[實(shí)用新型]光催化殺菌反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220604806.8
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN202880955U
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王洪波;于小迪;崔婭琴;劉麒;高麗麗
• 申請（專利權(quán)）人: 山東建筑大學(xué)
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/44
• 代理公司: 濟(jì)南日新專利代理事務(wù)所 37224
• 代理人: 王書剛

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種用于殺滅污水中細(xì)菌的光催化反應(yīng)器，屬于污水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

光催化是一項(xiàng)具有廣闊應(yīng)用前景的新型水處理技術(shù)，具有低能耗、易操作、無二次污染等突出優(yōu)點(diǎn)，尤其對一些特殊污染物的去除效果比其他處理方法更佳。

現(xiàn)有的光催化反應(yīng)器主要分為懸浮型、負(fù)載型和內(nèi)嵌型三種。懸浮型光催化反應(yīng)器具有催化效率高、催化活性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，但由于催化劑均勻分布在處理后的水中，分離回收的技術(shù)難度和操作費(fèi)用均較大，采用傳統(tǒng)的固-液分離工藝如重力沉淀分離或混凝沉淀工藝不僅耗時(shí)長且分離不徹底，出水上清液還需進(jìn)行二次過濾；此外，懸浮態(tài)光催化劑不能實(shí)現(xiàn)光催化處理工藝的連續(xù)運(yùn)行。與懸浮型光催化反應(yīng)器相比，負(fù)載型光催化反應(yīng)器可以從根本上避免分離回收的問題，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)處理工藝的連續(xù)操作、處理能力大、占地面積小；但另一方面，催化劑表面積和光源使用率低、光催化活性位點(diǎn)大為減少、催化活性不強(qiáng)、傳染物傳質(zhì)過程差和長時(shí)間水利剪切作用導(dǎo)致催化劑嚴(yán)重脫附等弊端不可逾越。內(nèi)嵌型光催化反應(yīng)器是在進(jìn)行分離膜的配方和制備過程中將光催化劑加入膜材料和膜結(jié)構(gòu)中，從而實(shí)現(xiàn)光催化劑的內(nèi)部固載附著，具有更高的膜通量和截污能力，然而光催化劑的催化活性收到限制且尚未找到有效地抑制分離膜光催化化學(xué)性損傷的有效措施。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有光催化反應(yīng)器存在的不足，提供一種處理效率高、出水水質(zhì)好、適用范圍廣、催化劑分離簡便且結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行操作方便的光催化殺菌反應(yīng)器。

本實(shí)用新型的光催化殺菌反應(yīng)器，采用以下技術(shù)方案：

該反應(yīng)器，包括池體，池體一側(cè)設(shè)有進(jìn)水管，池體底部設(shè)有放空管，池體內(nèi)設(shè)置有光催化氧化裝置、曝氣裝置、過濾產(chǎn)水裝置和反沖洗裝置；光催化氧化裝置包括設(shè)置在池體內(nèi)壁的紫外燈管；曝氣裝置包括位于池體底部的曝氣管，曝氣管上連接進(jìn)氣管；過濾產(chǎn)水裝置包括纖維濾元和出水管，出水管與纖維濾元的上部連接，纖維濾元均勻成束的粘合在固定管上，固定管通過支架固定在池體內(nèi)；反沖洗裝置包括反沖洗管，反沖洗管與纖維濾元的下部連接。

污水進(jìn)入池體內(nèi)與投加到池體內(nèi)的光催化劑二氧化鈦混合，曝氣管曝氣，開啟紫外燈管，進(jìn)行光催化殺菌反應(yīng)，殺菌過程完畢后，池體內(nèi)的污水通過纖維濾元過濾后經(jīng)出水管排出。通過反沖洗管對纖維濾元進(jìn)行反沖洗。

本實(shí)用新型在懸浮型光催化反應(yīng)器的基礎(chǔ)上耦合了膜分離技術(shù)，既能保證懸浮型光催化反應(yīng)器對催化劑的高效利用，又能利用分離膜的優(yōu)良分離能力對顆粒態(tài)光催化劑進(jìn)行分離回收，采用中空纖維膜可以保證完全將污水中的二氧化鈦催化劑從產(chǎn)水中去除，且二氧化鈦回收率高，利于催化劑回收利用，降低成本；在進(jìn)行光催化反應(yīng)時(shí)均勻曝氣，保證催化劑的均勻懸浮狀態(tài)，防止催化劑重力沉淀；整體結(jié)構(gòu)簡單，不需要人工參與運(yùn)行操作方便。

附圖說明

圖1?是本實(shí)用新型光催化殺菌反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2?是圖1的俯視圖。

圖3?是本實(shí)用新型中纖維濾元的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、池體，2、進(jìn)水管，3、纖維濾元，4、光催化劑二氧化鈦，5、曝氣泡，6、電磁式空氣泵，7、進(jìn)氣管，8、電磁閥，9、反沖洗泵，10、截止閥，11、放空管，12、曝氣管，13、紫外燈管，14、電源，15、出水管，16、出水水泵，17、電磁閥，18、固定管。

具體實(shí)施方式

如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的光催化殺菌反應(yīng)器包括池體1，池體1的一側(cè)設(shè)有進(jìn)水管2，池體1的底部設(shè)有放空管11，放空管11上設(shè)有截止閥?10。池體1的內(nèi)部設(shè)置有光催化氧化裝置、曝氣裝置、過濾產(chǎn)水裝置和反沖洗裝置。

光催化氧化裝置，包含設(shè)置在池體1內(nèi)四角處的紫外燈管13，可在紫外燈管?13上套有石英套管。紫外燈管?13與外部的電源14電連接。

曝氣裝置，包括位于池體1底部的曝氣管12，曝氣管12與進(jìn)氣管?7連接，曝氣管?12上分布有曝氣孔。進(jìn)氣管?7與電磁式空氣泵6連接，進(jìn)氣管?7上可以連接流量調(diào)節(jié)閥、空氣流量計(jì)和壓力表，以對進(jìn)氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

過濾產(chǎn)水裝置，包括纖維濾元3和出水管?15，出水管?15的一端與纖維濾元?3的上部連接，一端與出水水泵16連接，出水管?15上連接有電磁閥17。如圖3所示，纖維濾元3均勻成束的粘合在固定管?18上，固定孔管18通過支架固定在池體1內(nèi)。纖維濾元3采用醋酸纖維素。

反沖洗裝置，包括反沖洗管，反沖洗管的一端與纖維濾元3的下部連接，一端與反沖洗泵9連接，反沖洗管上還設(shè)有電磁閥8。

上述裝置的運(yùn)行過程如下所述：

污水通過進(jìn)水管?2進(jìn)入池體1內(nèi)，與按比例投加到池體1內(nèi)的光催化劑二氧化鈦4混合，池體1底部的曝氣管12開始曝氣，產(chǎn)生曝氣泡5，同時(shí)紫外燈管13開啟，進(jìn)行光催化殺菌反應(yīng)。殺菌過程完畢后，開啟出水水泵16和電磁閥17，池體內(nèi)的污水通過纖維濾元3過濾后經(jīng)出水管15排出，較大顆粒的二氧化鈦催化劑繼續(xù)留在池體內(nèi)，關(guān)閉出水水泵16和電磁閥17。殺菌過程完畢后，放空管11上的截止閥10打開，池體1內(nèi)的二氧化鈦催化劑隨剩余液體排出，用于回收利用。關(guān)閉截止閥10，開啟反沖洗裝置中的反沖洗泵9和電磁閥8，通過反沖洗管對纖維濾元3進(jìn)行反沖洗，沖洗完畢后再次進(jìn)行放空操作，一個(gè)反應(yīng)周期結(jié)束。