的外壁之間的距離的更進(jìn)ー步優(yōu)選的數(shù)值范圍是介于
10.0厘米與20.0厘米之間,在該范圍之內(nèi)的任何數(shù)值都是允許實(shí)施的更進(jìn)ー步優(yōu)選的數(shù)值。所述循環(huán)引導(dǎo)器17的材質(zhì)不限,所述循環(huán)引導(dǎo)器17的材質(zhì)例如可以是聚四氟こ烯材質(zhì)、玻璃材質(zhì)、陶瓷材質(zhì)、金屬材質(zhì),等等,但是,循環(huán)引導(dǎo)器17其優(yōu)選材質(zhì)是不銹鋼。在所述反應(yīng)器I的底部可以開設(shè)排污ロ,該排污ロ可以用于排渣、清污,在該排污ロ位置可以裝設(shè)排污閥,所述排污閥是用于排污控制的閥門。所述排污ロ以及排污閥不是必須的。圖例中沒(méi)有繪出該排污ロ以及該排污閥。實(shí)施圖例中沒(méi)有繪出所述其它附件。本案的實(shí)施方式不限于圖例方式。
權(quán)利要求
1.強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置,該裝置的結(jié)構(gòu)包括反應(yīng)器,該反應(yīng)器是ー個(gè)中空的金屬容器,該反應(yīng)器其外形輪廓呈立方體形、長(zhǎng)方體形、圓柱體形、橢圓柱體形、多棱柱體形、球體形或橢球體形,在該反應(yīng)器內(nèi)腔的底部位置裝設(shè)有ー些微孔曝氣頭,以及,石英管,該石英管架設(shè)在所述反應(yīng)器的內(nèi)腔位置,該石英管的兩端裝設(shè)有封堵蓋頭,分別位于石英管兩端的兩個(gè)所述封堵蓋頭上均開設(shè)有通氣接ロ,以及,無(wú)極紫外燈,該無(wú)極紫外燈呈棒狀、環(huán)狀、球狀、海星狀或海膽狀,該無(wú)極紫外燈的數(shù)量至少在ー個(gè)以上,該數(shù)量至少在ー個(gè)以上的無(wú)極紫外燈均架設(shè)在所述石英管的內(nèi)部,以及,空氣泵,該空氣泵裝設(shè)于反應(yīng)器的外部,所述石英管其一端封堵蓋頭上的通氣接ロ經(jīng)由通氣管道并透過(guò)反應(yīng)器的壁與所述空氣泵的出氣ロ聯(lián)通,所述石英管其另一端封堵蓋頭上的通氣接ロ經(jīng)由另一條通氣管道與位于反應(yīng)器內(nèi)腔底部的微孔曝氣頭聯(lián)通,以及,微波發(fā)生器,該微波發(fā)生器裝設(shè)于反應(yīng)器的外部,該微波發(fā)生器是磁控管,以及,波導(dǎo)管,該波導(dǎo)管是用于傳輸微波的構(gòu)件,該波導(dǎo)管的一端與所述磁控管聯(lián)通,該波導(dǎo)管的另一端透過(guò)反應(yīng)器的壁與反應(yīng)器的內(nèi)腔聯(lián)通,以及,膜分離組件,該膜分離組件裝設(shè)在反應(yīng)器的內(nèi)腔位置,以及,水泵,該水泵位于反應(yīng)器的外部,該膜分離組件經(jīng)由通水管道并透過(guò)反應(yīng)器的壁與水泵的進(jìn)水口聯(lián)通,該水泵的出水ロ與位于反應(yīng)器外部的浄水池聯(lián)通,以及,另一臺(tái)水泵,該另一臺(tái)水泵位于反應(yīng)器的外部,該另一臺(tái)水泵的出水ロ經(jīng)由另一條通水管道并透過(guò)反應(yīng)器的壁與反應(yīng)器的內(nèi)腔聯(lián)通,該另一臺(tái)水泵的進(jìn)水口與位于反應(yīng)器外部的污染水水池聯(lián)通,該反應(yīng)器上方開設(shè)有尾氣排放ロ,其特征在干,該波導(dǎo)管的透過(guò)反應(yīng)器的壁的那一端進(jìn)ー步延伸進(jìn)入反應(yīng)器的內(nèi)腔,以及,該反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)還包括金屬材質(zhì)的籠狀的微波輻照空域約束器,該籠狀的微波輻照空域約束器上含有許多的孔洞,該籠狀的微波輻照空域約束器的功能是約束微波輻照空域,該金屬材質(zhì)的籠狀的微波輻照空域約束器就是ー個(gè)金屬籠,該金屬籠裝設(shè)在反應(yīng)器的內(nèi)腔位置,該波導(dǎo)管的深入反應(yīng)器內(nèi)腔的那個(gè)端ロ與該金屬籠的內(nèi)腔聯(lián)通,所述聯(lián)通指的是微波通道意義上的連接與貫通,所述石英管是架設(shè)在該金屬籠的內(nèi)部,兩條所述通氣管道均穿透該金屬籠的壁,該金屬籠的壁的結(jié)構(gòu)位置是介于反應(yīng)器內(nèi)壁與石英管外壁之間的結(jié)構(gòu)位置,以及,循環(huán)引導(dǎo)器,該循環(huán)引導(dǎo)器的功能是聚束來(lái)自微孔曝氣頭的含臭氧空氣氣泡的升騰路徑,并借助因受聚束而強(qiáng)化的升騰的氣泡流的拖拽力量來(lái)帶領(lǐng)反應(yīng)器內(nèi)部液體作相對(duì)大尺度的循環(huán)運(yùn)動(dòng),該循環(huán)引導(dǎo)器裝設(shè)在所述反應(yīng)器的內(nèi)腔位置,該循環(huán)引導(dǎo)器其輪廓狀似兩端貫通的簡(jiǎn)易喇叭筒,該循環(huán)引導(dǎo)器其小口端垂直朝上,該循環(huán)引導(dǎo)器其大口端垂直朝下,該循環(huán)引導(dǎo)器其中軸線與所述反應(yīng)器的內(nèi)腔底面相互垂直,該循環(huán)引導(dǎo)器的垂直朝上的小口端其結(jié)構(gòu)位置是在所述金屬籠的正下方,該循環(huán)引導(dǎo)器的垂直朝下的大口端其邊沿與反應(yīng)器內(nèi)壁之間的距離以及與反應(yīng)器內(nèi)腔底面之間的距離均是介于5厘米與50厘米之間,以及,所述微孔曝氣頭的裝設(shè)位置是在所述循環(huán)引導(dǎo)器其大口端邊沿在反應(yīng)器內(nèi)腔底面鉛垂投影所圈定的范圍之內(nèi),以及,所述膜分離組件的裝設(shè)位置鄰近反應(yīng)器內(nèi)腔底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置,其特征在于,該金屬籠其材質(zhì)是不銹鋼材質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述 的強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置,其特征在于,該金屬籠由不銹鋼沖孔板經(jīng)模壓、焊接、鉚接或借助螺絲、螺帽等輔助性配件拼接制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置,其特征在于,該金屬籠由不銹鋼絲編織制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置,其特征在于,該金屬籠的內(nèi)壁與石英管的外壁之間的距離介于3.0厘米與30.0厘米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置,其特征在干,該金屬籠的內(nèi)壁與石英管的外壁之間的距離介于10.0厘米與20.0厘米之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置,其特征在于,該輪廓狀似兩端貫通的簡(jiǎn)易喇叭筒的循環(huán)引導(dǎo)器其材質(zhì)是不銹鋼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1 所述的強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置,其特征在干,在所述反應(yīng)器的底部開設(shè)有排污ロ,該排污ロ用于排渣、清污,在該排污ロ位置裝設(shè)有排污閥,所述排污閥是用于排污控制的閥門。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種強(qiáng)化了液體內(nèi)循環(huán)的大容量廢水微波光催化耦合降解裝置,屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域?,F(xiàn)有的針對(duì)含有機(jī)污染物工業(yè)廢水的微波光催化降解技術(shù)中,存在反應(yīng)器單罐廢水處理量偏小、重復(fù)操作頻度高以及內(nèi)部液體循環(huán)強(qiáng)度不足等問(wèn)題,本案旨在兼顧所述耦合作用的前提下一攬子地解決上述問(wèn)題。本案在反應(yīng)器內(nèi)部裝設(shè)金屬籠,將無(wú)極紫外燈連同其屏護(hù)用石英管一并包裹其內(nèi),在石英管外壁與金屬籠內(nèi)壁之間保持一定的距離,由此在石英管外壁與金屬籠內(nèi)壁之間構(gòu)成一個(gè)微波與光化學(xué)催化耦合作用區(qū)域,而在金屬籠外壁與反應(yīng)器內(nèi)壁之間的區(qū)域,微波輻照作用被阻斷,金屬籠的正下方并且架設(shè)用于強(qiáng)化液體循環(huán)的喇叭筒狀構(gòu)件。本案有助于克服所述問(wèn)題。
文檔編號(hào)C02F1/30GK103112920SQ20131004367
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月20日
發(fā)明者李榕生, 王冬杰, 任元龍, 葛從辛, 孫杰, 孔祖萍, 干寧, 周漢坤 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)