CN108585107A - 一种光波水处理催化反应器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种光波水处理催化反应器，包括内过流腔体、外屏蔽腔体、光波发射器、光波导向机构、安全传导机构和智控系统，所述外屏蔽腔体的下端固定设置支撑腿，所述内过流腔体位于外屏蔽腔体内部，且两者之间留有间隔，所述内过流腔体内部设置若干个中空结构的可透过波段的安装腔，所述安装腔的上端通过设置固定板与内过流腔体内壁固定连接，所述固定板上开设过水孔。本申请能够大大提高了高级氧化工艺的反应速率，有巧妙的利用光波发射器传输过程的能力，降低了大分子有机物的氧化势能，是一种微波能与光能相结合的化学反应过程；通过本申请产生的工艺，最大化减少了设备的占地面积，也加强了高级氧化工艺的稳定性，使之使用范围更为广泛。
Description
技术领域
本申请涉及污水处理技术领域，具体涉及一种光波水处理催化反应器。
背景技术
现有的高浓度废水氧化工艺一般采用芬顿法，芬顿氧化法是在酸性条件下，H2O2在Fe2+存在下生成强氧化能力的羟基自由基(·OH)，并引发更多的其他活性氧，以实现对有机物的降解,其氧化过程为链式反应。一般来说，芬顿的反应时间为2-4h，这就需要工程上做较大的反应器(一般为罐状)，投资成本与运行成本也相对提高，且不适用于大水量的处理需求。
芬顿氧化用于实际工程中一般为塔式，有着占地面积大，运行成本高，土建基础承重要求高的弊端，所以并未大范围推广使用。
目前市场上还有一种臭氧氧化塔工艺，是通过射流方式往载银活性炭塔内注入臭氧进行氧化的工艺，依然是采用塔式设计，同时还需增设运行比较复杂的大型臭氧发生器，并且每半年更换塔内载银活性炭填料。该方法在低浓度废水处理上可代替本申请，但在COD超过1000mg/L的废水处理领域其处理效率非常低。但依然没有解决占地面积大，运行成本高，土建基础承重要求高的问题，依然不利于大范围推广使用。
发明内容
本申请的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种光波水处理催化反应器。
为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种光波水处理催化反应器，其创新点在于：包括内过流腔体、外屏蔽腔体、光波发射器、光波导向机构、安全传导机构和智控系统，所述外屏蔽腔体的下端固定设置支撑腿，所述内过流腔体位于外屏蔽腔体内部，且两者之间留有间隔，所述内过流腔体内部设置若干个中空结构的可透过波段的安装腔，所述安装腔的上端通过设置固定板与内过流腔体内壁固定连接，所述固定板上开设过水孔，所述内过流腔体的顶部设置排气孔，其左上端设置出水口，右下端设置进水口，所述出水口和进水口均延伸至外屏蔽腔体外部，所述安装腔内设置光波导向机构，所述安装腔的下端固定设置安全传导机构，所述安全传导机构的下方固定设置光波发射器，所述智控系统位于外屏蔽腔体的外部。
进一步的，所述内过流腔体内壁上以涂层方式设有纳米级催化剂涂层，且厚度约1.5mm。
进一步的，所述安装腔为密封结构。
进一步的，所述光波导向机构由若干个精准的曲面根据波段传输的频率及波长，按照一定斜率组合设置。
进一步的，所述安全传导机构至少报独立的温度传感器两组、光波泄露传感器一组和独立的液位传感器。
进一步的，所述智控系统包括集成式智能控制电路和触摸屏。
采用上述结构后，本申请有益效果为：
1、本申请结构简单、成本较低、占地面积小，本申请能够大大提高了高级氧化工艺的反应速率，有巧妙的利用光波发射器传输过程的能力，降低了大分子有机物的氧化势能，是一种微波能与光能相结合的化学反应过程；通过本申请产生的工艺，最大化减少了设备的占地面积，也加强了高级氧化工艺的稳定性，使之使用范围更为广泛；
2、本申请产生的光波水处理法是一种高级氧化法，光波及微波的加入，物质本身的正负离子会在外电场作用下分别向两级运动，而光波及微波场由于交变频率的频繁变动，使废水中正负离子运动方向超速变化，改变运动方向频率达到每秒几十亿次，这些超速运动的产生对反应有着强烈的加速作用。整个氧化速度是芬顿氧化速度40～80倍以上。
附图说明
图1为本申请的内部结构示意图；
图2为本申请的外部结构示意图。
附图标记说明：
1内过流腔体、2外屏蔽腔体、3光波发射器、4光波导向机构、5安全传导机构、6智控系统、7支撑腿、8安装腔、9固定板、10过水孔、11排气孔、12出水口、13进水口。
具体实施方式
下面结合附图对本申请作进一步的说明。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
实施例
参看图1，一种光波水处理催化反应器，包括内过流腔体1、外屏蔽腔体2、光波发射器3、光波导向机构4、安全传导机构5和智控系统6，外屏蔽腔体2的下端固定设置支撑腿7，内过流腔体1位于外屏蔽腔体2内部，且两者之间留有间隔，内过流腔体内1部设置若干个中空结构的可透过波段的安装腔8，安装腔8的上端通过设置固定板9与内过流腔体1内壁固定连接，固定板9上开设过水孔10，内过流腔体1的顶部设置排气孔11，其左上端设置出水口12，右下端设置进水口13，出水口12和进水口13均延伸至外屏蔽腔体2外部，安装腔8内设置光波导向机构4，安装腔8的下端固定设置安全传导机构5，安全传导机构5的下方固定设置光波发射器3，智控系统6位于外屏蔽腔体2的外部。内过流腔体1采用耐辐射抗老化且光波可通透塑材加工而成，并预留光波发射器安装对接口，采用下进上出方式，根据波段穿透距离，合理布置光波发射器3，同时保障废水过流时充分的接触；外屏蔽腔体2采用工业级SUS304不锈钢材质，与废水无直接接触，主要起反射并屏蔽光波，提高内腔体对光波的吸收效率；排气孔11、出水口12和进水口13均采用密闭式带屏蔽功能的非标组合件，主材为工业级SUS304不锈钢材质，且相应管道、传感器线缆、排气口均采用优质哈呋进行对接；光波发射组合：光波发射器3优先采用微波激活紫外灯，也可以采用其他发射器，光波发射器3采用被动式变频控制系统、触控调节方式，室外型，IP65级防水，主动式散热系统，内置屏蔽组件及功率放大器。
本实施例中，内过流腔体1内壁上以涂层方式设有纳米级催化剂涂层，且厚度约1.5mm，配合光波的产生，加速H2O2在Fe2+生成强氧化能力的羟基自由基(·OH)，从而达到快速氧化消解水中COD的目的，迅速完成水处理整个反应过程，能够加快反应效率，同时能够延长使用寿命，使用寿命10年以上。
本实施例中，安装腔8为密封结构。安装腔8用于安装光波导向机构4，且不过水，但波段可透过，一方面是为了确保安装腔8中各部件的正常使用，另一方面是为了光波发射器3发送光波的正常使用。
本实施例中，光波导向机构4由若干个精准的曲面根据波段传输的频率及波长，按照一定斜率组合设置，能够避免共振损失，又最大化减小传输过程的损耗。
本实施例中，安全传导机构5至少报独立的温度传感器两组、光波泄露传感器一组和独立的液位传感器。温度传感器、光波泄露传感器和液位传感器均与，独立的液位传感器，低于启动液位设备拒动，高于启动液位，设备启动智控系统6电性连接，且将信息发送至智控系统6，可通过智控系统6对内过流腔体1的情况进行实时监测。
本实施例中，智控系统6包括集成式智能控制电路和触摸屏，为室外型，集成光波水处理催化反应器的温度、泄露、液位检测，且可通过触摸屏进行相关操作。
本申请的工作原理：
废水从进水口13内过流腔体1中，同时，启动光波发射器3，通过光波导向机构4将某种高强度脉冲微波辐照聚集到敏化剂及催化剂的表面，光波导向机构4能够避免共振损失，又能最大化减小传输过程的损耗，能很大程度加速废水中正负离子运动，降低反应势能；同时光波的产生，加速H2O2在Fe2+生成强氧化能力的羟基自由基(·OH)，从而达到快速氧化消解水中COD的目的，迅速完成水处理整个反应过程，而处理完成后的水经过水孔10上升至固定板9上方，最终通过出水口12排出。一般与光波的接触时间可以缩短至3-5min，整体反应时间缩短至30min左右。光波水处理催化反应器是一种微波驱动光波产生的设备，废水和Fe2+、氧化剂混合后送入光波及微波场中在光波的作用下使废水中的高浓度有机污染物快速发生氧化还原反应，并使之转化为小分子物质，进而氧化为二氧化碳和水，从而达到净化废水的目的。
以上所述，仅用以说明本申请的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本申请的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本申请技术方案的精神和范围，均应涵盖在本申请的权利要求范围当中。
Claims (6)
1.一种光波水处理催化反应器，其特征在于：包括内过流腔体、外屏蔽腔体、光波发射器、光波导向机构、安全传导机构和智控系统，所述外屏蔽腔体的下端固定设置支撑腿，所述内过流腔体位于外屏蔽腔体内部，且两者之间留有间隔，所述内过流腔体内部设置若干个中空结构的可透过波段的安装腔，所述安装腔的上端通过设置固定板与内过流腔体内壁固定连接，所述固定板上开设过水孔，所述内过流腔体的顶部设置排气孔，其左上端设置出水口，右下端设置进水口，所述出水口和进水口均延伸至外屏蔽腔体外部，所述安装腔内设置光波导向机构，所述安装腔的下端固定设置安全传导机构，所述安全传导机构的下方固定设置光波发射器，所述智控系统位于外屏蔽腔体的外部。
2.根据权利要求1所述的一种光波水处理催化反应器，其特征在于：所述内过流腔体内壁上以涂层方式设有纳米级催化剂涂层，且厚度约1.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种光波水处理催化反应器，其特征在于：所述安装腔为密封结构。
4.根据权利要求1所述的一种光波水处理催化反应器，其特征在于：所述光波导向机构由若干个精准的曲面根据波段传输的频率及波长，按照一定斜率组合设置。
5.根据权利要求1所述的一种光波水处理催化反应器，其特征在于：所述安全传导机构至少报独立的温度传感器两组、光波泄露传感器一组和独立的液位传感器。
6.根据权利要求1所述的一种光波水处理催化反应器，其特征在于：所述智控系统包括集成式智能控制电路和触摸屏。
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