申請日2013.08.21
公開(公告)日2013.11.27
IPC分類號C02F1/32; C02F1/52; C02F1/48
摘要
本發(fā)明公開了一種磁助光催化污水處理裝置，包括電動機、反應(yīng)器、磁線圈、旋轉(zhuǎn)裝置、高梯度磁分離器和磁絮凝劑回流泵，在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)裝置和紫外燈組，旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)置有磁鐵條組和刮泥板。污水從反應(yīng)器進水管進入，磁性光催化劑在紫外光照射下，通過磁鐵條的攪拌和磁場作用與污水反應(yīng)，達到處理污水的效果。本發(fā)明使污水中的污染物通過磁場、光催化、絮凝等作用得到有效地去除;磁性光催化劑還能回收，有廣闊地市場應(yīng)用前景;本發(fā)明的污水處理裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少、運行成本低、處理效果好等特點。
權(quán)利要求書
1.一種磁助光催化污水處理裝置，其特征在于包括：電動機、反應(yīng)器、磁線圈、旋轉(zhuǎn)裝置、高梯度磁分離器和磁絮凝劑回流泵;
其中所述電動機設(shè)置于反應(yīng)器頂端中央;
所述反應(yīng)器的底部為錐形，在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)裝置和紫外燈組，旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)置有磁鐵條組和刮泥板，刮泥板位于反應(yīng)器的底部;紫外燈組固定在反應(yīng)器內(nèi);反應(yīng)器外的電動機與旋轉(zhuǎn)裝置連接，可帶動磁鐵條組和刮泥板旋轉(zhuǎn);在反應(yīng)器的上部設(shè)置有進水管和出水管，在反應(yīng)器的底部兩側(cè)設(shè)置有排泥管與反應(yīng)器外部的高梯度磁分離器相連;
所述磁線圈位于反應(yīng)器的底部外側(cè);
所述磁絮凝劑回流泵連接高梯度磁分離器，并通過輸藥管連接伸入反應(yīng)器頂部中央的分布器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁助光催化污水處理裝置，其特征在于：所述紫外燈組包括超過一根的紫外燈管;所述磁鐵條組包括超過一根的磁鐵條;所述紫外燈管和磁鐵條交錯均勻排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁助光催化污水處理裝置，其特征在于：所述反應(yīng)器在出水管的內(nèi)側(cè)設(shè)置有擋板。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁助光催化污水處理裝置，其特征在于：在所述出水管一側(cè)的擋板底部設(shè)置排空管。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的磁助光催化污水處理裝置，其特征在于：所述高梯度磁分離器連接有排泥口。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁助光催化污水處理裝置，其特征在于：在所述排空管、排泥管、排泥口和輸藥管設(shè)置有控制閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁助光催化污水處理裝置，其特征在于：所述電動機轉(zhuǎn)速為30～60rpm。
說明書
一種磁助光催化污水處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁助光催化污水的處理裝置。
背景技術(shù)
近年來隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和跨學(xué)科的綜合利用，通過光催化氧化技術(shù)降解水中的污染物(尤其是高濃度和低濃度的污染物)已成為一項新型的水處理技術(shù)。它可以單獨使用也可以與其它水處理技術(shù)聯(lián)合使用，其降解過程中能耗低、易于操作、無二次污染且成本低，它是一項極具發(fā)展前景的技術(shù)。光催化反應(yīng)器作為光催化反應(yīng)的主體設(shè)備決定了催化劑活性的發(fā)揮和對光的利用問題也將直接影響光催化反應(yīng)的效率。光催化反應(yīng)器的設(shè)計和研制是光催化技術(shù)走向?qū)嵱没年P(guān)鍵步驟。一個成功的光催化反應(yīng)器必然體現(xiàn)了催化劑活性和光源利用的最優(yōu)化組合。如何提高對光源的利用率及使催化劑活性得到最大發(fā)揮已成為反應(yīng)器研制和開發(fā)的中心也是光催化研究的重點之一。優(yōu)質(zhì)飲用水及其處理設(shè)備市場廣闊,這為新技術(shù)的發(fā)展提供了巨大空間。 我國研究人員根據(jù)各自不同的設(shè)計思想研制了眾多的光催化反應(yīng)器。
在污水處理凈化等工藝中，可以利用磁場對水，其他溶劑以及溶解氧的作用直接降解有機物。磁效應(yīng)可以促進氧氣在水中溶解，并可能在水中產(chǎn)生活性氧。這些活性氧集團具有較強的氧化性能，可以氧化水中的有機物，從而降低水體中的有機物的含量。而且，轉(zhuǎn)動的磁鐵條產(chǎn)生的磁場能夠起一定的攪拌作用，有機物顆粒能附著在磁絮凝劑上，從而使吸附在磁粉上的污染物質(zhì)發(fā)生磁聚絮凝并加速沉降。有機物所處的媒介—水溶劑在外界磁場作用下，理性性質(zhì)會發(fā)生一定變化，在液相化學(xué)反應(yīng)過程中，通過溶劑的靜電作用、籠效應(yīng)等對化學(xué)反應(yīng)過程產(chǎn)生影響，使有機物氧化降解的速率短時間迅速提高。尤其在光催化降解有機物的反應(yīng)中，由于光催化降解反應(yīng)時間較長，反應(yīng)速率較慢，使得降解效率較低。磁場能夠大幅度提高光催化降解污水的反應(yīng)速率，促進有機物的進一步降解。另外磁場的加入不但能夠取得良好的處理效果，并且在處理過程中減少了新的雜質(zhì)及某些有害物質(zhì)的引入。
公開的專利磁絮凝反應(yīng)器(CN 101423272A)以及短時絮凝-高速沉降污水處理裝置(CN 102126774A)，這類反應(yīng)器只是單獨具有絮凝沉降功能，而不具有光催化降解有機物的功能。公開的專利光磁處理污水裝置及方法(CN 101618918A),此裝置對紫外光的利用率低，而且占地面積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。在公開的專利一種光磁污水處理裝置(CN 102942283A),此裝置中的磁場分布不均，容易使磁性光催化劑在污水中不能均勻分布，所以此裝置有對紫外光利用率低、絮凝效果差、催化劑的消耗量大等缺陷。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有污水光催化處理裝置的不足，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、污水處理效果好、投資省、運行成本低的污水處理裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：一種磁助光催化污水處理裝置，包括：電動機、反應(yīng)器、磁線圈、旋轉(zhuǎn)裝置、高梯度磁分離器和磁絮凝劑回流泵;其中所述電動機設(shè)置于反應(yīng)器頂端中央;所述反應(yīng)器的底部為錐形，在反應(yīng)器內(nèi)部設(shè)置有旋轉(zhuǎn)裝置和紫外燈組，旋轉(zhuǎn)裝置上設(shè)置有磁鐵條組和刮泥板，刮泥板位于反應(yīng)器的底部;紫外燈組固定在反應(yīng)器內(nèi);反應(yīng)器外的電動機與旋轉(zhuǎn)裝置連接，可帶動磁鐵條組和刮泥板旋轉(zhuǎn);在反應(yīng)器的上部設(shè)置有進水管和出水管，在反應(yīng)器的底部兩側(cè)設(shè)置有排泥管與反應(yīng)器外部的高梯度磁分離器相連;所述磁線圈位于反應(yīng)器的底部外側(cè);所述磁絮凝劑回流泵連接高梯度磁分離器，并通過輸藥管連接伸入反應(yīng)器頂部中央的分布器。
所述紫外燈組包括超過一根的紫外燈管;所述磁鐵條組包括超過一根的磁鐵條;所述紫外燈管和磁鐵條交錯均勻排列。
所述反應(yīng)器在出水管的內(nèi)側(cè)設(shè)置有擋板。
在所述出水管一側(cè)的擋板底部設(shè)置排空管。
所述高梯度磁分離器連接有排泥口。
在所述排空管、排泥管、排泥口和輸藥管設(shè)置有控制閥。
所述電動機轉(zhuǎn)速為30～60rpm。
一方面通過旋轉(zhuǎn)磁場增加提升污水顆粒污染物在磁場中的絮凝沉降效果;另一方面，磁場的加入可以強化光催化反應(yīng)效果，提升污染物去除效果，同時可大幅縮短沉降時間，降低反應(yīng)裝置的水力停留時間，減少設(shè)備投資;第三，磁分離裝置可以實現(xiàn)磁性光催化劑的回收，降低裝置的運行成本。
本污水處理裝置在進行工作時，污水通過進水管進入反應(yīng)器，同時磁性光催化劑通過分布器加入反應(yīng)器，旋轉(zhuǎn)裝置上的磁鐵條在轉(zhuǎn)速30～60rpm的轉(zhuǎn)速下對加入磁性光催化劑的污水進行均勻攪拌，污水中的污染物質(zhì)在反應(yīng)器中的紫外燈管的照射下及磁鐵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的均勻磁場的共同作用下，發(fā)生光催化反應(yīng)和磁反應(yīng)，使污水中的污染物質(zhì)得以去除。同時磁性光催化劑還可以對污水中的懸浮固體物質(zhì)進行絮凝反應(yīng)。反應(yīng)10～30min后，關(guān)閉旋轉(zhuǎn)裝置和紫外燈光，開啟磁線圈，污水中的磁性光催化劑攜裹污染物質(zhì)形成污泥快速下沉，5～10min后打開排泥管上的閥門及開啟高梯度磁分離器，排出的污泥中磁性光催化劑被高梯度磁分離器回收，通過磁絮凝劑回流泵可回收用于反應(yīng)過程。
本發(fā)明的有益效果是：污水中的污染物通過磁場，光催化，絮凝等作用得到有效地去除。磁性光催化劑還能回收，有廣闊地市場應(yīng)用前景。該污水處理裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積少、運行成本低、處理效果好等特點。
