CN103145279A - 催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，属于废水处理技术领域。现有的针对含有机污染物工业废水的微波光催化降解技术中，存在催化剂拦截环节偏弱、反应器单罐废水处理量偏小以及内部液体大循环强度不足等问题，本案旨在兼顾所述耦合作用的前提下一揽子地解决上述问题。本案在反应器内部的内设无极紫外灯的石英管的外围邻近处架设金属笼，将微波约束在一个有限的空域内，基于此，可以大幅扩张无微波辐照空域的设计体积，由此达成单罐处理量的大幅提升；金属笼的正下方并且架设用于强化液体循环的喇叭筒状构件；本案并以外置的级联的三级反冲洗式过滤器达成针对催化剂微粒的精细拦截；并且其滤芯选材不再受限。

Description

催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置

技术领域

本发明涉及一种催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，属于C02F废水处理技术领域。

背景技术

微波光催化降解处理技术，作为一种有效的针对含有机污染物工业废水的无害化处理技术，近年来颇受关注。

关于微波光催化降解技术，作为一例，可以参见公开号为CN102260003A的中国专利申请案。

该公开号为CN102260003A的中国专利申请案，是以微波作为激发源，激发无极紫外灯发射紫外线，于液体内部照射掺有光催化剂二氧化钛微粒的悬浊液，该无极紫外灯被石英管所笼罩保护着，有空气泵向该石英管内腔持续注入空气，由石英腔溢出的空气经由管道与位于反应器底部的微孔曝气头联通，该反应器内部的下方区域为曝气区，该反应器内部的上方区域是微波光催化反应区，该方案还以反应器内置的膜分离组件，来提析净化后的水，并以该膜分离组件实现光催化剂二氧化钛微粒的截留再用；该方案还在无极紫外光源与膜分离组件之间架设隔板，用于防止紫外线对有机质的膜分离组件的辐射损伤；通入反应器内部的空气，部分直接参与依托光催化剂二氧化钛的光催化降解反应，还有一部分空气，在紫外光的直接照射下，生成一定量的臭氧，该生成的臭氧当然也发挥着针对有机污染物的直接的氧化降解作用。

该公开号为CN102260003A的中国专利申请案毫无疑问为微波光催化废水降解技术的进步起到了不可忽视的推动作用，其研发人员在该领域所展开的工作令人敬佩。

基于由衷的敬佩之意，以及，共同的努力方向，我们下面要谈的是问题。

问题之一：

该公开号为CN102260003A的中国专利申请案，其用于拦截催化剂二氧化钛微粒的膜分离组件是安置于反应器内腔，浸没在处理对象液体之中，并且依靠升腾的含臭氧气泡来冲刷膜分离组件，藉此除去其表面所吸附、滞留的催化剂微粒，达成催化剂微粒的回收、再利用目的，同时，膜分离组件也是依靠这个方式自洁并保持其分离能力，那么，基于该结构，只能选用商业用帘式中空纤维膜组件或平板膜组件，并且，该膜分离组件是需要浸泡在有臭氧气泡升腾的强氧化性的周遭环境中，因此，对膜分离组件的氧化耐受力必然有要求，普通材质的有机膜分离组件不能耐受这样的使用环境，故只能选用PVDF材质的膜分离组件，这一点已在该案公开文本第0009段文字以及权项3中清楚地表明；该种需要特殊的氧化耐受力的滤膜其材质成本较高，其市售价格当然也高于无氧化耐受力要求的普通有机微滤膜组件；换句话说，该案的结构方式，导致膜分离组件的材质被局限于较昂贵的PVDF材质。再有，装置内可能的紫外光泄露，可能触及有机膜组件，这也要求装置内的有机膜组件材质能够抵抗紫外光辐照，从这一点看，基于该装置的结构方案，有机膜分离组件的材质也只能被局限在较昂贵的PVDF材质。

有机膜组件相较于陶制过滤组件，有其显而易见的优势；关于这一点，对于过滤技术专业的人士来说，是公知的，在这里不展开赘述。

那么，在使用有机材质膜组件的前提之下，能否撇开这种PVDF滤膜材质局限呢？这是一个需要解决的问题，此为问题之一。

问题之二：

鉴于所述升腾气泡的冲刷力、清洁能力比较弱，因此，与该清洁方式配合使用的膜分离组件其孔径只能选用比较大的微滤级别的滤孔孔径，该微滤级别的滤孔孔径为0.1-0.2微米，关于这一点，同样在该案公开文本第0009段文字以及权项3中有清楚的限定，该种滤孔孔径限定，从该案这样的膜分离组件的选型、内置且浸泡使用方式、升腾气泡自洁方法来看，是必然的，只能限定其滤孔孔径在微滤级别。换句话说，这种以升腾气泡冲刷的方式其冲刷力、清洁力太弱，以至于根本无法应对更小孔径的滤膜，所以说，在该案装置中，滤膜孔径限定在0.1微米-0.2微米之间，是没有商量余地的必然选择。

所谓0.1-0.2微米的滤孔孔径，如果换一个计量单位，对应的就是100-200纳米的滤孔孔径；那是什么概念呢？以其下限的100纳米滤孔孔径来说，它所能拦截的催化剂微粒其尺寸必须是在100纳米以上，而小于100纳米的催化剂微粒是无法被拦截的；换句话说，小于100纳米的催化剂微粒将直接穿透、通过膜组件的滤孔，混入降解反应器所输出的所谓的净水之中。

现在需要来谈谈紫外光催化降解反应所涉光催化剂的粒径以及光催化剂剂型选择。

从事光催化降解研究的专业人士都知道，以紫外光激励的光化学降解反应，其催化剂多选用二氧化钛微粒催化剂；目前，在实验室水平上已经研发出品种繁多的基于二氧化钛光催化特性的光降解用微粒催化剂，当然，这些不同制备方式形成的光降解用催化剂，其粒径也是多样的；不同制备方法制成的光催化剂其粒径小至20纳米，大至100000纳米也即100微米，都有，其中不乏性能优异的光催化剂品种；但是，由于性能长期稳定性评价、制备成本以及市场拓展等等方面因素的制约，绝大多数的所述光催化剂其供应能力仅局限于实验室水平，而没有能够形成大规模市售的生产水平；目前周知的能够大量购买到的市售的能够实际大量使用的用于紫外光波段的光催化剂是著名的气相二氧化钛P25；气相二氧化钛P25其具体技术含义，业内人士都知道，在这里不展开赘述；气相二氧化钛P25的平均粒径是21纳米；气相二氧化钛P25性能不算最优，但是，其性能稳定，关键是可以在市场上大量购买得到，并可以在工业规模上大量使用，因此，光催化专业实验室里也常常用P25催化剂来作为衡量各种自制光催化剂催化性能的参照指针或对比指针，事实上，鉴于紫外光催化降解反应的特点，分散度越高的光催化剂，越是适合该型反应的需要，也就是说，平均粒径在21纳米左右的光催化剂其所能够提供的触媒界面面积、抗沉降能力、催化性能长期稳定性等等方面，综合而言，是最理想的。简单地讲，目前，价廉物美，能够实际大量购买、使用的现成的市售的商品级的紫外光波段的光催化剂，就是平均粒径为21纳米的气相二氧化钛P25催化剂；在工业规模的应用层面，这种平均粒径为21纳米的光催化剂是事实上的首选。

上文已述及，该公开号为CN102260003A的中国专利申请案，其用于拦截光催化剂的膜组件，是以升腾气泡的冲刷来剥离膜组件表面所吸附、沉积的催化剂微粒，然而，该种以升腾气泡冲刷的方式其冲刷力、清洁力太弱，以至于根本无法应对更小孔径的滤膜，因此，在该案装置中，滤膜孔径被限定在0.1微米-0.2微米之间微滤滤孔级别，换个计量单位来说，在该案装置中，滤膜孔径被限定在100纳米-200纳米之间的微滤滤孔级别，这是没有商量余地的必然选择；该案无可选择的100纳米-200纳米之间的微滤滤孔当然无法拦截如上所述的平均粒径为21纳米的气相二氧化钛P25颗粒；那么，如果使用P25光催化剂，该催化剂将完全无法拦截，并流入所谓的净水中，形成二次污染，当然也造成催化剂的严重损失和无法再用；即便是使用其它品种的为此而特制的大粒径的二氧化钛光催化剂，其使用过程中因相互碰撞或与器壁碰撞，必然也会产生大量小粒径碎片，其中粒径小于100纳米的碎片，同样不能被100纳米-200纳米之间的微滤滤孔所拦截，这些小碎片也会透过其膜组件进入所谓的净水之中，形成二次污染。

可见，该公开号为CN102260003A的中国专利申请案，其针对光催化剂微粒的拦截结构方案以及相关膜组件的清洁方案都不理想。

因此，如何在兼收并蓄该案优点的前提之下，达成针对光催化剂微粒的精细的拦截和回收再用，是一个很值得深思的重要课题，此为问题之二。

问题之三：

我们知道，液态水体其本身也能够吸收微波的能量，并导致被处理的液态水体其本身的温升效应，而这种伴随废水处理过程而出现的温升效应，却不是我们所期待的情形，换句话说，来自磁控管的微波能量没有完全被用于激发无极紫外灯，而有相当一部分本应只用于激发无极紫外灯的微波能量被耗散于所述的温升效应，该种不受待见的温升效应造成了不必要的微波能量浪费，鉴于上述公开号为CN102260003A的中国专利申请案所展示的装置结构方案，其合理的途径，只能是通过减少微波光催化反应器的体积或者说减少单罐处理容量来来达成弱化微波多余耗散的目的，关于这一点，在该CN102260003A申请案其具体实施方式中清晰表达了关于该装置结构整体的适宜尺寸，其所表达的优选尺寸对应的就是一个外形很小的装置，那么，如此一来，反应器内壁与微波辐射源的距离小了，与微波接触的废水量小了，废水所吸收的微波能量相对也小了，与之相对应地，单罐的废水处理量因此也小了，更具体地说，其实施例中所表达的装置适宜尺寸所对应的内部容积是40升，也即单罐废水处理量是40升，即0.04立方，换句话说，其一次全套、全程操作只解决了0.04立方的工业废水，那么，就需要进行很多次的由首至尾的全套操作的重复，其处理量的累加才具有工业规模的意义，打个比方说，只是个大致的比方，该案其优选结构尺寸大致对应的单罐0.04立方这样的废水处理量，需要重复1000次的由首至尾的全套、全程操作，其累加量，才能达到40立方这样一个具有工业水平的的废水处理量，如此过度繁琐的重复操作将导致人力、物力的严重浪费，可见，该种由CN102260003A所展示的方案其实际的废水降解处理效率可能不能尽如人意。因此，如何在不造成更多微波能量浪费或减少微波能量浪费的前提下，增加单罐废水处理量，减少该间歇式废水处理装置的不必要的太多的由首至尾的重复操作次数，提高其废水处理效率，是一个有意义的值得关注的技术问题。

另一方面，据文献报道，某些体系，在微波直接辐照废水液体的情况下，光化学催化降解效率确有提高，也就是说，在某些体系中，微波直接辐照废水液体与光化学催化降解之间，存在一定的耦合作用。

因此，如何在兼顾所述耦合作用的前提下，提高废水降解装置的处理效率，值得探讨，此为问题之三。

问题之四：

该种由CN102260003A所展示的方案，其反应罐内部漫布升腾的气泡，对于推动反应罐内部液体的相对大尺度的循环运动，贡献稍显不足；当然，该不足之处，对于CN102260003A方案如其具体实施方式中清晰表达的事实上对应的小尺寸、小容量装置来说，几乎没有什么可观测的影响。从工业规模的应用需求来看，小尺寸的不能扩张处理量的装置当然没有多大的吸引力；那么，作为一种可能性，倘若有某种方式能够实现处理量的大幅扩张，此情形下，反应罐内部液体的相对大尺度的循环运动其重要性就会自然地凸显出来；设想一下这种处理量大幅扩张的可能性，那么，如何强化反应罐内部液体的相对大尺度的循环运动，当然就是个问题，此为问题之四。

问题之五：

对于紫外光波段的光化学催化氧化反应来说，有以下这么几个要素会影响到该种氧化反应的效率，其一是紫外光波长、强度，其二是光催化剂的粒径、单位体积反应液中光催化剂的使用量、光催化剂其自身的催化性能等等，其三是被氧化对象即水体中有机物的浓度、有机物分子结构其自身所决定的氧化难易程度等等，其四是氧气气氛的充足程度，在其它条件相同的情况下，氧气气氛的充足程度，就会成为影响光化学催化氧化降解能力的一个举足轻重的要素。

如CN102260003A所展示的方案，其安置于反应器内腔下部的众多微孔曝气头漫布在底部，并借由其所称的布水板，使得这种微孔曝气头漫布安排的效果变得更甚，当然，这对于使用相对容易沉降的大颗粒的微米级的光催化剂的情形而言，的确存在其有利的一面，但是，从另一面来看，这种微孔曝气头漫布安排的方式，氧气气氛的供给过于分散，而实际上最需要强化供氧的区域的是光化学催化氧化的最有效区域，由于短波紫外线在液态水体中的有效穿透深度只有20厘米左右，因此，最需要强化供氧以促进光化学催化氧化进程的有效区域实际上就是在石英管周边约20厘米距离之内的区域，换句话说，石英管周边约20厘米距离之内的区域是真正需要强化氧气气氛供给保障的区域，这个区域氧气气氛供给越强，氧化反应也就进行得越快；尤其特别地，以微波激励方式来产生无极紫外发射，其特点就是可以做到大功率、高强度，这是无极紫外灯这种灯型的强项，然而，正因为其紫外辐射的高功率、高强度，就更需要以强大的氧气气氛供给能力进行匹配，否则的话，那个强大的紫外辐射能力就真的是大部分被浪费了。上文已经述及，如CN102260003A所展示的方案，诸多因素限制了它的反应器尺寸，限制了它的实际处理容量，就如其具体实施例中清楚地表明的那样，那只能是一个单罐单次处理量只有40升左右的小反应器，在这样的小反应器、小内腔的情况下，因为尺寸本身就很小，那么，它在光化学催化氧化有效区域供氧集中度方面的欠缺，就不会那么明显，甚至可以忽略不计，更甚至完全可以看做是一个根本不存在的问题，面对那样的小尺寸的小反应器，关于供氧集中度方面的欠缺问题，根本就不可能浮上脑际；但是，设想一下，倘若能够克服所述诸多限制因素，倘若能够有办法实际构建一个大型、大处理量的反应器，那么上述石英管周边20厘米距离之内有效区域供氧强化问题就会凸现出来，尤其对于使用无极紫外灯作为紫外辐射源的情况，上述石英管周边20厘米距离之内有效区域供氧强化问题更加不容藐视，因此，如何在可能的大型无极紫外光催化氧化降解反应器的构建之中，增强所述有效区域的供氧集中度、提高废水降解设备的效能，就是个需要盯住的问题，此为问题之五。

问题之六：

该CN102260003A方案将空气泵入内含无极紫外灯的石英管之内，达成无极紫外灯的通风降温、冷却的目的，而那些流动经过石英管的空气，因受紫外线的照射，有一部分空气会转变为臭氧，因此，从石英管中流出的空气当然就是含有一些臭氧的空气，该方案将该含臭氧空气传输到位于反应器下方微孔曝气头，并从微孔曝气头释出，在这些含臭氧气泡自下而上的升腾过程中，其中所含的臭氧会与路程之中遇到的有机分子遭遇并发生氧化还原反应，这一氧化还原反应当然会消耗一部分臭氧，这是没有疑问的，但是，上文已经述及，如CN102260003A所展示的方案，必然存在的无法忽视的诸多的因素限制了它的反应器尺寸，限制了它的实际处理容量，就如其具体实施例中清楚地表明的那样，那只能是一个单罐单次处理量只有40升左右的小反应器，在这样的小反应器、小内腔的情况下，因为总体尺寸本身就很小，那么，其反应器内腔的纵向尺寸或者满打满算地视作盛液深度也只能是一个很小的尺寸，这个尺寸如其具体实施方式之中所清楚地表明的，只有大约40厘米，满打满算盛液深度也就只有40厘米，实际上盛液深度当然要小于这个数，就以40厘米的盛液深度来分析，那么，这个40厘米的盛液深度是个什么概念呢？那就是说，含臭氧空气升腾通过废水的路径只有短短的40厘米，这个路径太短了，含臭氧空气气泡飞快地穿越仅仅只有40厘米深的水体，与水体接触时间太短了，气泡中所含的臭氧，只能有很小的一部分被用于氧化降解有机物，而大部分的臭氧实际上只是简单地路过液体，从液面上逸出并经尾气排放口排空，简单地说，这些臭氧的氧化作用潜力大部分被浪费了，并且，逸出的、被浪费的臭氧实际上会造成不必要的空气污染；本案主要发明人曾以普通家用臭氧机经由微孔曝气头向一米深的储水池中打入含臭氧空气，在水深深度达一米的情况下，仍然能够在水面附近明显嗅到臭氧的气味，可见，那种40厘米深的盛液深度，显然是不足以完全利用臭氧；可见，对于无极紫外光化学催化废水降解反应器这种类型的设备来说，臭氧利用不完全的问题也需要关注，显然，人们更期待的是臭氧利用更完全、污染性尾气排放更少的无极紫外废水降解反应器，此为问题之六。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上文述及的问题之一、二、三、四、五、六，并兼顾微波辐照激励与光化学催化降解的协同、耦合作用，研发一种能够一揽子地解决所述系列问题的新型的废水微波光催化降解处理装置。

本发明通过如下方案解决所述技术问题，该方案提供一种催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，该装置的结构包括反应器，该反应器是一个中空的容器，该反应器其外形轮廓呈立方体形、长方体形、圆柱体形、椭圆柱体形、多棱柱体形、球体形或椭球体形，在该反应器内腔的底部位置装设有许多的微孔曝气头，以及，石英管，该石英管架设在所述反应器的内腔位置，该石英管的两端装设有封堵盖头，分别位于石英管两端的两个所述封堵盖头上均开设有通气接口，以及，无极紫外灯，该无极紫外灯呈棒状、环状、球状、海星状或海胆状，该无极紫外灯的数量至少在一个以上，该数量至少在一个以上的无极紫外灯均架设在所述石英管的内部，以及，空气泵，该空气泵装设于反应器的外部，所述石英管其一端封堵盖头上的通气接口经由通气管道并透过反应器的壁与所述空气泵的出气口联接，所述石英管其另一端封堵盖头上的通气接口经由另一条通气管道与位于反应器内腔底部的微孔曝气头联接，以及，微波发生器，该微波发生器装设于反应器的外部，该微波发生器是磁控管，以及，波导管，该波导管是用于传输微波的构件，该波导管的一端与所述磁控管联通，该波导管的另一端透过反应器的壁朝向反应器的内腔，以及，水泵，该水泵位于反应器的外部，该水泵用于向反应器的内腔泵送废水，该水泵的出水口经由通水管道并透过反应器的壁通向反应器的内腔，该反应器上方开设有尾气排放口，重点是，该波导管的透过反应器的壁的那一端进一步延伸进入反应器的内腔，以及，该反应器的结构还包括金属材质的笼状的微波辐照空域约束器，该笼状的微波辐照空域约束器上含有许多的孔洞或网眼，该笼状的微波辐照空域约束器的功能是约束微波辐照空域，该金属材质的笼状的微波辐照空域约束器是一个金属笼，该金属笼装设在反应器的内腔位置，该波导管的深入反应器内腔的那个端口与该金属笼的内腔联通，所述联通指的是微波通道意义上的连接与贯通，所述石英管是架设在该金属笼的内部，两条所述通气管道均穿透该金属笼的壁，该金属笼的壁的结构位置是介于反应器内壁与石英管外壁之间的结构位置，以及，循环引导器，该循环引导器的功能是聚束来自微孔曝气头的含臭氧空气气泡的升腾路径，并借助因受聚束而强化的升腾的气泡流的拖拽力量来带领反应器内部液体作相对大尺度的循环运动，该循环引导器装设在所述反应器的内腔位置，该循环引导器其轮廓状似两端贯通的简易喇叭筒，该循环引导器其小口端垂直朝上，该循环引导器其大口端垂直朝下，该循环引导器其中轴线与所述反应器的内腔底面相互垂直，该循环引导器的垂直朝上的小口端其结构位置是在所述金属笼的正下方，该循环引导器的垂直朝下的大口端其边沿与反应器内腔侧壁之间的横向距离介于5厘米与300厘米之间，该循环引导器的垂直朝下的大口端其边沿与反应器内腔底面之间的纵向距离介于5厘米与100厘米之间，以及，所述许多的微孔曝气头是聚拢地装设在所述循环引导器其大口端边沿在反应器内腔底面铅垂投影所圈定的范围之内，以及，增压泵，该增压泵用于增压泵送混有大量催化剂微粒的降解之后的水，该增压泵其进水口经由另一条通水管道并透过反应器的壁与反应器的内腔联接，以及，反冲洗式前置预过滤器，该反冲洗式前置预过滤器其进水口与所述增压泵的出水口联接，以及，反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器，所述反冲洗式前置预过滤器其净水出口经由第一个净水阀与该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的进水口联接，以及，反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器，所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其净水出口经由第二个净水阀与该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水口联接，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器其净水出口与第三个净水阀的进口端联接，该第三个净水阀的出水端是输出终端净水的出水端，所述反冲洗式前置预过滤器其污水出口经由第一个污水阀与反应器的内腔联接，所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其污水出口经由第二个污水阀与反应器的内腔联接，所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器其污水出口经由第三个污水阀与反应器的内腔联接，各所述过滤器均用于截留催化剂微粒，各所述过滤器其污水出口均转用为受截留催化剂微粒的回收再用输出口或回流再用输出口。

所述循环引导器其轮廓形态或者也可描述为轮廓状似火力发电厂的冷却塔。

本案表述中，反应罐一词的指代含义与反应器一词的指代含义相同。

所述金属材质一词，其本身的技术含义，是公知的。

所述磁控管，以及，波导器件、波导管、波导头等等表达，其技术含义对于微波技术领域的专业人员而言是公知的。所述磁控管，以及，波导管等，均有市售；所述磁控管，以及，波导管等，也可以向专业厂家定制；所述波导管当然也可以根据需要自行制作，该制作对于微波技术领域的专业人员而言，波导器件的制作是简单的。

所述石英管，其技术含义是公知的；所述石英管市场有售；所述石英管也可向石英制造专业厂家定制。

所述无极紫外灯，其技术含义对于光源技术领域的专业人员而言是公知的；所述无极紫外灯市场有售；所述无极紫外灯其形状、尺寸、内部所填充气体、灯壁材料、灯壁厚度，等等，也可以根据具体设计需要，向电光源制造企业定制。当然，也可以自行制作。无极紫外灯的制作对于具备电光源专业知识的专业人员而言，其制作技术是公知的。

所述微孔曝气头，其技术含义是公知的，所述微孔曝气头市场有售。

所述水泵以及增压泵，均是用于输送或清或浊的各类水的泵，当然，其泵送压力都可以根据需要来进行任意的选择，并且，各型泵市场均有售；本案采用不同名称，只是为了方便表述、方便区分各个不同结构位置的泵。

所述净水阀、污水阀、排污阀，都是水阀，各型水阀市场均有售；关于水阀，该词其本身的技术含义是公知的；本案采用不同的名称，只是为了方便表述、方便区分各个不同结构位置的水阀。

优选的该金属笼其材质是不锈钢材质，当然，选用其它金属材质也是本案所允许的；该金属笼自身结构中遍布的孔洞或网眼其口径的优选范围是介于0.5厘米与3.0厘米之间，当然，如果一定要选用在此优选范围之外的其它口径的孔洞或网眼，那也是本案所允许的。

优选的所述金属笼可以是由不锈钢冲孔板经模压、焊接、铆接或借助螺丝、螺帽等辅助性配件拼接制成的金属笼。

优选的所述金属笼也可以是由不锈钢丝编织制成的金属笼。

应用本案装置，反应器内的废水以及由反应器底部鼓泡而上的含臭氧空气可以透过金属笼的众多孔洞或网眼进入金属笼与石英管之间的区域，废水与含臭氧空气在此区域一并参与微波光化学耦合催化氧化降解作用，而受到一定降解作用之后的废水，又可以自由地透过金属笼的众多的孔洞或网眼由金属笼内部向外逸出，如此循环地、往复地、自动地不断进行着降解作用，直至整个反应器内部的全部废水都达到降解指标。

本案金属笼的内壁与石英管外壁之间的距离没有限制，该距离可以是任意的距离；但是，该金属笼的内壁与石英管的外壁之间的距离的优选值是介于3.0厘米与30.0厘米之间。

该金属笼的内壁与石英管的外壁之间的距离的更进一步优选的数值范围是介于10.0厘米与20.0厘米之间。

所述循环引导器的材质不限，所述循环引导器的材质例如可以是聚四氟乙烯材质、玻璃材质、陶瓷材质、金属材质，等等，但是，循环引导器其优选材质是不锈钢。

在所述反应器的底部可以开设排污口，该排污口可以用于排渣、清污，在该排污口位置可以装设排污阀，所述排污阀是用于排污控制的阀门。所述排污口以及排污阀不是必须的。

本案装置中，借助于金属笼对微波辐照空域的隔离与限制作用，在金属笼外壁与反应器内壁之间的区域，形成了一个不属于光化学与微波耦合催化降解的直接作用区域，由于微波基本上无法影响到该区域，微波在这一区域因废水的单纯的致热吸收而造成的能量无益耗散得以遏制，如此，无论该区域体积怎样扩大，都是允许的；基于此，本案装置的结构，允许大幅度地扩张所述反应器的单罐设计处理容量，允许大幅度地扩张反应器的体积，当然，是通过金属笼来限制微波辐照空域，并大幅扩张金属笼外壁与反应器内壁之间的空域的设计体积来实现的。

本案结构中，所述许多的微孔曝气头是聚拢地装设在所述循环引导器其大口端边沿在反应器内腔底面铅垂投影所圈定的范围之内。位于所述铅垂投影所圈定的范围之内的所述许多的微孔曝气头，既可以是平铺地装设在反应器内腔底部所圈定的范围之内，当然，在这个圈定范围之内，也可以采取另一种更为密集的装设方式，所述更为密集的装设方式，指的是，可以将所述许多的微孔曝气头在三维方向上进行堆叠架设，以此方式将它们聚拢形成具有三维堆叠架构的团簇状微孔曝气头集群；该种团簇状微孔曝气头集群可以容纳数量较为庞大的微孔曝气头；该种方式可以承载更大的空气通量。

所述反冲洗式前置预过滤器其滤孔孔径的优选范围是介于5微米与300微米之间，当然，这个优选范围之外的其它前置预过滤孔径选择也是本案所允许的；所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其滤孔孔径的优选范围是介于25纳米与1000纳米之间，当然，这个优选范围之外的其它微滤孔径选择也是本案所允许的；所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器其滤孔孔径的优选范围是介于15纳米与2纳米之间，当然，这个范围之外的其它超滤孔径选择也是本案所允许的。

所述反冲洗式前置预过滤器也称反冲洗式前置过滤器或反冲洗式预过滤器，所述反冲洗式前置预过滤器其本身的技术含义是公知的；所述反冲洗式前置预过滤器市场有售。

所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器是适于微滤的过滤器；所述微滤一词其本身的技术含义是公知的；所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其本身的技术含义对于膜分离技术领域的专业人员而言，是公知的；所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器市场有售。

所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器是适于超滤的过滤器；所述超滤一词其本身的技术含义是公知的；所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器其本身的技术含义对于膜分离技术领域的专业人员而言，是公知的；所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器市场有售。

在超滤环节，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器可以是仅有一个反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器单体的形态；当然，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器也可以是由数量在一个以上的反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器单体相互并联联接组成。

表达所涉并联一词，其本身所指代的技术含义是清楚的。

表达所涉单体一词，指的是其本身功能及结构完全的设备个体。

类似地，在微滤环节，该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器可以是仅有一个反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器单体的形态；当然，该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器也可以是由数量在一个以上的反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器单体相互并联联接组成。

在所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其净水出口与所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水口的联接管路上可以进一步装设第二个增压泵，该第二个增压泵用于增补水压以满足所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水压力需求；该第二个增压泵不是必须的。

本案装置的结构，还可以包括一些附件，所述附件例如：与磁控管冷却管道连接的冷却水循环系统或风冷系统；所述附件还例如用于将无极紫外灯固定在石英管之内的固定支架；所述附件再例如用于将所述金属笼固定在反应器之内的支持构件或吊挂构件；所述附件也例如用于将所述循环引导器在反应器之内进行悬空定位的支持构件或吊挂构件；所述附件当然也可以包括将所述石英管在所述金属笼之内进行悬空定位的固定架或吊架；所述附件又例如装设于反应器废水进水端的用于拦截杂质的过滤器，等等。

本发明的优点是，以金属笼将无极紫外灯及其屏护用石英管笼罩其内，金属笼同时约束微波的作用空域，如此，在石英管外壁与金属笼内壁之间的空域形成了一个微波与光化学催化耦合作用的废水降解区域，而且，金属笼的多孔洞或多网眼的结构，不影响废水及反应器底部鼓泡而上的空气自由进、出该空域；而在金属笼外壁与反应器内壁之间的空域，废水水体对微波的单纯的致热吸收被遏制，由此大幅弱化了微波能量的无益耗散；通过大幅扩张该无微波辐照空域的设计体积，可以实现单罐反应器体积的大幅扩张，允许反应器单罐废水处理量大幅提升，而不用再担心微波能量过多地耗散于无益的废水水体温升效应。

基于本案的结构，装置的设计容积即单罐废水处理量可以扩张到数个立方至数十个立方；基于本案此结构，可以大幅度地降低全套、全程操作的频度，有利于人力、物力的节约。

本案装置结构中的所述循环引导器其存在，能够引导反应器内部的液流沿该循环引导器的内部通道快速上升，并在冲击、通过微波光催化耦合反应区域之后，由顶部区域向四周扩散，经由周边区域下沉，到达反应器内腔底部区域，再经循环引导器的喇叭口汇聚到循环引导器的内部通道，继续其循环；当然，受聚束的升腾气泡流的拖拽力量是这一循环的主要动力；这种受引导的相对大尺度的液体循环运动，有助于确保反应器内部液体降解反应进程的均匀化，这对于本案这般大型降解反应器来说，是必须的。

本案装置其紫外辐射源是依托微波激励的无极紫外灯，此灯型的紫外辐射特点就是可以做到大功率、高强度，然而紫外线在液态水体中的有效穿透深度只有约20厘米，因此，石英管周边约20厘米距离之内的区域是有效区域，这个区域就是光化学催化氧化降解反应的有效率的区域；本案装置以所述循环引导器，聚束来自众多微孔曝气头的气泡流，使其集中地朝向石英管周边光化学催化氧化有效区域释放，此方式有助于提高石英管周边所述有效区域的氧气气氛供给强度，有助于加速紫外光催化氧化降解反应进程。

基于本案结构，反应器的容量或处理量可以大幅扩张，所述大幅扩张，是通过大幅扩张微波零辐照区域或微波弱辐照区域的设计体积来实现的，那么，从外观上看，反应器的横向尺寸、纵向尺寸当然都是能够大幅扩张，因此，反应器内部盛液深度也同样地可以大幅地加深，例如，可以加深到一米、两米、三米、四米、五米、六米，甚至十米，等等，在盛液深度足够深的情况下，含臭氧空气泡升腾路径足够长，含臭氧空气泡与水体接触的时间足够长，其升腾过程中就能够与足够多的还原性物质际遇，并彻底或近乎彻底地耗尽气泡中所含的臭氧，由此，含臭氧空气气泡中臭氧成分氧化潜力利用不完全的问题能够得到彻底解决，并且，由于长长的升腾路径导致臭氧耗尽，反应器尾气中就不会再夹带有会造成环境污染的臭氧。

本案并以外置的多级过滤器，达成对催化剂微粒的从团聚体大颗粒到十数纳米的小尺度的碰撞碎片的逐级拦截，近乎彻底地回收、回用光催化剂，近乎彻底地防范催化剂流失而造成的二次污染；该逐级拦截结构并能够保护次级过滤器使其过滤结构通道免受大颗粒物质的硬性阻塞；其中第一级的预过滤孔径在5微米与300微米之间，第二级的微滤其孔径在25纳米与1000纳米之间，第三级的超滤其孔径介于15纳米与2纳米之间；这样的拦截结构，能够充分拦截纳米级的光催化剂，它当然能够近乎彻底地拦截气相二氧化钛P25这种平均粒径为21纳米的催化剂；前文述及，纳米级的P25之类的气相二氧化钛催化剂，是能够大量购得的市售的催化剂，也是耐久性、稳定性、紫外光波段光催化性能已知良好的光催化剂，当然，它也是工业级应用中事实上优先考虑选用的光催化剂；本案催化剂拦截结构与催化剂市场供应的实际能力、实际品种相匹配、相融合。

并且，本案催化剂拦截机构外置，其滤芯不必浸泡于反应器内部的强氧化、强紫外辐照的液体中，因此，可以完全不必考虑对紫外辐照、强氧化条件的耐受力，这样，在滤芯材质的选用上就没有了特种耐受力方面的限制，可以在更广大的可选材质种类上进行选择，而完全无须再局限于比较昂贵的PVDF之类的材质。

所涉各级过滤器均有市售，市售的各级过滤器，其排污口就是反冲洗时排除污水的排放口，本案使用这类反冲洗式装备，是用来逐级拦截催化剂微粒，原本市售装备的排污口，在本案中被转用来作为受截留催化剂微粒的回收再用输出口或回流再用输出口。

简言之，本案方案在兼顾所述微波与光化学催化耦合作用的前提下，达成了反应器设计容量大幅扩张的目标；同时，其结构还强化了反应器内部液体的相对大尺度的循环运动；其结构同时解决了臭氧氧化潜力利用不完全的问题；其结构并且达成了针对纳米级催化剂微粒从其团聚体大颗粒到十数纳米的碰撞碎片的广泛的、精细的拦截；其滤芯材质的选择面也因该结构而得以扩大。

本案结构一揽子地解决了所述问题之一、二、三、四、五、六。

附图说明

图1是本案装置透视结构的简约的示意图。

图中，1是废水水池，2是水泵，3是循环引导器，4是反应器，5是循环引导器的小口端，6是介于反应器内壁与金属笼外壁之间的微波不能到达的区域，7是金属笼，该金属笼也就是所述微波辐照空域约束器，8是指示位于金属笼内壁与石英管外壁之间的微波耦合光化学催化降解反应区域，9是无极紫外灯，10是尾气排放口，11是深入反应器内腔的波导管，12是磁控管，13是空气泵，14、18分别是两条结构位置不同的通气管道，15、17分别是石英管两端的封堵盖头，16是石英管，19是微孔曝气头，20是循环引导器的大口端，21是排污阀，22是排污口，23是催化剂回流汇总管道，24是反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器污水出口与所述催化剂回流汇总管道之间的联接支管，25是反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器污水出口与所述催化剂回流汇总管道之间的联接支管，26是反冲洗式前置预过滤器污水出口与所述催化剂回流汇总管道之间的联接支管，27是反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器净水出口与净水池之间的联接支管，28是净水池，29是反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器，30是反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器净水出口与反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器进水口之间的联接支管，31是反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器，32是反冲洗式前置预过滤器的净水出口与反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器进水口之间的联接支管，33是反冲洗式前置预过滤器，34是增压泵出水端口与反冲洗式前置预过滤器进水口之间的联接支管，35是增压泵，图中的若干箭头指示其邻近管路当处于接通状态时的液体流动方向。

具体实施方式

在图1所展示的本案实施例中，该装置的结构包括反应器4，该反应器4是一个中空的容器，该反应器4其外形轮廓呈立方体形、长方体形、圆柱体形、椭圆柱体形、多棱柱体形、球体形或椭球体形，在该反应器4内腔的底部位置装设有许多的微孔曝气头19，以及，石英管16，该石英管16架设在所述反应器4的内腔位置，该石英管16的两端装设有封堵盖头15、17，分别位于石英管16两端的两个所述封堵盖头15、17上均开设有通气接口，以及，无极紫外灯9，该无极紫外灯9呈棒状、环状、球状、海星状或海胆状，该无极紫外灯9的数量至少在一个以上，该数量至少在一个以上的无极紫外灯9均架设在所述石英管16的内部，以及，空气泵13，该空气泵13装设于反应器4的外部，所述石英管16其一端封堵盖头15上的通气接口经由通气管道14并透过反应器4的壁与所述空气泵13的出气口联接，所述石英管16其另一端封堵盖头17上的通气接口经由另一条通气管道18与位于反应器4内腔底部的微孔曝气头19联接，以及，微波发生器，该微波发生器装设于反应器的外部，该微波发生器是磁控管12，以及，波导管11，该波导管11是用于传输微波的构件，该波导管11的一端与所述磁控管12联通，该波导管11的另一端透过反应器4的壁朝向反应器4的内腔，以及，水泵2，该水泵2位于反应器4的外部，该水泵2用于向反应器4的内腔泵送废水，该水泵2的出水口经由通水管道并透过反应器4的壁通向反应器4的内腔，该反应器4上方开设有尾气排放口10，重点是，该波导管11的透过反应器4的壁的那一端进一步延伸进入反应器4的内腔，以及，该反应器4的结构还包括金属材质的笼状的微波辐照空域约束器7，该笼状的微波辐照空域约束器7上含有许多的孔洞或网眼，该笼状的微波辐照空域约束器7的功能是约束微波辐照空域，该金属材质的笼状的微波辐照空域约束器7是一个金属笼，该结构中，所述微波辐照空域约束器与所述金属笼指代的是同一个构件，并使用同一个标号7，该金属笼7装设在反应器7的内腔位置，该波导管11的深入反应器4内腔的那个端口与该金属笼7的内腔联通，所述联通指的是微波通道意义上的连接与贯通，所述石英管16是架设在该金属笼7的内部，两条所述通气管道14、18均穿透该金属笼7的壁，该金属笼7的壁的结构位置是介于反应器4内壁与石英管16外壁之间的结构位置，以及，循环引导器3，该循环引导器3的功能是聚束来自微孔曝气头19的含臭氧空气气泡的升腾路径，并借助因受聚束而强化的升腾的气泡流的拖拽力量来带领反应器4内部液体作相对大尺度的循环运动，该循环引导器3装设在所述反应器4的内腔位置，该循环引导器3其轮廓状似两端贯通的简易喇叭筒，该循环引导器3其小口端5垂直朝上，该循环引导器3其大口端20垂直朝下，该循环引导器3其中轴线与所述反应器4的内腔底面相互垂直，该循环引导器3的垂直朝上的小口端5其结构位置是在所述金属笼7的正下方，该循环引导器3的垂直朝下的大口端20其边沿与反应器内腔侧壁之间的横向距离介于5厘米与300厘米之间，该横向距离范围之内的任意选定值都是可用的可选的实施值，该横向距离例如可以是5厘米、30厘米、120厘米、152.5厘米、200厘米、300厘米，等等，该循环引导器3的垂直朝下的大口端20其边沿与反应器内腔底面之间的纵向距离介于5厘米与100厘米之间，该纵向距离范围之内的任意选定值都是可选的可用的实施值，该纵向距离例如可以是5厘米、25厘米、52.5厘米、69厘米、88厘米、100厘米，等等，以及，所述许多的微孔曝气头19是聚拢地装设在所述循环引导器3其大口端20边沿在反应器4内腔底面铅垂投影所圈定的范围之内，以及，增压泵35，该增压泵35用于增压泵送混有大量催化剂微粒的降解之后的水，该增压泵35其进水口经由另一条通水管道并透过反应器4的壁与反应器4的内腔联接，以及，反冲洗式前置预过滤器33，该反冲洗式前置预过滤器33其进水口与所述增压泵35的出水口联接，以及，反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器31，所述反冲洗式前置预过滤器33其净水出口经由第一个净水阀与该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器31的进水口联接，以及，反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器29，所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器31其净水出口经由第二个净水阀与该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器29的进水口联接，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器29其净水出口与第三个净水阀的进口端联接，该第三个净水阀的出水端是输出终端净水的出水端，该第三个净水阀的出水端可以被用来直接与净水池28联接，净水池28不是必须的，因为也可以经由管道将净水直接输送至用水机构，所述反冲洗式前置预过滤器33其污水出口经由第一个污水阀与反应器4的内腔联接，所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器31其污水出口经由第二个污水阀与反应器4的内腔联接，所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器29其污水出口经由第三个污水阀与反应器4的内腔联接，各级过滤器的污水出口既可以各自独立地用各自独立的管道来与反应器4的内腔进行联接，另一种处理方法是，各级过滤器的污水出口也可以如图例所展示的那般都与催化剂回流汇总管道23进行联接，这种联接方式的好处在于可以减少反应器4上的开口数量，各所述过滤器33、31、29均用于截留催化剂微粒，各所述过滤器33、31、29其污水出口均转用为受截留催化剂微粒的回收再用输出口或回流再用输出口。

所述金属材质一词，其本身的技术含义，是公知的。

金属笼7可以是由任何金属材质制成的金属笼；但是，鉴于废水降解处理所涉强氧化性条件，不锈钢材质是优选材质。

该金属笼7其孔洞或网眼的口径大小的优选实施范围是介于0.5厘米与3.0厘米之间，在此范围之内的任意选定值都是优选的可用的实施值。

优选的所述金属笼7可以是由不锈钢冲孔板经模压、焊接、铆接或借助螺丝、螺帽等辅助性配件拼接制成的金属笼。

优选的所述金属笼7也可以是由不锈钢丝编织制成的金属笼。

金属笼7的内壁与石英管16外壁之间的距离没有限制，该距离可以是任意的距离；但是，该金属笼7的内壁与石英管16的外壁之间的距离的优选值是介于3.0厘米与30.0厘米之间，在该范围之内的任何数值都是允许实施的优选数值。

金属笼7的内壁与石英管16的外壁之间的距离的更进一步优选的数值范围是介于10.0厘米与20.0厘米之间，在该范围之内的任何数值都是允许实施的更进一步优选的数值。

所述循环引导器3的材质不限，所述循环引导器3的材质例如可以是聚四氟乙烯材质、玻璃材质、陶瓷材质、金属材质，等等，但是，循环引导器3其优选材质是不锈钢。

该本案实施例结构中，所述许多的微孔曝气头19是聚拢地装设在所述循环引导器3其大口端20边沿在反应器4内腔底面铅垂投影所圈定的范围之内。位于所述铅垂投影所圈定的范围之内的所述许多的微孔曝气头19，既可以是平铺地装设在反应器4内腔底部所圈定的范围之内，当然，在这个圈定范围之内，也可以采取另一种更为密集的装设方式，所述更为密集的装设方式，指的是，可以将所述许多的微孔曝气头在三维方向上进行堆叠架设，以此方式将它们聚拢形成具有三维堆叠架构的团簇状微孔曝气头集群；该种团簇状微孔曝气头集群可以容纳数量较为庞大的微孔曝气头；该种方式可以承载更大的空气通量。

本案图例中所展示的就是上述的这种团簇状微孔曝气头集群的构造形态；其实际堆叠架构的层次当然还可以允许是比图例所展示的层次更多，在该多层次的堆叠架构中，各微孔曝气头可以彼此错开地排列，可以彼此互不遮挡，当然，即便有部分相互遮挡，也无妨碍。

所述反冲洗式前置预过滤器33其滤孔孔径的优选范围是介于5微米与300微米之间，当然，这个优选范围之外的其它前置预过滤孔径选择也是本案所允许的；所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器31其滤孔孔径的优选范围是介于25纳米与1000纳米之间，当然，这个优选范围之外的其它微滤孔径选择也是本案所允许的；所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器29其滤孔孔径的优选范围是介于15纳米与2纳米之间，当然，这个范围之外的其它超滤孔径选择也是本案所允许的。

所述反冲洗式前置预过滤器33也称反冲洗式前置过滤器或反冲洗式预过滤器，所述反冲洗式前置预过滤器33其本身的技术含义是公知的；所述反冲洗式前置预过滤器33市场有售。

所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器31是适于微滤的过滤器；所述微滤一词其本身的技术含义是公知的；所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器31其本身的技术含义对于膜分离技术领域的专业人员而言，是公知的；所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器31市场有售。

所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器29是适于超滤的过滤器；所述超滤一词其本身的技术含义是公知的；所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器29其本身的技术含义对于膜分离技术领域的专业人员而言，是公知的；所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器29市场有售。

在超滤环节，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器29可以是仅有一个反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器单体的形态；当然，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器也可以是由数量在一个以上的反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器单体相互并联联接组成。图例中，没有展示该种并联的结构形态。

表达所涉并联一词，其本身所指代的技术含义是清楚的。

表达所涉单体一词，指的是其本身功能及结构完全的设备个体。

类似地，在微滤环节，该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器31可以是仅有一个反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器单体的形态；当然，该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器也可以是由数量在一个以上的反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器单体相互并联联接组成。图例中没有展示该种并联结构情形。

在所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器31其净水出口与所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器29的进水口的联接管路上可以进一步装设第二个增压泵，该第二个增压泵用于增补水压以满足所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水压力需求；该第二个增压泵不是必须的。图例中没有展示该种使用第二个增压泵的结构情形。

在所述反应器4的底部可以开设排污口22，该排污口22可以用于排渣、清污，在该排污口22位置可以装设排污阀21，所述排污阀21是用于排污控制的阀门。所述排污口22以及排污阀21不是必须的。

实施图例中没有绘出所述其它附件。

本案的实施方式不限于图例方式。

Claims (10)

1.催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，该装置的结构包括反应器，该反应器是一个中空的容器，该反应器其外形轮廓呈立方体形、长方体形、圆柱体形、椭圆柱体形、多棱柱体形、球体形或椭球体形，在该反应器内腔的底部位置装设有许多的微孔曝气头，以及，石英管，该石英管架设在所述反应器的内腔位置，该石英管的两端装设有封堵盖头，分别位于石英管两端的两个所述封堵盖头上均开设有通气接口，以及，无极紫外灯，该无极紫外灯呈棒状、环状、球状、海星状或海胆状，该无极紫外灯的数量至少在一个以上，该数量至少在一个以上的无极紫外灯均架设在所述石英管的内部，以及，空气泵，该空气泵装设于反应器的外部，所述石英管其一端封堵盖头上的通气接口经由通气管道并透过反应器的壁与所述空气泵的出气口联接，所述石英管其另一端封堵盖头上的通气接口经由另一条通气管道与位于反应器内腔底部的微孔曝气头联接，以及，微波发生器，该微波发生器装设于反应器的外部，该微波发生器是磁控管，以及，波导管，该波导管是用于传输微波的构件，该波导管的一端与所述磁控管联通，该波导管的另一端透过反应器的壁朝向反应器的内腔，以及，水泵，该水泵位于反应器的外部，该水泵用于向反应器的内腔泵送废水，该水泵的出水口经由通水管道并透过反应器的壁通向反应器的内腔，该反应器上方开设有尾气排放口，其特征在于，该波导管的透过反应器的壁的那一端进一步延伸进入反应器的内腔，以及，该反应器的结构还包括金属材质的笼状的微波辐照空域约束器，该笼状的微波辐照空域约束器上含有许多的孔洞或网眼，该笼状的微波辐照空域约束器的功能是约束微波辐照空域，该金属材质的笼状的微波辐照空域约束器是一个金属笼，该金属笼装设在反应器的内腔位置，该波导管的深入反应器内腔的那个端口与该金属笼的内腔联通，所述联通指的是微波通道意义上的连接与贯通，所述石英管是架设在该金属笼的内部，两条所述通气管道均穿透该金属笼的壁，该金属笼的壁的结构位置是介于反应器内壁与石英管外壁之间的结构位置，以及，循环引导器，该循环引导器的功能是聚束来自微孔曝气头的含臭氧空气气泡的升腾路径，并借助因受聚束而强化的升腾的气泡流的拖拽力量来带领反应器内部液体作相对大尺度的循环运动，该循环引导器装设在所述反应器的内腔位置，该循环引导器其轮廓状似两端贯通的简易喇叭筒，该循环引导器其小口端垂直朝上，该循环引导器其大口端垂直朝下，该循环引导器其中轴线与所述反应器的内腔底面相互垂直，该循环引导器的垂直朝上的小口端其结构位置是在所述金属笼的正下方，该循环引导器的垂直朝下的大口端其边沿与反应器内腔侧壁之间的横向距离介于5厘米与300厘米之间，该循环引导器的垂直朝下的大口端其边沿与反应器内腔底面之间的纵向距离介于5厘米与100厘米之间，以及，所述许多的微孔曝气头是聚拢地装设在所述循环引导器其大口端边沿在反应器内腔底面铅垂投影所圈定的范围之内，以及，增压泵，该增压泵用于增压泵送混有大量催化剂微粒的降解之后的水，该增压泵其进水口经由另一条通水管道并透过反应器的壁与反应器的内腔联接，以及，反冲洗式前置预过滤器，该反冲洗式前置预过滤器其进水口与所述增压泵的出水口联接，以及，反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器，所述反冲洗式前置预过滤器其净水出口经由第一个净水阀与该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的进水口联接，以及，反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器，所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其净水出口经由第二个净水阀与该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水口联接，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器其净水出口与第三个净水阀的进口端联接，该第三个净水阀的出水端是输出终端净水的出水端，所述反冲洗式前置预过滤器其污水出口经由第一个污水阀与反应器的内腔联接，所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其污水出口经由第二个污水阀与反应器的内腔联接，所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器其污水出口经由第三个污水阀与反应器的内腔联接，各所述过滤器均用于截留催化剂微粒，各所述过滤器其污水出口均转用为受截留催化剂微粒的回收再用输出口或回流再用输出口。

2.根据权利要求1所述的催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，其特征在于，该金属笼其材质是不锈钢材质，该金属笼自身结构中遍布的孔洞或网眼其口径范围是介于0.5厘米与3.0厘米之间。

3.根据权利要求1所述的催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，其特征在于，该金属笼的内壁与石英管的外壁之间的距离介于3.0厘米与30.0厘米之间。

4.根据权利要求3所述的催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，其特征在于，该金属笼的内壁与石英管的外壁之间的距离介于10.0厘米与20.0厘米之间。

5.根据权利要求1所述的催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，其特征在于，该轮廓状似两端贯通的简易喇叭筒的循环引导器其材质是不锈钢。

6.根据权利要求1所述的催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，其特征在于，所述许多的微孔曝气头是在三维方向上进行堆叠架设，以此方式聚拢形成具有三维堆叠架构的团簇状微孔曝气头集群。

7.根据权利要求1所述的催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，其特征在于，所述反冲洗式前置预过滤器其滤孔孔径介于5微米与300微米之间，所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其滤孔孔径介于25纳米与1000纳米之间，所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器其滤孔孔径介于15纳米与2纳米之间。

8.根据权利要求1所述的催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，其特征在于，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器是由数量在一个以上的反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器单体相互并联联接组成。

9.根据权利要求1所述的催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，其特征在于，该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器是由数量在一个以上的反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器单体相互并联联接组成。

10.根据权利要求1所述的催化剂截留环节增强的微波光催化耦合废水降解装置，其特征在于，在所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其净水出口与所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水口的联接管路上装设有第二个增压泵，该第二个增压泵用于增补水压以满足所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水压力需求。

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