CN101508502B - 气液光催化氧化反应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气液光催化氧化反应装置，包括污水贮槽、污水输送泵、无泡供气装置、光催化氧化反应器和气源，其特征在于：所述无泡供气装置包括竖置的壳体，所述壳体设有与污水输送泵的输出口相连接的污水进口，所述壳体的上部设有气液输出口，所述壳体的内腔内设有由一组间隔布设的中空纤维膜丝组成的中空纤维膜束，所述壳体的内腔下侧设有用于安装固定中空纤维膜束下端头的支撑板，所述壳体的进气端的下部设有与气源的输出口相连接的进气口，所述气液输出口与光催化氧化反应器的进口相连接。该装置能够提高臭氧在液体中的利用率，进而保证了光催化反应能在充足的氧化气体存在的情况下进行，加快了光催化氧化反应速度，从而保证净化污水的效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种气液光催化氧化反应装置。
技术背景
水是人类社会得以存在和发展的重要资源。工业污水治理是人类社会当前广泛关注的一个水环境保护问题，随着人们对水的需求越来越多，污水处理后回用成为解决水资源短缺问题的有效途径，引起人们的广泛关注。更为严重的，当各种有机物随工业废水排放，由于这些有机物有毒、致癌，有的有挥发性，进入大气中，威胁着人类健康，而常规的物理、化学、生物方法难以满足净化处理在技术和经济上的要求，这类废水的处理技术成为研究的热点。目前对这类有机物污水采用的臭氧氧化处理方法，这是基于臭氧是一种优良的强氧化剂，氧化电位高，能够氧化许多有机物，容易与不饱和键反应，如烯烃、芳香族化合物、蛋白质、氨基酸、有机胺、木质素和腐殖质等。采用臭氧氧化处理有机废水具有反应速度快、无二次污染，但是单纯使用臭氧氧化法处理废水存在臭氧利用率低、氧化能力不足及臭氧含量低等问题。为此，发展了提高臭氧氧化效率的相关组合技术，其中臭氧/双氧水氧化法、臭氧/UV氧化法、臭氧/UV/双氧水氧化法等组合方式，还有如将臭氧与光催化相结合用于工业污水的处理，专利ZL 02274525.4，ZL200520119661.2和ZL200520068468.0公开了利用臭氧与光催化反应相结合的处理工业废水的装置，均包括了光反应器，臭氧发生器，气液混合泵等主要设备。利用臭氧与光催化的协同效应，提高了污水处理的效率，但是这些流程中采用气液混合泵实现臭氧与污水的混合，仍存在着系统操作压力高，或臭氧利用率低与传质效率低，或操作费用高等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种气液光催化氧化反应装置，该装置能够实现气液之间的良好混合溶解，以提高臭氧在液体中的浓度和利用率，进而保证了光催化反应能在充足的氧化气体存在的情况下进行，加快了光催化氧化反应速度，从而保证净化污水的效果。
本发明的技术方案是这样实现的：它包括污水贮槽、污水输送泵、无泡供气装置、光催化氧化反应器和气源，其特征在于：所述无泡供气装置包括竖置的壳体，所述壳体设有与污水输送泵的输出口相连接的污水进口，所述壳体的上部设有气液输出口，所述壳体的内腔内设有由一组间隔布设的中空纤维膜丝组成的中空纤维膜束，所述中空纤维膜束与壳体内壁之间、两相邻中空纤维膜丝之间均设有污水流动缝隙，所述壳体的内腔下侧设有用于安装固定中空纤维膜束下端头的支撑板，所述支撑板的周部与壳体的内壁密封连接，以防止污水经污水进口进入壳体的进气端内，所述壳体的进气端的下部设有与气源的输出口相连接的进气口，所述中空纤维膜丝其内腔分别与壳体的进气端相连通，所述气液输出口与光催化氧化反应器的进口相连接，所述光催化氧化反应器的上部设有出水口与排气口。
本发明的优点是设计合理，结构简单，能够提高气体在液体中的利用率，进而保证了光催化反应能在充足的氧化气体存在的情况下进行，加快了光催化氧化反应速度，从而保证净化污水的效果，具有较大的推广价值，其市场前景可观。
附图说明
图1为本发明具体实施例的构造示意图。
图2为图1中的A-A剖视图。
图3为图1中的B-B剖视图。
图4为图1中的局部放大示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步的阐述。
如图所示，该气液光催化氧化反应装置包括污水贮槽1、污水输送泵19、无泡供气装置7、光催化氧化反应器10和气源14，其特征在于：所述无泡供气装置包括竖置的壳体23，所述壳体设有与污水输送泵的输出口相连接的污水进口18，所述壳体的上部设有气液输出口6，所述壳体的内腔内设有由一组间隔布设的中空纤维膜丝24组成的中空纤维膜束12，所述中空纤维膜束与壳体内壁之间、两相邻中空纤维膜丝之间均设有污水流动缝隙，所述壳体的内腔下侧设有用于安装固定中空纤维膜束下端头的支撑板15，所述支撑板的周部与壳体的内壁密封连接，以防止污水经污水进口进入壳体的进气端16内，所述壳体的进气端的下部设有与气源的输出口相连接的进气口17，所述中空纤维膜丝其内腔分别与壳体的进气端相连通，所述气液输出口与光催化氧化反应器的进口11相连接，所述光催化氧化反应器的上部设有出水口9与排气口8。
上述的气源为臭氧发生器或装有臭氧的气体钢瓶。
上述的中空纤维膜束的上端设有安装固定中空纤维膜束上端头的固定板22，以利于将中空纤维膜丝固定成一体，所述支撑板和固定板由环氧树脂构成。
上述的中空纤维膜丝为疏水型及耐臭氧型的中空纤维膜丝。
上述的壳体的气液输出口经回流管5与水泵的进水口相连通，所述回流管上设有第一截止阀4。
上述的污水输送泵的输出口与壳体的进水口之间的连接管道上设有转子流量计3，所述转子流量计与污水输送泵的输出口之间的连接管道上设有第二截止阀21及第一压力检测设备2。
上述的污水贮槽与污水输送泵之间的连接管道上设有第三截止阀20。
上述的气源的输出口与壳体的进气口之间的连接管道上设有第二压力检测设备13。
上述的中空纤维膜丝其上端密封。
本发明的工作原理是这样实现的：污水在污水输送泵的作用下，经转子流量计计量后经设于无泡供气装置壳体上的污水进口进入无泡供气装置壳体内腔中，同时臭氧经设于无泡供气装置壳体的进气端的进气口进入壳体的进气端，并经壳体的进气端进入中空纤维膜丝的内腔中。臭氧从中空纤维膜丝微孔表面以肉眼难以觉察的气泡形式溶解入待处理的污水中，进行高效混合。混合后从气液输出口流出，再流入光催化氧化反应器中，在光作用下，污水与反应器内的光催化剂颗粒填料混合，污水中有机污染物被氧化分解，污水得到净化，并从气液光催化氧化反应器的出水口流出，实现污水光催化氧化连续化处理过程。
Claims (9)
1.一种气液光催化氧化反应装置，包括污水贮槽、污水输送泵、无泡供气装置、光催化氧化反应器和气源，其特征在于：所述无泡供气装置包括竖置的壳体，所述壳体设有与污水输送泵的输出口相连接的污水进口，所述壳体的上部设有气液输出口，所述壳体的内腔内设有由一组间隔布设的中空纤维膜丝组成的中空纤维膜束，所述中空纤维膜束与壳体内壁之间、两相邻中空纤维膜丝之间均设有污水流动缝隙，所述壳体的内腔下侧设有用于安装固定中空纤维膜束下端头的支撑板，所述支撑板的周部与壳体的内壁密封连接，以防止污水经污水进口进入壳体的进气端内，所述壳体的进气端的下部设有与气源的输出口相连接的进气口，所述中空纤维膜丝其内腔分别与壳体的进气端相连通，所述气液输出口与光催化氧化反应器的进口相连接，所述光催化氧化反应器的上部设有出水口与排气口；所述中空纤维膜丝其上端密封。
2.根据权利要求1所述的气液光催化氧化反应装置，其特征在于：所述气源为装有臭氧的气体钢瓶。
3.根据权利要求1所述的气液光催化氧化反应装置，其特征在于：所述气源为臭氧发生器。
4.根据权利要求1所述的气液光催化氧化反应装置，其特征在于：所述中空纤维膜束的上端设有安装固定中空纤维膜束上端头的固定板，以利于将中空纤维膜丝固定成一体，所述支撑板和固定板由环氧树脂构成。
5.根据权利要求2或3所述的气液光催化氧化反应装置，其特征在于：所述中空纤维膜丝为疏水型及耐臭氧型的中空纤维膜丝。
6.根据权利要求1或2或3所述的气液光催化氧化反应装置，其特征在于：所述壳体的气液输出口经回流管与水泵的进水口相连通，所述回流管上设有第一截止阀。
7.根据权利要求1或2或3所述的气液光催化氧化反应装置，其特征在于：所述污水输送泵的输出口与壳体的进水口之间的连接管道上设有转子流量计，所述转子流量计与污水输送泵的输出口之间的连接管道上设有第二截止阀及第一压力检测设备。
8.根据权利要求1或2或3所述的气液光催化氧化反应装置，其特征在于：所述污水贮槽与污水输送泵之间的连接管道上设有第三截止阀。
9.根据权利要求1或2或3所述的气液光催化氧化反应装置，其特征在于：所述气源的输出口与壳体的进气口之间的连接管道上设有第二压力检测设备。
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