申請日2014.04.24
公開(公告)日2014.09.24
IPC分類號C02F9/08
摘要
本發(fā)明涉及一種多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域�，F(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)中，存在微波能量浪費、單罐廢水處理量偏小、重點區(qū)域供氧集中度不夠、觸媒微粒截留環(huán)節(jié)偏弱、降解反應(yīng)終點時刻難辨明、觸媒團聚物無法原位強力消散、觸媒團聚發(fā)生無法被即時覺察等等問題，本案針對上述系列問題。其結(jié)構(gòu)限制微波輻照空域，允許反應(yīng)器大幅擴容;其結(jié)構(gòu)并利于重點降解反應(yīng)區(qū)空氣氣氛的強化供給;其結(jié)構(gòu)并適于精細攔截觸媒微粒;其結(jié)構(gòu)并能原位強力消散觸媒團聚物，同時捎帶超聲清潔石英管;其結(jié)構(gòu)并能在降解終點時自動即時關(guān)閉相關(guān)電源;其結(jié)構(gòu)并能警示觸媒團聚傾向。
權(quán)利要求書
1.多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)包括反應(yīng)器，該反應(yīng)器是 一個中空的容器，該反應(yīng)器其外形輪廓呈立方體形、長方體形、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)腔的下部區(qū)域裝設(shè)有許多的微孔曝氣頭，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 于石英管兩端的所述封堵蓋頭上均開設(shè)有通氣接口，以及，無極紫外燈，該無極紫外燈呈棒 狀、環(huán)狀、球狀、海星狀或海膽狀，該無極紫外燈的數(shù)量至少在一個以上，該數(shù)量至少在一 個以上的無極紫外燈均架設(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口經(jīng)由通氣管道并透過反應(yīng)器的壁與所述空氣 泵的出氣口聯(lián)接，所述石英管其另一端封堵蓋頭上的通氣接口經(jīng)由另一條通氣管道與位于反 應(yīng)器內(nèi)腔下部區(qū)域的微孔曝氣頭聯(lián)接，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)管的另一端透過反應(yīng)器的壁朝向反應(yīng)器的內(nèi)腔，以及，水泵， 該水泵位于反應(yīng)器的外部，該水泵用于泵送待處理的廢水，該反應(yīng)器上方開設(shè)有尾氣排放口， 其特征在于，該波導(dǎo)管的透過反應(yīng)器的壁的那一端進一步延伸進入反應(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 其結(jié)構(gòu)中遍布著許多的孔洞或網(wǎng)眼，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一個金屬籠，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)腔的那個端口與該金屬籠的內(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，增壓泵，該增壓泵用于增壓泵送混有大量催化劑微粒的降解之后的水，該增壓泵 其進水口經(jīng)由通水管道并透過所述反應(yīng)器的壁與所述反應(yīng)器的內(nèi)腔聯(lián)接，以及，反沖洗式前 置預(yù)過濾器，該反沖洗式前置預(yù)過濾器其進水口與所述增壓泵的出水口聯(lián)接，以及，反沖洗 式中空纖維膜微濾過濾器，所述反沖洗式前置預(yù)過濾器其凈水出口經(jīng)由第一個凈水閥與該反 沖洗式中空纖維膜微濾過濾器的進水口聯(lián)接，以及，反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器，所述 反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器其凈水出口經(jīng)由第二個凈水閥與該反沖洗式中空纖維膜超 濾過濾器的進水口聯(lián)接，該反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器其凈水出口與第三個凈水閥的進 口端聯(lián)接，該第三個凈水閥的出水端是輸出終端凈水的出水端，以及，觸媒濃漿過渡罐，該 觸媒濃漿過渡罐是一個中空的罐體，該觸媒濃漿過渡罐用于暫時存放所述過濾器其反沖洗程 序所排放的觸媒濃度比較高的水體，該觸媒濃漿過渡罐其頂部位置裝設(shè)有水位浮球開關(guān)，該 水位浮球開關(guān)其流體開關(guān)通道與開設(shè)在該觸媒濃漿過渡罐頂部的通氣孔道聯(lián)接，位于該觸媒 濃漿過渡罐其內(nèi)腔底部的觸媒濃漿回流口經(jīng)由觸媒濃漿回流閥通往反應(yīng)器的內(nèi)腔，該觸媒濃 漿回流閥是用于開關(guān)控制該觸媒回流通道的閥體，所述用于泵送待處理的廢水的水泵其出水 口通往該觸媒濃漿過渡罐的內(nèi)腔，所述反沖洗式前置預(yù)過濾器其污水出口經(jīng)由第一個污水閥 通往該觸媒濃漿過渡罐的內(nèi)腔，所述反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器其污水出口經(jīng)由第二個 污水閥通往該觸媒濃漿過渡罐的內(nèi)腔，所述反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器其污水出口經(jīng)由 第三個污水閥通往該觸媒濃漿過渡罐的內(nèi)腔，各所述過濾器均用于截留催化劑微粒，各所述 過濾器其污水出口均轉(zhuǎn)用為受截留催化劑微粒的回收再用輸出口，以及，所述許多的微孔曝 氣頭相互聚集形成團簇狀微孔曝氣頭集群，該團簇狀微孔曝氣頭集群懸空地架設(shè)在所述反應(yīng) 器內(nèi)腔的下部區(qū)域，該團簇狀微孔曝氣頭集群其底側(cè)邊緣與所述反應(yīng)器內(nèi)腔底面的縱向距離 介于10厘米與50厘米之間，該團簇狀微孔曝氣頭集群其周遭邊緣與所述反應(yīng)器內(nèi)腔側(cè)壁的 橫向距離介于20厘米與300厘米之間，該團簇狀微孔曝氣頭集群其中心或重心位于所述石 英管的正下方，以及，臭氧傳感器，該臭氧傳感器其取樣管的取樣端口鄰近所述尾氣排放口 或探入所述尾氣排放口的內(nèi)部，以及，臭氧含量顯示器、臭氧警示器或臭氧含量顯示器與臭 氧警示器的復(fù)合機構(gòu)，該臭氧傳感器經(jīng)由第一條電纜與該臭氧含量顯示器、臭氧警示器或臭 氧含量顯示器與臭氧警示器的復(fù)合機構(gòu)聯(lián)接，以及，電源控制器，該臭氧傳感器其輸出電訊 號經(jīng)由第二條電纜與該電源控制器聯(lián)接，該電源控制器經(jīng)由第三條電纜與所述磁控管聯(lián)接， 該電源控制器經(jīng)由第四條電纜與所述空氣泵聯(lián)接，該電源控制器是能夠根據(jù)其所接收的所述 電訊號進行電源開關(guān)動作的電源控制器，以及，超聲波換能器，該反應(yīng)器內(nèi)腔底面由周邊向 中心區(qū)域逐漸洼陷，所述洼陷其坡度介于5度與35度之間，該超聲波換能器是貼附地裝設(shè) 在該反應(yīng)器內(nèi)腔底面其洼陷最深處所對應(yīng)的那部分反應(yīng)器底壁的外側(cè)面位置或內(nèi)側(cè)面位置， 以及，高頻振蕩電訊號傳輸電纜，該高頻振蕩電訊號傳輸電纜的一端與該超聲波換能器聯(lián)接， 以及，高頻振蕩電訊號發(fā)生器，所述高頻振蕩電訊號傳輸電纜的另一端經(jīng)由接續(xù)開關(guān)機構(gòu)與 該高頻振蕩電訊號發(fā)生器聯(lián)接，以及，第二個超聲波換能器，該第二個超聲波換能器其裝設(shè) 位置是在所述觸媒濃漿過渡罐的底部，該第二個超聲波換能器與第二條高頻振蕩電訊號傳輸 電纜的一端聯(lián)接，該第二條高頻振蕩電訊號傳輸電纜的另一端經(jīng)由另一個接續(xù)開關(guān)機構(gòu)與該 高頻振蕩電訊號發(fā)生器聯(lián)接，以及，pH探頭，以及，pH分析儀，該pH探頭與pH分析儀相 互聯(lián)接，該pH分析儀并且與警報器聯(lián)接，該警報器用于對pH值超限狀況發(fā)出警報，該pH 探頭透過反應(yīng)器的頂部伸入反應(yīng)器內(nèi)腔，以及，經(jīng)粉末燒結(jié)工藝制成的微孔不銹鋼套筒，該 微孔不銹鋼套筒呈筆帽狀，該微孔不銹鋼套筒位于反應(yīng)器內(nèi)腔，該微孔不銹鋼套筒其封閉端 朝下，該微孔不銹鋼套筒其開口端朝上，該微孔不銹鋼套筒其朝上的開口端經(jīng)由緩沖隔離墊 與反應(yīng)器頂部聯(lián)接，該pH探頭其伸入反應(yīng)器內(nèi)腔的那個部分探入該微孔不銹鋼套筒之內(nèi)， 該緩沖隔離墊其材質(zhì)是氟橡膠或硅橡膠，以及，兩對干簧式浮球液位控制器，該兩對干簧式 浮球液位控制器均透過反應(yīng)器的頂部伸入到反應(yīng)器的內(nèi)腔，其中的一對干簧式浮球液位控制 器通過一個繼電器與所述水泵的電源線纜聯(lián)接，其中的另一對干簧式浮球液位控制器通過另 一個繼電器與所述增壓泵的電源線纜聯(lián)接，所述污水閥以及所述凈水閥以及所述觸媒濃漿回 流閥均是電磁閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，其特征在于，該 金屬籠其材質(zhì)是不銹鋼材質(zhì)，以及，該金屬籠自身結(jié)構(gòu)中遍布的孔洞或網(wǎng)眼其口徑范圍是介 于0.5厘米與3.0厘米之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，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。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，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10.0厘米與20.0厘米之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，其特征在于，所 述反沖洗式前置預(yù)過濾器其濾孔孔徑介于5微米與300微米之間，所述反沖洗式中空纖維膜 微濾過濾器其濾孔孔徑介于25納米與1000納米之間，所述反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器 其濾孔孔徑介于15納米與2納米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，其特征在于，該 反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器是由數(shù)量在一個以上的反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器單 體相互并聯(lián)聯(lián)接組成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，其特征在于，該 反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器是由數(shù)量在一個以上的反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器單 體相互并聯(lián)聯(lián)接組成。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，其特征在于，在 所述反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器其凈水出口與所述反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器的 進水口的聯(lián)接管路上裝設(shè)有第二個增壓泵，該第二個增壓泵用于增補水壓以滿足所述反沖洗 式中空纖維膜超濾過濾器的進水壓力需求。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，其特征在于，在 所述反應(yīng)器的底部開設(shè)有排污口，該排污口用于排渣、清污，在該排污口位置裝設(shè)有排污閥， 所述排污閥是用于排污控制的閥門。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，其特征在于， 該微孔不銹鋼套筒其壁厚在3毫米至30毫米之間，該微孔不銹鋼套筒其微孔孔徑在0.5微米 至50微米之間，該緩沖隔離墊其厚度在1毫米至8毫米之間。
說明書
多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種多級截留觸媒的大處理量光催化廢水降解裝置，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含有機污染物工業(yè)廢水的無害化處理技 術(shù)，近年來頗受關(guān)注。
關(guān)于微波光催化降解技術(shù)，作為一例，可以參見公開號為CN102260003A的中國專利申 請案。
該公開號為CN102260003A的中國專利申請案，是以微波作為激發(fā)源，激發(fā)無極紫外燈 發(fā)射紫外線，于液體內(nèi)部照射摻有光催化劑二氧化鈦的懸濁液，該無極紫外燈被石英管所籠 罩保護著，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)域為曝氣區(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，來提析凈化后的水，并以該膜 分離組件實現(xiàn)光催化劑二氧化鈦微粒的截留再用;該方案還在無極紫外光源與膜分離組件之 間架設(shè)隔板，用于防止紫外線對有機質(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二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)揮著針對有機污染物的直接的氧化降解 作用。
該公開號為CN102260003A的中國專利申請案毫無疑問為微波光催化廢水降解技術(shù)的 進步起到了不可忽視的推動作用，其研發(fā)人員在該領(lǐng)域所展開的工作令人敬佩。
基于由衷的敬佩之意，以及，共同的努力方向，我們下面要談的是問題。
以下將要談到的問題，共有十四個;該十四個問題是并列的十四個問題;其排序的先后 僅僅是出于論述便捷的考慮。
問題之一：
該公開號為CN102260003A的中國專利申請案，其用于攔截催化劑二氧化鈦微粒的膜分 離組件是安置于反應(yīng)器內(nèi)腔，浸沒在處理對象液體之中，并且依靠升騰的含臭氧氣泡來沖刷 膜分離組件，藉此除去其表面所吸附、滯留的催化劑微粒，達成催化劑微粒的回收、再利用 目的，同時，膜分離組件也是依靠這個方式自潔并保持其分離能力，那么，基于該結(jié)構(gòu)，只 能選用商業(yè)用簾式中空纖維膜組件或平板膜組件，并且，該膜分離組件是需要浸泡在有臭氧 氣泡升騰的強氧化性的周遭環(huán)境中，因此，對膜分離組件的氧化耐受力必然有要求，普通材 質(zhì)的有機膜分離組件不能耐受這樣的使用環(huán)境，故只能選用PVDF材質(zhì)的膜分離組件，這一 點已在該案公開文本第0009段文字以及權(quán)項3中清楚地表明;該種需要特殊的氧化耐受力的 濾膜其材質(zhì)成本較高，其市售價格當(dāng)然也高于無氧化耐受力要求的普通有機微濾膜組件;換 句話說，該案的結(jié)構(gòu)方式，導(dǎo)致膜分離組件的材質(zhì)被局限于較昂貴的PVDF材質(zhì)。再有，裝 置內(nèi)可能的紫外光泄露，可能觸及有機膜組件，這也要求裝置內(nèi)的有機膜組件材質(zhì)能夠抵抗 紫外光輻照，從這一點看，基于該裝置的結(jié)構(gòu)方案，有機膜分離組件的材質(zhì)也只能被局限在 較昂貴的PVDF材質(zhì)。
有機膜組件相較于陶制過濾組件，有其顯而易見的優(yōu)勢;關(guān)于這一點，對于過濾技術(shù)專 業(yè)的人士來說，是公知的，在這里不展開贅述。
那么，在使用有機材質(zhì)膜組件的前提之下，能否撇開這種PVDF濾膜材質(zhì)局限呢?這是 一個需要解決的問題，此為問題之一。
問題之二：
鑒于所述升騰氣泡的沖刷力、清潔能力比較弱，因此，與該清潔方式配合使用的膜分離 組件其孔徑只能選用比較大的微濾級別的濾孔孔徑，該微濾級別的濾孔孔徑為0.1-0.2微米， 關(guān)于這一點，同樣在該案公開文本第0009段文字以及權(quán)項3中有清楚的限定，該種濾孔孔徑 限定，從該案這樣的膜分離組件的選型、內(nèi)置且浸泡使用方式、升騰氣泡自潔方法來看，是 必然的，只能限定其濾孔孔徑在微濾級別。換句話說，這種以升騰氣泡沖刷的方式其沖刷力、 清潔力太弱，以至于根本無法應(yīng)對更小孔徑的濾膜，所以說，在該案裝置中，濾膜孔徑限定 在0.1微米-0.2微米之間，是沒有商量余地的必然選擇。
所謂0.1-0.2微米的濾孔孔徑，如果換一個計量單位，對應(yīng)的就是100-200納米的濾孔孔 徑;那是什么概念呢?以其下限的100納米濾孔孔徑來說，它所能攔截的催化劑微粒其尺寸 必須是在100納米以上，而小于100納米的催化劑微粒是無法被攔截的;換句話說，小于100 納米的催化劑微粒將直接穿透、通過膜組件的濾孔，混入降解反應(yīng)器所輸出的所謂的凈水之 中。
現(xiàn)在需要來談?wù)勛贤夤獯呋到夥磻?yīng)所涉光催化劑的粒徑以及光催化劑劑型選擇。
從事光催化降解研究的專業(yè)人士都知道，以紫外光激勵的光化學(xué)降解反應(yīng)，其催化劑多 選用二氧化鈦微粒催化劑;目前，在實驗室水平上已經(jīng)研發(fā)出品種繁多的基于二氧化鈦光催 化特性的光降解用微粒催化劑，當(dāng)然，這些不同制備方式形成的光降解用催化劑，其粒徑也 是多樣的;不同制備方法制成的光催化劑其粒徑小至20納米，大至100000內(nèi)米也即100微米， 都有，其中不乏性能優(yōu)異的光催化劑品種;但是，由于性能長期穩(wěn)定性評價、制備成本以及 市場拓展等等方面因素的制約，絕大多數(shù)的所述光催化劑其供應(yīng)能力僅局限于實驗室水平， 而沒有能夠形成大規(guī)模市售的生產(chǎn)水平;目前周知的能夠大量購買到的市售的能夠?qū)嶋H大量 使用的用于紫外光波段的光催化劑是著名的氣相二氧化鈦P25;氣相二氧化鈦P25其具體技 術(shù)含義，業(yè)內(nèi)人士都知道，在這里不展開贅述;氣相二氧化鈦P25的平均粒徑是21納米;氣 相二氧化鈦P25性能不算最優(yōu)，但是，其性能穩(wěn)定，關(guān)鍵是可以在市場上大量購買得到，并 可以在工業(yè)規(guī)模上大量使用，因此，光催化專業(yè)實驗室里也常常用P25催化劑來作為衡量各 種自制光催化劑催化性能的參照指針或?qū)Ρ戎羔�，事實上，鑒于紫外光催化降解反應(yīng)的特點， 分散度越高的光催化劑，越是適合該型反應(yīng)的需要，也就是說，平均粒徑在21納米左右的光 催化劑其所能夠提供的觸媒界面面積、抗沉降能力、催化性能長期穩(wěn)定性等等方面，綜合而 言，是最理想的。簡單地講，目前，價廉物美，能夠?qū)嶋H大量購買、使用的現(xiàn)成的市售的商 品級的紫外光波段的光催化劑，就是平均粒徑為21納米的氣相二氧化鈦P25催化劑;在工業(yè) 規(guī)模的應(yīng)用層面，這種平均粒徑為21納米的光催化劑是事實上的首選。
上文已述及，該公開號為CN102260003A的中國專利申請案，其用于攔截光催化劑的膜 組件，是以升騰氣泡的沖刷來剝離膜組件表面所吸附、沉積的催化劑微粒，然而，該種以升 騰氣泡沖刷的方式其沖刷力、清潔力太弱，以至于根本無法應(yīng)對更小孔徑的濾膜，因此，在 該案裝置中，濾膜孔徑被限定在0.1微米-0.2微米之間微濾濾孔級別，換個計量單位來說，在 該案裝置中，濾膜孔徑被限定在100納米-200納米之間的微濾濾孔級別，這是沒有商量余地 的必然選擇;該案無可選擇的100納米-200納米之間的微濾濾孔當(dāng)然無法攔截如上所述的平 均粒徑為21納米的氣相二氧化鈦P25顆粒;那么，如果使用P25光催化劑，該催化劑將完全 無法攔截，并流入所謂的凈水中，形成二次污染，當(dāng)然也造成催化劑的嚴(yán)重損失和無法再用; 即便是使用其它品種的為此而特制的大粒徑的二氧化鈦光催化劑，其使用過程中因相互碰撞 或與器壁碰撞，必然也會產(chǎn)生大量小粒徑碎片，其中粒徑小于100納米的碎片，同樣不能被 100納米-200納米之間的微濾濾孔所攔截，這些小碎片也會透過其膜組件進入所謂的凈水之 中，形成二次污染。
可見，該公開號為CN102260003A的中國專利申請案，其針對光催化劑微粒的攔截結(jié)構(gòu) 方案以及相關(guān)膜組件的清潔方案都不理想。
因此，如何在兼收并蓄該案優(yōu)點的前提之下，達成針對光催化劑微粒的精細的攔截和回 收再用，是一個很值得深思的重要課題，此為問題之二。
問題之三：
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，來自磁控管的微波能量沒有完全被用于激發(fā)無極紫外燈，而有相當(dāng)一部分本應(yīng)只用于激 發(fā)無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，鑒于上述公開號為CN102260003A的中國專利申請案所展示的裝置結(jié)構(gòu)方 案，其合理的途徑，只能是通過減少微波光催化反應(yīng)器的體積或者說減少單罐處理容量來來 達成弱化微波多余耗散的目的，關(guān)于這一點，在該CN102260003A申請案其具體實施方式中 清晰表達了關(guān)于該裝置結(jié)構(gòu)整體的適宜尺寸，其所表達的優(yōu)選尺寸對應(yīng)的就是一個外形很小 的裝置，那么，如此一來，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也小了，與之相對應(yīng)地，單罐的廢水處理量因此也小了，更具體 地說，其實施例中所表達的裝置適宜尺寸所對應(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，其一次全套、全程操作只解決了0.04立方的工業(yè)廢水，那么， 就需要進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工業(yè)規(guī)模的意義， 打個比方說，只是個大致的比方，該案其優(yōu)選結(jié)構(gòu)尺寸大致對應(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，才能達到40立方這樣一 個具有工業(yè)水平的的廢水處理量，如此過度繁瑣的重復(fù)操作將導(dǎo)致人力、物力的嚴(yán)重浪費， 可見，該種由CN102260003A所展示的方案其實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或減少微波能量浪費的前提下，增加單罐廢水處理量， 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，是一個有意義的值得關(guān)注的技術(shù)問題。
另一方面，據(jù)文獻報道，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，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， 此為問題之三。
問題之四：
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，對于推動反應(yīng)罐 內(nèi)部液體的相對大尺度的循環(huán)運動，貢獻稍顯不足;當(dāng)然，該不足之處，對于CN102260003A 方案如其具體實施方式中清晰表達的事實上對應(yīng)的小尺寸、小容量裝置來說，幾乎沒有什么 可觀測的影響。從工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用需求來看，小尺寸的不能擴張?zhí)幚砹康难b置當(dāng)然沒有多大 的吸引力;那么，作為一種可能性，倘若有某種方式能夠?qū)崿F(xiàn)處理量的大幅擴張，此情形下， 反應(yīng)罐內(nèi)部液體的相對大尺度的循環(huán)運動其重要性就會自然地凸顯出來;設(shè)想一下這種處理 量大幅擴張的可能性，那么，如何強化反應(yīng)罐內(nèi)部液體的相對大尺度的循環(huán)運動，當(dāng)然就是 個問題，此為問題之四。
問題之五：
對于紫外光波段的光化學(xué)催化氧化反應(yīng)來說，有以下這么幾個要素會影響到該種氧化反 應(yīng)的效率，其一是紫外光波長、強度，其二是光催化劑的粒徑、單位體積反應(yīng)液中光催化劑 的使用量、光催化劑其自身的催化性能等等，其三是被氧化對象即水體中有機物的濃度、有 機物分子結(jié)構(gòu)其自身所決定的氧化難易程度等等，其四是氧氣氣氛的充足程度，在其它條件 相同的情況下，氧氣氣氛的充足程度，就會成為影響光化學(xué)催化氧化降解能力的一個舉足輕 重的要素。
如CN102260003A所展示的方案，其安置于反應(yīng)器內(nèi)腔下部的眾多微孔曝氣頭漫布在底 部，并借由其所稱的布水板，使得這種微孔曝氣頭漫布安排的效果變得更甚，當(dāng)然，這對于 使用相對容易沉降的大顆粒的微米級的光催化劑的情形而言，的確存在其有利的一面，但是， 從另一面來看，這種微孔曝氣頭漫布安排的方式，氧氣氣氛的供給過于分散，而實際上最需 要強化供氧的區(qū)域的是光化學(xué)催化氧化的最有效區(qū)域，由于短波紫外線在液態(tài)水體中的有效 穿透深度只有20厘米左右，因此，最需要強化供氧以促進光化學(xué)催化氧化進程的有效區(qū)域?qū)?際上就是在石英管周邊約20厘米距離之內(nèi)的區(qū)域，換句話說，石英管周邊約20厘米距離之內(nèi) 的區(qū)域是真正需要強化氧氣氣氛供給保障的區(qū)域，這個區(qū)域氧氣氣氛供給越強，氧化反應(yīng)也 就進行得越快;尤其特別地，以微波激勵方式來產(chǎn)生無極紫外發(fā)射，其特點就是可以做到大 功率、高強度，這是無極紫外燈這種燈型的強項，然而，正因為其紫外輻射的高功率、高強 度，就更需要以強大的氧氣氣氛供給能力進行匹配，否則的話，那個強大的紫外輻射能力就 真的是大部分被浪費了。上文已經(jīng)述及，如CN102260003A所展示的方案，諸多因素限制了 它的反應(yīng)器尺寸，限制了它的實際處理容量，就如其具體實施例中清楚地表明的那樣，那只 能是一個單罐單次處理量只有40升左右的小反應(yīng)器，在這樣的小反應(yīng)器、小內(nèi)腔的情況下， 因為尺寸本身就很小，那么，它在光化學(xué)催化氧化有效區(qū)域供氧集中度方面的欠缺，就不會 那么明顯，甚至可以忽略不計，更甚至完全可以看做是一個根本不存在的問題，面對那樣的 小尺寸的小反應(yīng)器，關(guān)于供氧集中度方面的欠缺問題，根本就不可能浮上腦際;但是，設(shè)想 一下，倘若能夠克服所述諸多限制因素，倘若能夠有辦法實際構(gòu)建一個大型、大處理量的反 應(yīng)器，那么上述石英管周邊20厘米距離之內(nèi)有效區(qū)域供氧強化問題就會凸現(xiàn)出來，尤其對于 使用無極紫外燈作為紫外輻射源的情況，上述石英管周邊20厘米距離之內(nèi)有效區(qū)域供氧強化 問題更加不容藐視，因此，如何在可能的大型無極紫外光催化氧化降解反應(yīng)器的構(gòu)建之中， 增強所述有效區(qū)域的供氧集中度、提高廢水降解設(shè)備的效能，就是個需要盯住的問題，此為 問題之五。
問題之六：
該CN102260003A方案將空氣泵入內(nèi)含無極紫外燈的石英管之內(nèi)，達成無極紫外燈的通 風(fēng)降溫、冷卻的目的，而那些流動經(jīng)過石英管的空氣，因受紫外線的照射，有一部分空氣會 轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞酰虼�，從石英管中流出的空氣�?dāng)然就是含有一些臭氧的空氣，該方案將該含臭 氧空氣傳輸?shù)轿挥诜磻?yīng)器下方微孔曝氣頭，并從微孔曝氣頭釋出，在這些含臭氧氣泡自下而 上的升騰過程中，其中所含的臭氧會與路程之中遇到的有機分子遭遇并發(fā)生氧化還原反應(yīng)， 這一氧化還原反應(yīng)當(dāng)然會消耗一部分臭氧，這是沒有疑問的，但是，上文已經(jīng)述及，如 CN102260003A所展示的方案，必然存在的無法忽視的諸多的因素限制了它的反應(yīng)器尺寸， 限制了它的實際處理容量，就如其具體實施例中清楚地表明的那樣，那只能是一個單罐單次 處理量只有40升左右的小反應(yīng)器，在這樣的小反應(yīng)器、小內(nèi)腔的情況下，因為總體尺寸本身 就很小，那么，其反應(yīng)器內(nèi)腔的縱向尺寸或者滿打滿算地視作盛液深度也只能是一個很小的 尺寸，這個尺寸如其具體實施方式之中所清楚地表明的，只有大約40厘米，滿打滿算盛液深 度也就只有40厘米，實際上盛液深度當(dāng)然要小于這個數(shù)，就以40厘米的盛液深度來分析，那 么，這個40厘米的盛液深度是個什么概念呢?那就是說，含臭氧空氣升騰通過廢水的路徑只 有短短的40厘米，這個路徑太短了，含臭氧空氣氣泡飛快地穿越僅僅只有40厘米深的水體， 與水體接觸時間太短了，氣泡中所含的臭氧，只能有很小的一部分被用于氧化降解有機物， 而大部分的臭氧實際上只是簡單地路過液體，從液面上逸出并經(jīng)尾氣排放口排空，簡單地說， 這些臭氧的氧化作用潛力大部分被浪費了，并且，逸出的、被浪費的臭氧實際上會造成不必 要的空氣污染;本案主要發(fā)明人曾以普通家用臭氧機經(jīng)由微孔曝氣頭向一米深的儲水池中打 入含臭氧空氣，在水深深度達一米的情況下，仍然能夠在水面附近明顯嗅到臭氧的氣味，可 見，那種40厘米深的盛液深度，顯然是不足以完全利用臭氧;可見，對于無極紫外光化學(xué)催 化廢水降解反應(yīng)器這種類型的設(shè)備來說，臭氧利用不完全的問題也需要關(guān)注，顯然，人們更 期待的是臭氧利用更完全、污染性尾氣排放更少的無極紫外廢水降解反應(yīng)器，此為問題之六。
問題之七：
廢水催化降解反應(yīng)器其運作，需要消耗能量，因此，操作人員一定會希望，當(dāng)廢水降解 反應(yīng)進行到終點時，能夠不偏不倚地、不過早也不過晚地即時地停止向反應(yīng)器內(nèi)部繼續(xù)注入 能量;停止注入能量的時刻倘若過早，則廢水降解不完全;而如果早已達到反應(yīng)終點，卻仍 然繼續(xù)地向反應(yīng)器內(nèi)部注入能量，那毫無疑問是在浪費寶貴的能源。作為本案技術(shù)背景的 CN102260003A方案其結(jié)構(gòu)不能對廢水降解反應(yīng)終點時刻給出任何的即時的信息，那么，就 只能靠經(jīng)驗來估計廢水降解反應(yīng)的終點;而靠經(jīng)驗來估計廢水降解反應(yīng)的終點，那顯然不能 令人滿意;那么，如何針對廢水降解反應(yīng)終點時刻作出既不提前也無延遲的即時的信息輸出， 并在恰到好處的時刻即時地關(guān)閉對反應(yīng)器的能量輸入，就是一個不可藐視的技術(shù)門檻，此為 問題之七。
問題之八：
接受微波光催化降解處理的所述工業(yè)廢水，其中難免夾雜一些緣自機械系統(tǒng)磨耗過程的 金屬微粒以及碳粒之類的物質(zhì)，即便數(shù)量微小，其存在幾乎難以避免，該公開號為 CN102260003A的中國專利申請案中的所述有機質(zhì)膜分離組件裝設(shè)于微波光催化反應(yīng)區(qū)，其 中的裝設(shè)在石英管與膜分離組件之間的用于阻隔紫外線的隔板當(dāng)然阻擋不了微波，如此，微 波的實際作用區(qū)域必然覆蓋該方案中所述有機質(zhì)膜分離組件所裝設(shè)區(qū)域，基于膜分離組件的 工作機制，如上所述的金屬微粒以及碳粒之類的微粒其在膜分離組件有機質(zhì)表層的積淀過程 難以避免，而此類所述金屬微粒以及碳粒之類的微粒，恰恰是微波能量的良好吸收介質(zhì)，吸 收了微波能量的積淀態(tài)的所述金屬微粒以及碳粒之類的微粒，自然會對其緊貼的有機質(zhì)膜分 離組件的表層產(chǎn)生基于熱透蝕機制的持續(xù)的洞穿破壞，如上所述，由于該CN102260003A 申請案其裝置的結(jié)構(gòu)決定了只能選用聚偏氟乙烯膜材，該聚偏氟乙烯膜材耐溫約140攝氏度， 比一般膜材耐溫確實高不少，然而，吸收了微波能量的積淀態(tài)的所述金屬微粒以及碳粒之類 的微粒其點狀洞穿式的熱透蝕作用十分容易突破該聚偏氟乙烯膜材的耐溫溫限，由于上述原 因，可想而知，該CN102260003A申請案其裝置中的PVDF膜材其實際使用壽命將大大低 于所期待的理想的使用壽命，該CN102260003A申請案其裝置的結(jié)構(gòu)，決定了在該結(jié)構(gòu)框 架下，上述點狀洞穿式的熱透蝕破壞問題無法回避;因此，如何繞開該點狀洞穿式的熱透蝕 破壞問題，亦需思量，此為問題之八。
問題之九：
該公開號為CN102260003A的中國專利申請案，其說明書公開文本正文第0008段文字 及權(quán)利要求第二項，對于其裝置所能適用的催化劑粒徑范圍，有一個限定，該粒徑范圍限定 為20納米至100微米。我們知道，在某些PH值預(yù)先調(diào)節(jié)不到位、PH值不恰當(dāng)?shù)那闆r下， 二氧化鈦微粒容易發(fā)生團聚，進而影響其有效工作界面面積，影響其光催化效能;尤其對于 該粒徑范圍之中的那些相對較小粒徑的區(qū)段，更是容易出現(xiàn)因PH值預(yù)調(diào)不到位、PH值不 恰當(dāng)而導(dǎo)致的團聚問題;對于這種催化劑微粒團聚的情況，是必須即時地采取有效措施，進 行針對團聚體的解聚運作;然而，我們在該CN102260003A方案之中，沒有看到任何的有 助于即時地化解這一問題的結(jié)構(gòu)或能夠即時地化解該問題的方案提示。對于如 CN102260003A方案那般因諸多因素限制而只能是小尺寸結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，尚可以人工直接提 起反應(yīng)器，進行傾倒并在反應(yīng)器外部檢視、處理上述團聚情況，那么，倘若有可能擴張其容 量，只是打個比方說，倘若是數(shù)個立方到數(shù)十個立方的大型反應(yīng)器或巨型反應(yīng)器，那顯然不 是手工傾倒其操作所能夠?qū)Ω兜膯栴}了，那么，對于這種催化劑微粒相互團聚的情況，如何 實現(xiàn)即時原位處置，就是一個技術(shù)問題，此為問題之九。
問題之十：
在該公開號為CN102260003A的中國專利申請案所表達的裝置結(jié)構(gòu)中，用于屏護無極紫 外燈的石英管，其外壁，指的是石英管的外壁，經(jīng)長時間的與被處理工業(yè)廢水的接觸，難免 逐漸積垢，垢積的物質(zhì)當(dāng)然主要是不易被光催化反應(yīng)所觸動的無機類雜質(zhì)，因該機制形成的 積垢現(xiàn)象，在設(shè)備長時間運行之后很容易被觀察到;附著于所述石英管外壁的垢積層，雖然 只是薄薄的一層，也足以對無極紫外燈的紫外光輻射造成顯著的阻擋，這將導(dǎo)致該微波光催 化反應(yīng)處理裝置的實際處理效力大幅減小;其反應(yīng)器內(nèi)漫布升騰的氣泡因過于分散，沖刷力 量較弱，倘若僅依靠該比較分散的氣泡來維持石英管表面的光潔，著實是勉為其難，換句話 說，該比較分散的氣泡，其較弱的沖刷力量尚不足以完全阻擋該石英管表面的積垢進程;在 實驗室尺度的使用過程中，上述積垢問題不易覺察，但是，在工業(yè)應(yīng)用尺度上，該積垢問題 毫無疑問將凸顯出來;因此，如何在不拆機的前提下，即時、有效地清除該石英管外壁上的 垢積層，維持該微波光催化處理裝置的持續(xù)的高效率，該問題亦不可忽視，此為問題之十。
問題之十一：
此問題為上文述及的問題之九其所衍生的問題。前面談到，在某些PH值預(yù)先調(diào)節(jié)不到 位、PH值不恰當(dāng)?shù)那闆r下，二氧化鈦微粒容易發(fā)生團聚，進而影響其有效工作界面面積， 影響其光催化效能;尤其對于該CN102260003A方案論及的其所適用催化劑粒徑范圍之中 的那些相對較小粒徑的區(qū)段，更是容易出現(xiàn)因PH值預(yù)調(diào)不到位、PH值不恰當(dāng)而導(dǎo)致的團 聚問題;對于這種催化劑微粒團聚的情況，是必須即時地采取有效措施，進行針對團聚體的 解聚運作;基于該CN102260003A方案其架構(gòu)，操作人員無法即時覺察反應(yīng)器內(nèi)部發(fā)生所 述團聚的情況，因而也無法作出即時的處置，由此，該受諸多因素限制而只能是小尺寸結(jié)構(gòu) 的反應(yīng)器其有限的效能會進一步降低;因此，在反應(yīng)器的應(yīng)用運作之中，特別是，比方說， 在可能的大型反應(yīng)器或巨型反應(yīng)器的應(yīng)用運作之中，如何即時地覺知反應(yīng)器內(nèi)部催化劑微粒 團聚的主要誘因參數(shù)，是一個關(guān)鍵問題，此為問題之十一。
問題之十二：
基于該CN102260003A方案其架構(gòu)，由于已經(jīng)述及的諸多因素的限制，其反應(yīng)器只能 是小尺寸的處理量比較小的反應(yīng)器，反應(yīng)器內(nèi)腔的可用尺寸當(dāng)然也比較小，反應(yīng)器內(nèi)腔其結(jié) 構(gòu)之中能夠用于安置簾式膜組件的空間高度大約也只是在30厘米左右，這樣一來，即便只 是采用很小幅面的簾式膜組件，也幾乎只能上下兩頭頂著塞在反應(yīng)器里面，由于反應(yīng)器的小 處理量、小尺寸，那么，在其降解反應(yīng)完成之后，在由內(nèi)向外排除液體的狀況下，其簾式膜 組件難免暴露在空氣中，雖然每次暴露的時間可以不長，但是，經(jīng)常倒騰的累加結(jié)果，就是 使得該簾式膜組件過多地與空氣接觸，簾式膜組件其正常使用要求，是要在完全浸沒狀態(tài)下 使用，也就是說，必須是濕態(tài)使用，倘若簾式膜組件過多地與空氣接觸，會使其比較快速地 老化、性能比較快速地衰減，而這種簾式膜組件過多地與空氣接觸的情況，在該 CN102260003A方案其架構(gòu)之下，無法避免;因此，如何保護用于攔截催化劑的膜組件，使 其能夠在正常工況下使用，使其能夠避免與空氣的過多的接觸，以維護其正常使用性能，確 保其正常使用壽命，就是一個需要正視的問題，此為問題之十二。
問題之十三：
基于該CN102260003A方案其架構(gòu)，其運作之中，被簾式膜組件攔截的催化劑顆粒， 一部分在簾式膜組件表面淀積，另一部分則滯留在液態(tài)物相之中，由此導(dǎo)致液態(tài)物相中催化 劑顆粒濃度隨著液相體積的逐步減小而逐步升高，這對后續(xù)的膜分離而言，其膜分離負荷也 會隨之逐漸升高，這種膜分離負荷前后差異過大的問題需要解決，此為問題之十三。
問題之十四：
基于該CN102260003A方案其架構(gòu)，其運作之中，向反應(yīng)器內(nèi)腔加注廢水的水泵，其 本身無法判別反應(yīng)器內(nèi)部水位高低，操作人員只能依靠經(jīng)驗或目測來及時關(guān)閉該加注廢水的 水泵電機，倘若經(jīng)驗失誤或目測響應(yīng)不夠及時，很容易出現(xiàn)因廢水加注過量而溢出反應(yīng)器的 情形，由此造成不必要的麻煩;另一方面，在降解反應(yīng)結(jié)束之后，需要由內(nèi)部經(jīng)由簾式膜組 件向外抽水，在未能知曉反應(yīng)器內(nèi)部水位的情況之下，完全就只能根據(jù)經(jīng)驗或目測來判定關(guān) 停水泵的時機，而這樣運作，明顯不可靠，極易因經(jīng)驗失誤或目測響應(yīng)不及時，導(dǎo)致該抽水 用水泵無法及時關(guān)機，而這種干抽、空轉(zhuǎn)很容易造成該抽水水泵電機燒毀，該問題不能被忽 視，此為問題之十四。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對上文述及的問題之一、二、三、四、五、六、七、 八、九、十、十一、十二、十三、十四，并兼顧微波輻照激勵與光化學(xué)催化降解的協(xié)同、耦 合作用，研發(fā)一種能夠一攬子地解決所述系列問題的新型的廢水微波光催化降解處理裝置。
本發(fā)明通過如下方案解決所述技術(shù)問題，該方案提供一種多級截留觸媒的大處理量光催 化廢水降解裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)包括反應(yīng)器，該反應(yīng)器是一個中空的容器，該反應(yīng)器其外形 輪廓呈立方體形、長方體形、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)腔的下部區(qū)域裝設(shè)有許多的微孔曝氣頭，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所述封堵蓋頭上 均開設(shè)有通氣接口，以及，無極紫外燈，該無極紫外燈呈棒狀、環(huán)狀、球狀、海星狀或海膽 狀，該無極紫外燈的數(shù)量至少在一個以上，該數(shù)量至少在一個以上的無極紫外燈均架設(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 頭上的通氣接口經(jīng)由通氣管道并透過反應(yīng)器的壁與所述空氣泵的出氣口聯(lián)接，所述石英管其 另一端封堵蓋頭上的通氣接口經(jīng)由另一條通氣管道與位于反應(yīng)器內(nèi)腔下部區(qū)域的微孔曝氣 頭聯(lián)接，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)管的另一端透過反應(yīng)器的壁朝向反應(yīng)器的內(nèi)腔，以及，水泵，該水泵位于反應(yīng)器的外部， 該水泵用于泵送待處理的廢水，該反應(yīng)器上方開設(shè)有尾氣排放口，重點是，該波導(dǎo)管的透過 反應(yīng)器的壁的那一端進一步延伸進入反應(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其結(jié)構(gòu)中遍布著許多的孔洞或 網(wǎng)眼，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一個金屬籠，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)腔的那個端口與該金屬籠的內(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，增壓泵，該增壓泵用 于增壓泵送混有大量催化劑微粒的降解之后的水，該增壓泵其進水口經(jīng)由通水管道并透過所 述反應(yīng)器的壁與所述反應(yīng)器的內(nèi)腔聯(lián)接，以及，反沖洗式前置預(yù)過濾器，該反沖洗式前置預(yù) 過濾器其進水口與所述增壓泵的出水口聯(lián)接，以及，反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器，所述 反沖洗式前置預(yù)過濾器其凈水出口經(jīng)由第一個凈水閥與該反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器 的進水口聯(lián)接，以及，反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器，所述反沖洗式中空纖維膜微濾過濾 器其凈水出口經(jīng)由第二個凈水閥與該反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器的進水口聯(lián)接，該反沖 洗式中空纖維膜超濾過濾器其凈水出口與第三個凈水閥的進口端聯(lián)接，該第三個凈水閥的出 水端是輸出終端凈水的出水端，以及，觸媒濃漿過渡罐，該觸媒濃漿過渡罐是一個中空的罐 體，該觸媒濃漿過渡罐用于暫時存放所述過濾器其反沖洗程序所排放的觸媒濃度比較高的水 體，該觸媒濃漿過渡罐其頂部位置裝設(shè)有水位浮球開關(guān)，該水位浮球開關(guān)其流體開關(guān)通道與 開設(shè)在該觸媒濃漿過渡罐頂部的通氣孔道聯(lián)接，位于該觸媒濃漿過渡罐其內(nèi)腔底部的觸媒濃 漿回流口經(jīng)由觸媒濃漿回流閥通往反應(yīng)器的內(nèi)腔，該觸媒濃漿回流閥是用于開關(guān)控制該觸媒 回流通道的閥體，所述用于泵送待處理的廢水的水泵其出水口通往該觸媒濃漿過渡罐的內(nèi) 腔，所述反沖洗式前置預(yù)過濾器其污水出口經(jīng)由第一個污水閥通往該觸媒濃漿過渡罐的內(nèi) 腔，所述反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器其污水出口經(jīng)由第二個污水閥通往該觸媒濃漿過渡 罐的內(nèi)腔，所述反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器其污水出口經(jīng)由第三個污水閥通往該觸媒濃 漿過渡罐的內(nèi)腔，各所述過濾器均用于截留催化劑微粒，各所述過濾器其污水出口均轉(zhuǎn)用為 受截留催化劑微粒的回收再用輸出口，以及，所述許多的微孔曝氣頭相互聚集形成團簇狀微 孔曝氣頭集群，該團簇狀微孔曝氣頭集群懸空地架設(shè)在所述反應(yīng)器內(nèi)腔的下部區(qū)域，該團簇 狀微孔曝氣頭集群其底側(cè)邊緣與所述反應(yīng)器內(nèi)腔底面的縱向距離介于10厘米與50厘米之 間，該團簇狀微孔曝氣頭集群其周遭邊緣與所述反應(yīng)器內(nèi)腔側(cè)壁的橫向距離介于20厘米與 300厘米之間，該團簇狀微孔曝氣頭集群其中心或重心位于所述石英管的正下方，以及，臭 氧傳感器，該臭氧傳感器其取樣管的取樣端口鄰近所述尾氣排放口或探入所述尾氣排放口的 內(nèi)部，以及，臭氧含量顯示器、臭氧警示器或臭氧含量顯示器與臭氧警示器的復(fù)合機構(gòu)，該 臭氧傳感器經(jīng)由第一條電纜與該臭氧含量顯示器、臭氧警示器或臭氧含量顯示器與臭氧警示 器的復(fù)合機構(gòu)聯(lián)接，以及，電源控制器，該臭氧傳感器其輸出電訊號經(jīng)由第二條電纜與該電 源控制器聯(lián)接，該電源控制器經(jīng)由第三條電纜與所述磁控管聯(lián)接，該電源控制器經(jīng)由第四條 電纜與所述空氣泵聯(lián)接，該電源控制器是能夠根據(jù)其所接收的所述電訊號進行電源開關(guān)動作 的電源控制器，以及，超聲波換能器，該反應(yīng)器內(nèi)腔底面由周邊向中心區(qū)域逐漸洼陷，所述 洼陷其坡度介于5度與35度之間，該超聲波換能器是貼附地裝設(shè)在該反應(yīng)器內(nèi)腔底面其洼 陷最深處所對應(yīng)的那部分反應(yīng)器底壁的外側(cè)面位置或內(nèi)側(cè)面位置，以及，高頻振蕩電訊號傳 輸電纜，該高頻振蕩電訊號傳輸電纜的一端與該超聲波換能器聯(lián)接，以及，高頻振蕩電訊號 發(fā)生器，所述高頻振蕩電訊號傳輸電纜的另一端經(jīng)由接續(xù)開關(guān)機構(gòu)與該高頻振蕩電訊號發(fā)生 器聯(lián)接，以及，第二個超聲波換能器，該第二個超聲波換能器其裝設(shè)位置是在所述觸媒濃漿 過渡罐的底部，該第二個超聲波換能器與第二條高頻振蕩電訊號傳輸電纜的一端聯(lián)接，該第 二條高頻振蕩電訊號傳輸電纜的另一端經(jīng)由另一個接續(xù)開關(guān)機構(gòu)與該高頻振蕩電訊號發(fā)生 器聯(lián)接，以及，pH探頭，以及，pH分析儀，該pH探頭與pH分析儀相互聯(lián)接，該pH分析儀 并且與警報器聯(lián)接，該警報器用于對pH值超限狀況發(fā)出警報，該pH探頭透過反應(yīng)器的頂部 伸入反應(yīng)器內(nèi)腔，以及，經(jīng)粉末燒結(jié)工藝制成的微孔不銹鋼套筒，該微孔不銹鋼套筒呈筆帽 狀，該微孔不銹鋼套筒位于反應(yīng)器內(nèi)腔，該微孔不銹鋼套筒其封閉端朝下，該微孔不銹鋼套 筒其開口端朝上，該微孔不銹鋼套筒其朝上的開口端經(jīng)由緩沖隔離墊與反應(yīng)器頂部聯(lián)接，該 pH探頭其伸入反應(yīng)器內(nèi)腔的那個部分探入該微孔不銹鋼套筒之內(nèi)，該緩沖隔離墊其材質(zhì)是氟 橡膠或硅橡膠，以及，兩對干簧式浮球液位控制器，該兩對干簧式浮球液位控制器均透過反 應(yīng)器的頂部伸入到反應(yīng)器的內(nèi)腔，其中的一對干簧式浮球液位控制器通過一個繼電器與所述 水泵的電源線纜聯(lián)接，其中的另一對干簧式浮球液位控制器通過另一個繼電器與所述增壓泵 的電源線纜聯(lián)接，所述污水閥以及所述凈水閥以及所述觸媒濃漿回流閥均是電磁閥。
該觸媒濃漿回流閥是用于開關(guān)控制該觸媒回流通道的閥體;市售的各種流體管道的開關(guān) 閥門，都可以適用于該結(jié)構(gòu)位置的需要，其具體選型可以根據(jù)需要決定。
所述水位浮球開關(guān)是純機械式的內(nèi)含流體通道的普通的水位浮球開關(guān);所述水位浮球開 關(guān)其本身的技術(shù)含義對于浮球閥制造行業(yè)的專業(yè)人員而言，是公知的;該水位浮球開關(guān)市場 有售。
所述干簧式浮球液位控制器，其本身的技術(shù)含義對于液位控制器制造行業(yè)的專業(yè)人員而 言是公知的;所述干簧式浮球液位控制器市場有售。
所述超聲波換能器及所述的第二個超聲波換能器，最好都選用較大功率的單個個體的超 聲波換能器，這樣方便電纜連線;但是，結(jié)構(gòu)中的兩個不同結(jié)構(gòu)位置的超聲波換能器，當(dāng)然 也可以分別用兩組個體功率稍低的較小型的超聲波換能器進行替換，這個替換與本案前述方 案表達沒有實質(zhì)區(qū)別。
所述繼電器市場有售。
所述接續(xù)開關(guān)機構(gòu)指的是能夠接通又能夠斷開高頻振蕩電訊號傳輸通路的機構(gòu)，例如可 以是插孔式的接續(xù)開關(guān)機構(gòu)，類似于音箱系統(tǒng)的音頻線路插孔機構(gòu)，可以通過拔出插頭的動 作，斷開所述傳輸通路;當(dāng)然，所述接續(xù)開關(guān)機構(gòu)也可以是一般的電鍵開關(guān)機構(gòu)，等等。
本案結(jié)構(gòu)中的高頻振蕩電訊號發(fā)生器同時與兩個不同結(jié)構(gòu)位置的超聲波換能器關(guān)聯(lián)，通 過所述接續(xù)開關(guān)機構(gòu)實現(xiàn)線路聯(lián)接或斷開動作及雙向的轉(zhuǎn)換。
本案所有流體通路上的閥體，都可以選擇使用電磁閥，選擇使用電磁閥的情況下，通過 將遠程的線纜集中安排到一個控制面板上，如此，可以方便地實現(xiàn)遠程集中控制。
所涉pH探頭市場有售;所述pH探頭亦稱pH傳感器;pH探頭或日pH傳感器其本身的技 術(shù)含義是公知的。
所涉pH分析儀市場有售;pH分析儀其本身的技術(shù)含義是公知的。本案pH分析儀一詞泛 指任何型號的能夠利用pH探頭探查、撿拾、顯示pH值信息，并能對外輸出pH相關(guān)電訊號 的儀表，市場上銷售的或簡易或復(fù)雜的但都符合這一基本要求的pH相關(guān)儀表其品種繁多， 可以根據(jù)需要選用。
所涉緩沖隔離墊其厚度不限;但是，有一個優(yōu)選范圍，該緩沖隔離墊其厚度的優(yōu)選范圍 在1毫米至8毫米之間。
所涉氟橡膠及所涉硅橡膠它們本身的技術(shù)含義是公知的;所涉氟橡膠及所涉硅橡膠，市 場均有售。
所涉微孔不銹鋼套筒其壁厚不限;但是，也有一個與之相關(guān)的優(yōu)選范圍，該微孔不銹鋼 套筒其壁厚的優(yōu)選范圍在3毫米至30毫米之間。
所涉粉末燒結(jié)一詞，其本身的技術(shù)含義對于冶金技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言，是公知的。
所涉微孔不銹鋼套筒，可以向相關(guān)粉末冶金專業(yè)廠家定制。
可以將粉末燒結(jié)工藝制成的套筒狀微孔不銹鋼過濾器轉(zhuǎn)用為本案所述的微孔不銹鋼套 筒;所述粉末燒結(jié)工藝制成的套筒狀微孔不銹鋼過濾器市場有售。
所涉微孔不銹鋼套筒其微孔的孔徑不限;但是，該微孔的孔徑也是有一個優(yōu)選范圍，該 微孔孔徑的優(yōu)選范圍在0.5微米至50微米之間。
該微孔不銹鋼套筒其朝上的開口端經(jīng)由緩沖隔離墊與所述容器頂部聯(lián)接，指的是，該聯(lián) 接是柔性的聯(lián)接，在該聯(lián)接之處，有所述緩沖隔離墊介于其間。
所述警報器是能夠根據(jù)其所接收到的電訊號發(fā)出聲頻警示訊息或光頻警示訊息的器件; 所述警報器其本身的技術(shù)含義是公知的;所述警報器市場有售。
超聲波換能器一詞其本身的技術(shù)含義對于超聲波技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言是公知的。
高頻振蕩電訊號傳輸電纜一詞其本身的技術(shù)含義對于超聲波技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言 亦是公知的。
超聲波換能器及高頻振蕩電訊號傳輸電纜市場均有售;所述超聲波換能器及高頻振蕩電 訊號傳輸電纜等也可向超聲波換能器專業(yè)廠家及電纜專業(yè)廠家定制。
高頻振蕩電訊號發(fā)生器一詞其本身的技術(shù)含義對于超聲波技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言亦 是公知的;各型高頻振蕩電訊號發(fā)生器均有市售;所述高頻振蕩電訊號發(fā)生器也可向超聲波 器材專業(yè)廠家定制。
所涉臭氧傳感器市場有售;也可根據(jù)需要向臭氧傳感器專業(yè)廠家定制。
所涉臭氧含量顯示器市場有售;也可根據(jù)需要向臭氧含量顯示器專業(yè)廠家定制;臭氧傳 感器廠家通常也銷售配套使用的臭氧含量顯示器。
所涉臭氧警示器，指的是以警示聲音或警示閃光或警示聲音與警示閃光相結(jié)合的兩者兼 而有之的用于警示的機構(gòu);臭氧警示器市場有售;也可向臭氧警示器專業(yè)廠家定制;臭氧傳 感器廠家通常也能夠銷售配套使用的臭氧警示器。
所涉該電源控制器是能夠根據(jù)其所接收的所述電訊號進行電源開關(guān)動作的電源控制器; 能夠根據(jù)其所接收的電訊號進行電源開關(guān)動作的電源控制器僅就其電路技術(shù)本身而言，是已 經(jīng)成熟的、公知的技術(shù);所述電源控制器市場有售;也可利用市售的電源控制器根據(jù)需要進 行改制;所述電源控制器也可向電源控制器專業(yè)制造商定制;電源控制器之類的電子器件其 專業(yè)制造商遍布全球。
所述金屬材質(zhì)一詞，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，其技術(shù)含義對于微波技術(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)器件的制作是簡單的。
所述石英管，其技術(shù)含義是公知的;所述石英管市場有售;所述石英管也可向?qū)I(yè)廠家 定制。
所述無極紫外燈，其技術(shù)含義對于光源技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言是公知的;所述無極紫 外燈市場有售;所述無極紫外燈其形狀、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)計需要，向電光源制造企業(yè)定制。當(dāng)然，也可以自行制作。無極紫外 燈的制作對于具備電光源專業(yè)知識的專業(yè)人員而言，其制作技術(shù)是簡單的。
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 氧化性條件，不銹鋼材質(zhì)是優(yōu)選材質(zhì);該不銹鋼材質(zhì)的金屬籠自身結(jié)構(gòu)中遍布的孔洞或網(wǎng)眼 其口徑的優(yōu)選范圍是介于0.5厘米與3.0厘米之間;然而，如果一定要選擇此范圍之外的口 徑值，也是本案所允許的。
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)器內(nèi)腔下部鼓泡而上的含臭氧空氣可以透過 金屬籠的眾多孔洞或網(wǎng)眼進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)域一并 參與微波激勵輔助促進下的光化學(xué)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、 自動地不斷進行著降解作用，直至整個反應(yīng)器內(nèi)部的全部廢水都達到降解指標(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一步優(yōu)選的數(shù)值范圍是介于10.0厘 米與20.0厘米之間。
本案裝置中，借助于金屬籠對微波輻照空域的隔離與限制作用，在金屬籠外壁與反應(yīng)器 內(nèi)壁之間的區(qū)域，形成了一個微波零輻照區(qū)域或微波弱輻照區(qū)域，由于微波基本上無法影響 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益耗散得以遏制，如此， 無論該區(qū)域體積怎樣擴大，都是允許的;基于此，本案裝置的結(jié)構(gòu)，允許大幅度地擴張所述 反應(yīng)器的單罐設(shè)計容量，允許大幅度地擴張反應(yīng)器的體積，當(dāng)然，是通過金屬籠來限制微波 輻照空域，并大幅擴張金屬籠與反應(yīng)器內(nèi)壁之間的空域的設(shè)計體積來實現(xiàn)的。其它因素，例 如，微波輻照功率、紫外光波長范圍、紫外光光強度的大小、光化學(xué)催化劑二氧化鈦納米粉 或所使用的各型改性催化劑納米粉其本身的粒徑、制備工藝、催化效能等等，也都會影響到 本案裝置的廢水處理能力，這些不是本案的重點。
在所述反應(yīng)器的底部可以開設(shè)排污口，該排污口可以用于排渣、清污，在該排污口位置 可以裝設(shè)排污閥，所述排污閥是用于排污控制的閥門。所述排污口以及排污閥不是必須的。
所述水泵以及增壓泵，均是用于輸送或清或濁的各類水的泵，當(dāng)然，其泵送壓力都可以 根據(jù)需要來進行任意的選擇，并且，各型泵市場均有售;本案采用不同名稱，只是為了方便 表述、方便區(qū)分各個不同結(jié)構(gòu)位置的泵。
所述凈水閥、污水閥、排污閥，都是水閥，各型水閥市場均有售;關(guān)于水閥，該詞其本 身的技術(shù)含義是公知的;本案采用不同的名稱，只是為了方便表述、方便區(qū)分各個不同結(jié)構(gòu) 位置的水閥。
所述反沖洗式前置預(yù)過濾器其濾孔孔徑的優(yōu)選范圍是介于5微米與300微米之間，當(dāng)然， 這個優(yōu)選范圍之外的其它前置預(yù)過濾孔徑選擇也是本案所允許的;所述反沖洗式中空纖維膜 微濾過濾器其濾孔孔徑的優(yōu)選范圍是介于25納米與1000納米之間，當(dāng)然，這個優(yōu)選范圍之 外的其它微濾孔徑選擇也是本案所允許的;所述反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器其濾孔孔徑 的優(yōu)選范圍是介于15納米與2納米之間，當(dāng)然，這個范圍之外的其它超濾孔徑選擇也是本 案所允許的。
所述反沖洗式前置預(yù)過濾器也稱反沖洗式前置過濾器或反沖洗式預(yù)過濾器，所述反沖洗 式前置預(yù)過濾器其本身的技術(shù)含義是公知的;所述反沖洗式前置預(yù)過濾器市場有售。
所述反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器是適于微濾的過濾器;所述微濾一詞其本身的技術(shù) 含義是公知的;所述反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器其本身的技術(shù)含義對于膜分離技術(shù)領(lǐng)域 的專業(yè)人員而言，是公知的;所述反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器市場有售。
所述反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器是適于超濾的過濾器;所述超濾一詞其本身的技術(shù) 含義是公知的;所述反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器其本身的技術(shù)含義對于膜分離技術(shù)領(lǐng)域 的專業(yè)人員而言，是公知的;所述反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器市場有售。
在超濾環(huán)節(jié)，該反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器可以是僅有一個反沖洗式中空纖維膜超 濾過濾器單體的形態(tài);當(dāng)然，該反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器也可以是由數(shù)量在一個以上 的反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器單體相互并聯(lián)聯(lián)接組成。
表達所涉并聯(lián)一詞，其本身所指代的技術(shù)含義是清楚的。
表達所涉單體一詞，指的是其本身功能及結(jié)構(gòu)完全的設(shè)備個體。
類似地，在微濾環(huán)節(jié)，該反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器可以是僅有一個反沖洗式中空 纖維膜微濾過濾器單體的形態(tài);當(dāng)然，該反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器也可以是由數(shù)量在 一個以上的反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器單體相互并聯(lián)聯(lián)接組成。
在所述反沖洗式中空纖維膜微濾過濾器其凈水出口與所述反沖洗式中空纖維膜超濾過 濾器的進水口的聯(lián)接管路上可以進一步裝設(shè)第二個增壓泵，該第二個增壓泵用于增補水壓以 滿足所述反沖洗式中空纖維膜超濾過濾器的進水壓力需求;該第二個增壓泵不是必須的。
本案裝置的結(jié)構(gòu)，還可以包括一些附件，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)件或吊掛構(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)進行懸空定位的固定架或吊架;所述附件又例如 裝設(shè)于反應(yīng)器廢水進水端的用于攔截雜質(zhì)的過濾器，等等。
本發(fā)明的優(yōu)點是，以金屬籠將無極紫外燈及其屏護用石英管籠罩其內(nèi)，金屬籠同時約束 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微波激勵輔助光 化學(xué)催化廢水降解區(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)器下方 鼓泡而上的空氣自由進、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益耗散;通過大幅擴張該微波零輻 照空域或微波弱輻照空域的設(shè)計體積，可以實現(xiàn)單罐反應(yīng)器體積的大幅擴張，允許反應(yīng)器單 罐廢水處理量大幅提升，而不用再擔(dān)心微波能量過多地耗散于無益的廢水水體溫升效應(yīng)。
基于本案結(jié)構(gòu)，裝置的設(shè)計容積即單罐廢水處理量可以擴張到數(shù)個立方至數(shù)十個立方; 甚至單罐數(shù)百個立方的容積，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。
本案在兼顧所述微波激勵輔助的前提下，達成了光催化廢水降解反應(yīng)器設(shè)計容量大幅擴 張的目標(biāo)。
本案裝置在其運行之中，所述團簇狀微孔曝氣頭集群其所釋放的高密度升騰氣泡流，在 向上升騰的同時，并且裹夾、攜帶、引導(dǎo)液流，形成一種類似于噴泉形態(tài)的運動，該種運動 中，源自所述團簇狀微孔曝氣頭集群的高密度氣泡流裹夾著液體向金屬籠所在區(qū)域噴涌而 上，進而比較集中地沖擊金屬籠內(nèi)、外鄰近位置，受所述高密度氣泡流裹夾、攜帶的液流在 沖擊、通過金屬籠內(nèi)、外鄰近位置之后，由頂部區(qū)域的液層向四周擴散，經(jīng)由周邊區(qū)域下沉， 到達反應(yīng)器內(nèi)腔底部區(qū)域，再經(jīng)所述團簇狀微孔曝氣頭集群其所釋放的高密度升騰氣泡流的 裹夾、攜帶，繼續(xù)其類似于噴泉形態(tài)的運動，如此循環(huán)不已;這種受引導(dǎo)的相對大尺度的液 體循環(huán)運動，有助于確保反應(yīng)器內(nèi)部液體降解反應(yīng)進程的均勻化，這對于大型無極紫外光催 化降解反應(yīng)器來說，是必須的。
本案結(jié)構(gòu)其紫外輻射源是依托微波激勵的無極紫外燈，此燈型的紫外輻射特點就是可以 做到大功率、高強度，然而紫外線在液態(tài)水體中的有效穿透深度只有20厘米左右，因此， 石英管周邊約20厘米距離之內(nèi)的區(qū)域是光化學(xué)催化氧化降解反應(yīng)的有效區(qū)域，這個區(qū)域同 時也是微波激勵促進與光化學(xué)催化氧化降解反應(yīng)耦合作用的有效率的區(qū)域;這個有效區(qū)域的 部分或全部被透水、透氣也透光的金屬籠所包覆;本案方法以位于金屬籠正下方的所述團簇 狀微孔曝氣頭集群，來集中地釋放高密度的升騰氣泡流，使其如噴泉般集中地朝向所述有效 區(qū)域釋放，此方法有助于提高所述有效區(qū)域的氧氣氣氛供給強度，有助于加速降解反應(yīng)進程。
基于本案結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器的容量或處理量可以大幅擴張，所述大幅擴張，是通過大幅擴張 微波零輻照區(qū)域或微波弱輻照區(qū)域的設(shè)計體積來實現(xiàn)的，那么，反應(yīng)器的橫向尺寸、縱向尺 寸當(dāng)然都是能夠大幅擴張，因此，反應(yīng)器內(nèi)部盛液深度也同樣地可以大幅地加深，例如，可 以加深到一米、兩米、三米、四米、五米、六米，甚至十米，等等，在盛液深度足夠深的情 況下，含臭氧空氣泡升騰路徑足夠長，含臭氧空氣泡與水體接觸的時間足夠長，其升騰過程 中就能夠與足夠多的還原性物質(zhì)際遇，并徹底或近乎徹底地耗盡氣泡中所含的臭氧，由此， 含臭氧空氣氣泡中臭氧成分氧化潛力利用不完全的問題能夠得到徹底解決，并且，由于長長 的升騰路徑導(dǎo)致臭氧耗盡，反應(yīng)器尾氣中就不會再夾帶有會造成環(huán)境污染的臭氧。
本案結(jié)構(gòu)是以外置的多級過濾器，達成對催化劑微粒的從團聚體大顆粒到十?dāng)?shù)納米的小 尺度的碰撞碎片的逐級攔截，近乎徹底地回收、回用光催化劑，近乎徹底地防范催化劑流失 而造成的二次污染;該逐級攔截方案并能夠保護次級過濾器使其過濾結(jié)構(gòu)通道免受大顆粒物 質(zhì)的硬性阻塞;其中第一級的預(yù)過濾孔徑在5微米與300微米之間，第二級的微濾其孔徑在 25納米與1000納米之間，第三級的超濾其孔徑介于15納米與2納米之間;這樣的攔截方案， 能夠充分?jǐn)r截納米級的光催化劑，它當(dāng)然能夠近乎徹底地攔截氣相二氧化鈦P25這種平均粒 徑為21納米的催化劑;前文述及，納米級的P25之類的氣相二氧化鈦催化劑，是能夠大量 購得的市售的催化劑，也是耐久性、穩(wěn)定性、紫外光波段光催化性能已知優(yōu)良的光催化劑， 當(dāng)然，它也是工業(yè)級應(yīng)用中事實上優(yōu)先考慮選用的光催化劑;本案催化劑攔截方案與催化劑 市場供應(yīng)的實際能力、實際品種相匹配、相融合。
并且，本案中，催化劑攔截機構(gòu)是外置機構(gòu)，基于該結(jié)構(gòu)，其濾芯不必浸泡于反應(yīng)器內(nèi) 部的強氧化、強紫外輻照的液體中，因此，可以完全不必考慮對紫外輻照、強氧化條件的耐 受力，這樣，在濾芯材質(zhì)的選用上就沒有了特種耐受力方面的限制，可以在更廣大的可選材 質(zhì)種類上進行選擇，而完全無須再局限于比較昂貴的PVDF之類的材質(zhì)。
所涉各級過濾器均有市售，市售的各級過濾器，其排污口就是反沖洗時排除污水的排放 口，本案使用這類反沖洗式裝備，是用來逐級攔截催化劑微粒，原本市售相關(guān)設(shè)備的排污口， 在本案中被轉(zhuǎn)用來作為受截留催化劑微粒的回收再用輸出口或回流再用輸出口。
上文已述及，基于本案結(jié)構(gòu)，反應(yīng)器的容量或處理量可以大幅擴張，所述大幅擴張，是 通過大幅擴張微波零輻照區(qū)域或微波弱輻照區(qū)域的設(shè)計體積來實現(xiàn)的，那么，從外觀上看， 反應(yīng)器的橫向尺寸、縱向尺寸當(dāng)然都是能夠大幅擴張，因此，反應(yīng)器內(nèi)部盛液深度也同樣地 可以大幅地加深，例如，可以加深到一米、兩米、三米、四米、五米、六米，甚至十米，等 等，在盛液深度足夠深的情況下，含臭氧空氣泡升騰路徑足夠長，含臭氧空氣泡與水體接觸 的時間足夠長，其升騰過程中就能夠與足夠多的還原性物質(zhì)際遇，并徹底或近乎徹底地耗盡 氣泡中所含的臭氧，由此，含臭氧空氣氣泡中臭氧成分氧化潛力利用不完全的問題能夠得到 徹底解決，并且，由于長長的升騰路徑導(dǎo)致臭氧耗盡，反應(yīng)器尾氣中就不會再夾帶有會造成 環(huán)境污染的臭氧;僅僅當(dāng)受處理水體中還原性物質(zhì)即有機污染物被降解殆盡之時，水體中已 經(jīng)再無可供臭氧氧化反應(yīng)的有機污染物，那些個多余的臭氧才有可能不再消耗并透過長長的 升騰路徑逸出液面;前面已經(jīng)談到，本案同時解決的若干問題之中的一個，便是強化反應(yīng)器 內(nèi)部液體的相對大尺度的循環(huán)，該強化了的大循環(huán)機制促成了反應(yīng)器內(nèi)部液體其所含有機污 染物降解反應(yīng)進程的均勻一致，由此，在本案結(jié)構(gòu)所允許的數(shù)個立方至數(shù)十個立方甚至數(shù)百 個立方體積的處理容量架構(gòu)下，當(dāng)反應(yīng)器內(nèi)部液面上方有臭氧逸出之時，即表明反應(yīng)器內(nèi)部 的降解反應(yīng)已達終點，并且是內(nèi)部液體整體均勻一致地達到降解反應(yīng)的終點，這一終點判定 因素是與本案結(jié)構(gòu)方案所能提供的條件相匹配的;本案在反應(yīng)器其尾氣排放口位置裝設(shè)臭氧 傳感器，在這個結(jié)構(gòu)位置檢測到臭氧，便意味著反應(yīng)器內(nèi)部降解反應(yīng)到達終點，臭氧傳感器 并且與臭氧警示器或臭氧含量顯示器或臭氧警示器與臭氧含量顯示器的復(fù)合機構(gòu)聯(lián)接，用于 向操作人員提供準(zhǔn)確的指示信息，本案并且將臭氧傳感器輸出的電訊號通過電纜傳送給電源 控制器，該電源控制器并通過電纜分別與磁控管及空氣泵聯(lián)接，電源控制器根據(jù)其所接收到 的所述電訊號進行電源開關(guān)動作，當(dāng)然，其運作方式是，在電源控制器接收到臭氧傳感器發(fā) 送的臭氧逸出的信號之時，自動關(guān)閉通向磁控管及空氣泵的電源;本案依此結(jié)構(gòu)方案，可及 時知曉反應(yīng)器內(nèi)部降解反應(yīng)進程的終點;并依此結(jié)構(gòu)方案，在反應(yīng)達到終點時，自動關(guān)閉磁 控管及空氣泵的電源，及時停止向反應(yīng)器內(nèi)部注入能量，如此可避免不必要的能源浪費;并 且，本案依此結(jié)構(gòu)，在降解反應(yīng)到達終點之時，能夠及時關(guān)閉所述磁控管及空氣泵的電源， 該電源關(guān)閉動作也同步、同一瞬間終止了臭氧的發(fā)生進程，由于臭氧發(fā)生進程被及時終止， 就不會有超過需要的大量臭氧從所述尾氣排放口釋出，從而避免了不必要的二次污染或日次 生污染;本案其架構(gòu)決定了它沒有富余的臭氧可供排放。
本案結(jié)構(gòu)之中，其反應(yīng)器內(nèi)部的微波輻照空域受到強制隔斷、限制，本案并且采用外置 級聯(lián)多級反沖洗過濾器結(jié)構(gòu)來精細地攔截催化劑微粒，其中的反沖洗式中空纖維微濾膜組件 及反沖洗式中空纖維超濾膜組件均外置并遠離反應(yīng)器內(nèi)核，微波完全不能照射到所述膜組 件，基于本案該結(jié)構(gòu)，完全繞開了所述點狀洞穿式的熱透蝕破壞問題，該問題由此得到良好 的解決。
本案反應(yīng)器內(nèi)腔底面由周邊向中心區(qū)域逐漸洼陷，所述洼陷其坡度介于5度與35度之 間，本案超聲波換能器是貼附地裝設(shè)在該反應(yīng)器內(nèi)腔底面其洼陷最深處所對應(yīng)的那部分反應(yīng) 器底壁的外側(cè)面位置或內(nèi)側(cè)面位置;上文述及，本案結(jié)構(gòu)并且利于推動反應(yīng)器內(nèi)部液體作相 對大尺度的循環(huán)運動，該液體循環(huán)運動的方式是周邊液體下沉，中間的液體上升，如此不斷 地循環(huán)往復(fù);上文述及，在某些PH值預(yù)先調(diào)節(jié)不到位、PH值不恰當(dāng)?shù)那闆r下，二氧化鈦微 粒容易發(fā)生團聚，進而影響其有效工作界面面積，影響其光催化效能;尤其對于該粒徑范圍 之中的那些相對較小粒徑的區(qū)段，更是容易出現(xiàn)因PH值預(yù)調(diào)不到位、PH值不恰當(dāng)而導(dǎo)致的 團聚問題;對于這種催化劑微粒團聚的情況，是必須即時地采取有效措施，進行針對團聚體 的解聚運作;在催化劑微粒發(fā)生嚴(yán)重團聚的情形下，其中的一些比較重的大團聚體由于重力 作用，傾向于逐漸向反應(yīng)器內(nèi)腔底部沉降，本案結(jié)構(gòu)中，反應(yīng)器內(nèi)腔底部呈洼陷結(jié)構(gòu)，并且， 本案結(jié)構(gòu)能夠推動反應(yīng)器內(nèi)部液體作所述相對大尺度的循環(huán)運動，該大循環(huán)運動的作用連同 無處不在的自然重力的作用，會將已沉降的大團聚體順著所述洼陷結(jié)構(gòu)的斜坡推掃到洼陷最 深處并使它們聚集在那里，本案結(jié)構(gòu)中超聲波換能器正是位于該洼陷最深處的結(jié)構(gòu)位置，該 洼陷最深處的區(qū)域，既是所述大團聚體最終聚集的區(qū)域，同時也是超聲波能夠最少衰減地、 最近距離地、最強烈地、最有效地針對大團聚體進行解聚運作區(qū)域;本案該結(jié)構(gòu)能夠允許以 最小的超聲能量損耗，實現(xiàn)最大化的超聲解聚效果;本案依此結(jié)構(gòu)，能夠匯聚團聚體沉降物， 并在團聚體沉降物最集中的區(qū)域，實施解聚運作;源自反應(yīng)器底部的超聲波當(dāng)然同時也能夠 輻射到反應(yīng)器內(nèi)部液體中的其它區(qū)域，對那些比較小的仍然處于懸浮狀態(tài)的團聚體發(fā)揮著解 聚作用;本案相關(guān)超聲輻射機構(gòu)，是能夠根據(jù)需要啟動或關(guān)閉的機構(gòu);本案由此實現(xiàn)了針對 該催化劑微粒團聚問題的即時原位處置。
結(jié)構(gòu)中用于屏護無極紫外燈的石英管，其外壁，指的是石英管的外壁，經(jīng)長時間的與被 處理工業(yè)廢水的接觸，難免逐漸積垢，垢積的物質(zhì)當(dāng)然主要是不易被光催化反應(yīng)所觸動的無 機類雜質(zhì)，因該機制形成的積垢現(xiàn)象，在設(shè)備長時間運行之后很容易被觀察到;附著于所述 石英管外壁的垢積層，雖然只是薄薄的一層，也足以對無極紫外燈的紫外光輻射造成顯著的 阻擋，這將導(dǎo)致該微波光催化反應(yīng)處理裝置的實際處理效力大幅減小;本案結(jié)構(gòu)中位于反應(yīng) 器底部的超聲波換能器，在不定期的針對偶發(fā)的催化劑微粒嚴(yán)重團聚情形所進行的解聚運作 之中，其所輻射的超聲波，當(dāng)然也會到達石英管所在結(jié)構(gòu)位置，該超聲波在進行原位解聚運 作的同時，也一并進行著針對石英管表面垢積物的超聲清潔除垢工作;并且，超聲波換能器 的裝設(shè)位置遠離石英管所在結(jié)構(gòu)位置，超聲輻射到達石英管位置時已經(jīng)有所衰減，因此，石 英管表面所受到的超聲波沖擊是低強度的超聲波沖擊，該低強度的超聲波沖擊既能溫和地除 垢，又能避免或大幅弱化超聲空化作用其所可能造成的石英管表面光潔度損失;基于本案該 結(jié)構(gòu)，能夠在不拆機的前提下，即時、有效地清除該石英管外壁上的垢積層，藉此維護該微 波光催化降解反應(yīng)器的持續(xù)的高效率。
廢水降解反應(yīng)器內(nèi)部水體的pH值，是影響觸媒分散穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素;本案結(jié)構(gòu)中裝 設(shè)的pH探頭及其關(guān)聯(lián)的pH值顯示儀表及相關(guān)聯(lián)的警報器等，能夠在pH值超出觸媒分散穩(wěn) 定范圍的情況下，主動發(fā)出警報，基于本案該結(jié)構(gòu)，相關(guān)操作人員能夠即時覺知反應(yīng)器內(nèi)部 觸媒團聚傾向，并作出即時處置。本案結(jié)構(gòu)中的所述微孔不銹鋼套筒及其裝設(shè)方式，是與本 案原理及本案結(jié)構(gòu)相匹配的不可或缺的重要構(gòu)件。
本案結(jié)構(gòu)中的膜組件，是始終處于完全浸沒使用的工況之中，其中的膜組件沒有機會接 觸空氣，一直保持濕態(tài)和完全浸沒的狀態(tài)，因此，不會再有那種背景技術(shù)中容易出現(xiàn)的膜組 件經(jīng)常暴露在空氣中的情況，本案結(jié)構(gòu)中的膜組件其使用工況更加符合膜組件其本身固有的 使用條件要求，更利于維護膜組件其正常使用性能，更利于確保膜組件其正常使用壽命。
本案結(jié)構(gòu)中設(shè)置觸媒濃漿過渡罐，用于暫時存放來自各個反沖洗式過濾器其反沖洗程序 沖刷而來的含觸媒濃度比較高的液體，從而避免將該觸媒濃度比較高的液體直接灌回反應(yīng) 器，如此，避免了反應(yīng)器內(nèi)部液體中觸媒濃度隨著凈水的提取進程而逐步升高的問題，這可 以給其后續(xù)的凈水提取減輕負擔(dān)，有了這么一個觸媒濃漿過渡罐結(jié)構(gòu)，就可以在凈水提取程 序完成之后，再將觸媒濃漿灌回反應(yīng)器之內(nèi);另外，用于輸送待處理的廢水的水泵，其水泵 出水口通往觸媒濃漿過渡罐的內(nèi)腔，那么，那些向最終目的地反應(yīng)器輸送的廢水，首先是要 流動經(jīng)過所述觸媒濃漿過渡罐所在結(jié)構(gòu)區(qū)段，這一結(jié)構(gòu)能夠利用所灌注的廢水來沖洗觸媒濃 漿過渡罐，將其中積淀的觸媒全部帶回反應(yīng)器之內(nèi);在觸媒濃漿過渡罐底部裝設(shè)的超聲波換 能器，能夠?qū)σ蚋邼舛榷鴪F聚、積淀的觸媒進行破團、解聚，接觸其淀積狀態(tài)，方便所述灌 注進入的廢水將這些觸媒完全帶回反應(yīng)器的內(nèi)腔;位于觸媒濃漿過渡罐頂部的水位浮球開 關(guān)，方便平衡內(nèi)外氣壓，并有助于防止所灌注進入的廢水溢出該觸媒濃漿過渡罐。
本案結(jié)構(gòu)中的一對透過繼電器與所述輸送廢水的水泵其電源線纜聯(lián)接的干簧式浮球液 位控制器，其存在，能夠自動避免過量加注廢水至反應(yīng)器內(nèi)腔，并由此避免廢水溢出反應(yīng)器; 另一對透過另一個繼電器與所述增壓泵其電源線纜聯(lián)接的干簧式浮球液位控制器，其存在， 能夠避免反應(yīng)器內(nèi)部的液體被過度提取導(dǎo)致該增壓泵空轉(zhuǎn)、干轉(zhuǎn)，如此可以避免增壓泵電機 燒毀。
本案結(jié)構(gòu)中，所述污水閥以及所述凈水閥以及所述觸媒濃漿回流閥均是電磁閥，可以將 這些電磁閥相關(guān)電纜集中安排至一個面板上，該結(jié)構(gòu)允許遠程集中控制各程序所對應(yīng)的閥體 開關(guān)動作。
簡言之，本案利用金屬籠比較嚴(yán)密地約束微波，達成了允許反應(yīng)器設(shè)計容量大幅擴張的 目標(biāo);同時，其方案還強化了反應(yīng)器內(nèi)部液體的相對大尺度的循環(huán)運動;該方案并以架設(shè)于 金屬籠正下方的所述團簇狀微孔曝氣頭集群其所釋放的高密度的氣泡流，實現(xiàn)針對重點降解 反應(yīng)區(qū)的供氧集中度的大幅提升;該方案并且達成了針對納米級催化劑微粒從其團聚體大顆 粒到十?dāng)?shù)納米的碰撞碎片的廣泛的、精細的攔截;基于該結(jié)構(gòu)方案，其濾芯材質(zhì)的選擇面也 因而得以擴大;其降解反應(yīng)終點信息能夠被及時知曉;其降解反應(yīng)終點之時能夠自動關(guān)閉對 反應(yīng)器的能量輸入;其降解反應(yīng)終點之時，也自動地及時終止臭氧的發(fā)生進程，避免了不必 要的二次污染;其結(jié)構(gòu)并能即時地原位處置偶發(fā)的催化劑微粒嚴(yán)重團聚情形，還同時捎帶地 以經(jīng)過遠程傳送適度弱化之后的低強度的溫和的超聲波清潔所述石英管表面，保持其優(yōu)良的 紫外光通透性能;其結(jié)構(gòu)還可主動偵測觸媒團聚傾向，并在相關(guān)參數(shù)超標(biāo)時發(fā)出警報;其結(jié) 構(gòu)并有利于膜組件在完全浸沒工況之中使用;其結(jié)構(gòu)而且通過觸媒濃漿過渡罐結(jié)構(gòu)實現(xiàn)觸媒 濃漿的恰當(dāng)過渡存放，克服了膜分離負荷前后差異過大的問題;其結(jié)構(gòu)并且能夠?qū)崿F(xiàn)了廢水 灌注水位的自動控制;其結(jié)構(gòu)并能在凈水提取至所限水位之時，自動地、及時地關(guān)閉所述增 壓泵的電源，利于增壓泵電機的保護。
本案一攬子地解決了所述系列問題。
