CN111517512B - 一种多相催化反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种用于对原水同时进行净化和消毒的多相催化反应器，包括用于盛放处理液的原水室，原水室下方或内部设置有至少一个净化反应室；所述的净化反应室上部设置有至少一个能够形成水膜的进水通道，所述净化反应室的底部或下部具有至少一个能够形成水膜的出水口、带有开关的出水通道或具有反水弯的能够形成水封的出水通道；所述净化反应室内或外设置有能对处理液进行处理的催化反应装置。本发明的多相催化反应器，通过形成一种密闭气室，使液体呈液膜状流动，在催化反应装置的作用下，提高液体催化反应的接触面积，提高液体的处理效率。

Description

一种多相催化反应器

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体涉及一种用于对原水同时进行净化和消毒的多相催化反应器。

背景技术

水净化是指从原水中除去污染物的过程，其目的是以特定的程序达到把水净化的效果，现有技术中对水进行净化采用过滤或消毒或二者结合的方式，现有消毒方式均是在水中加入氧化剂或将消毒设备置于盛水容器中对水体进行消毒，接触面积受容器和设备的形状及尺寸的限制，净化效率比较低，净化不够彻底。

光催化反应是一种有效净化和消毒的催化反应，但是，由于光催化反应需有待处理的液体、固体的催化剂和光，将固、液、光三者更加充分的结合为一体，增加它们三者的结合面积，是光催化反应的难题。

发明内容

针对上述问题，本发明公开一种多相催化反应器，通过形成一种密闭气室，使液体呈液膜状流动，在催化反应装置的作用下，提高液体催化反应的接触面积，提高液体的处理效率。

本发明是通过以下措施来实现的:

一种多相催化反应器，其特征在于，包括用于盛放处理液的原水室，原水室下方或内部设置有至少一个净化反应室；所述的净化反应室为可形成密封的中空的容器，所述的净化反应室上部设置有至少一个能够形成水膜的进水通道，所述的进水通道与原水室相连通，所述原水室的处理液可以经进水通道后形成一水膜状进入净化反应室内；所述净化反应室的底部或下部具有至少一个能够形成水膜的出水口、带有开关的出水通道或具有反水弯的能够形成水封的出水通道；所述净化反应室内或外设置有能对处理液进行处理的催化反应装置。

上述本发明的多相催化反应器，其中一种优选方案是，所述出水口的总流通量小于或等于所述进水通道的总流通量；所述进水通道的直径或通水宽度为2*10^-5-８mm，所述出水口的通径或通水宽度为0.1-8mm。

本发明结构的工作原理是，由于与原水室相通的净化反应室的上部具有进水通道，净化反应器中下部有出水口。在进水通道的直径小于某一数值时，液体表面张力会在进水通道处形成水封。由于液体的表面张力会形成液膜。这个液膜会分隔开其两侧的液体和气体，此时只要分隔开的两侧空间有一侧是封闭的，水都不会流过液膜。此时液膜两侧等压。液膜两侧不等压时，液体将由高压侧流向低压侧。当本设备原水室侧为高压时，原水室的液体会经进水通道后进入净化反应室。由于出水口的总通径小于所述进水通道的总通径，同时每个单孔都小于一定数值而能够在孔中形成水膜，或者由于出水口外存在反水弯形成的水封，使净化反应室形成一个密封的气室。净化反应室的压力会随处理液不断经进水通道流入而变得越来越大，当压力等于液体压差和大气压时，形成一个动态的平衡。并且由于所述的进水通道和出水口的单孔通径小于一定数值，原水室内的液体流过透水通道后受反应室内气体压力、液体与反应室内壁吸附力、自身重力及流量共同作用呈水膜状沿净化反应室内壁进入净化反应室内，净化反应室内的液体通过同样能形成水膜的出水口排出，出水的速度由出水口的流通量控制。而当结构为出水口外设有反水弯时是由反水弯形成的水封和上部进水通道处的水膜来完成气室的封闭的，这种结构对出水通道的尺寸不作特殊要求。由于净化反应室的内或外设置有可以将液体进行催化处理的催化装置，可以充分地对呈水膜状流动的水进行催化处理。

上述结构，也可以采用带有开关的出水口进行控制，原水室的液体开始进入净化反应室时，关闭开关，净化反应室形成一个密封的容器，液体进入净化反应室后，净化反应室的压力越来越大，当压力等于液体压差和大气压时，液体停止进入净化反应室。当打开开关，控制出水口的流速，就会形成一个动态的平衡，原水室内的液体呈水膜状进入净化反应室内，净化反应室内的液体通过开关排出，出水的速度由出水口的开关控制。只要保持开关里侧有水封，净化反应室就是密闭的，形成一个密封的气室。由于净化反应室的内或外设置有可以将液体进行催化处理的催化装置，可以充分地对呈水膜状的水进行催化处理。

上述本发明的多相催化反应器，另外一种优选方案是，所述的净化反应室的下部还设置有一个净水室，净化反应室和净水室之间设置有至少一个能够形成水膜的出水口，所述出水口的流通量等于所述的进水通道的流通量；所述净水室为密封容器，其顶部或侧壁上设置有至少一个通孔；所述的原水室为密封容器，其底部或侧壁上设置有至少一个通孔。

上述结构的反应器，在净化反应室的上下两端分别设置有原水室和净化室，当原水室位于上方时，原水室的液体呈水膜状通过进水通道进入净化反应室内，进入净化反应室内的液体又经过出水口进入净化室内。由于所述的进水通道和出水口的直径小于某一数值时，液体表面张力会在进水通道和出水口处形成水封，由于液体的表面张力会形成液膜，这个液膜会分隔开其两侧的液体和气体。由于原水室与净水室相连通，双方的压力保持平衡。原水室的液体由于重力作用，可以向下流动。原水室内的液体呈水膜状经过进水通道，在净化反应室内也呈水膜状流动。由于在净化反应室的内或外设置有催化反应装置，可以更加充分地对液体进行处理。

由于原水室和净水室上均设置有通孔，在液体向下流动过程中，通孔用于排气，使其压力平衡。也可以将原水室和净水室相连通，使其上下保持平衡，使液体依靠重力向下流动。

当原水室的液体全部流经净化室进入净水室后，还可以将设备翻转，同样原理，液体由净化反应室进入原水室内，再次进行处理。可以再反复翻转，多次进行催化反应。

当原水室和净水室的通孔上带有开关时，可以通过开关调节两者的压力，调节流量和流速。

上述本发明的多相催化反应器，其中一种优选方案是，所述净化反应室位于原水室的内部，所述的净化反应室的底部或靠近底部的侧面设置有出水口；所述出水口的总流通量小于等于所述进水通道的总流通量，所述出水口的通径或通水宽度为0.1-8mm，所述净化反应器上方的进水通道直径或通水宽度为2*10^-5-８mm。

本发明结构的工作原理是，所述净化反应室位于原水室的内部，原水室的液体经净化反应室的进水通道进入净化反应室，原水室的液体经进水通道后，液体会进入净化反应室。由于出水口的总通径小于所述进水通道的总通径，使净化反应室形成一个密封的气室。净化反应室的压力越来越大，当压力等于液体压差和大气压时，形成一个动态的平衡。且由于所述的进水通道和出水口的通径小于一定数值，原水室内的液体呈水膜状进入净化反应室内，净化反应室内的液体也通过水膜从出水口排出，出水的速度由出水口的流通量控制。由于净化反应室的内或外设置有可以将液体进行催化处理的催化装置，可以充分地对呈水膜状的水进行催化处理。

上述结构，也可以采用带有开关的出水口进行控制，原水室的液体开始进入净化反应室时，关闭开关，净化反应室形成一个密封的容器，液体进入净化反应室后，净化反应室的压力越来越大，当压力等于液体压差和大气压时，液体停止进行净化反应室。当打开开关，控制出水口的流速，就会形成一个动态的平衡，原水室内的液体呈水膜状进入净化反应室内，净化反应室内的液体由出水口排出，出水的速度由出水口控制。由于净化反应室的内或外设置有可以将液体进行催化处理的催化装置，可以充分地对呈水膜状的水进行催化处理。

根据权利要求1所述的一种多相催化反应器，其特征在于，所述净化反应室底部为开口；所述净化反应室的下部外套有一个净水室，所述净化反应室的底部与净水室的底部之间形成一反水弯状的过水通道；所述净化反应器上方的进水通道直径或通水宽度为2*10^-5-８mm。

上述本发明的多相催化反应器，其中一种优选方案是，所述净化反应室底部密封，所述的出水通道呈管状，连接有一个U形的水密管，所净化反应器上方的进水通道直径或通水宽度为2*10^-5-８mm。

本发明上述结构的工作原理是，在进水通道的直径小于某一数值时，液体表面张力会在进水通道处形成水封。由于液体的表面张力会形成液膜。这个液膜会分隔开其两侧的液体和气体，此时只要分割开的有一侧是封闭的，水都不会流过液膜。

原水室的处理液体经进水通道，处理液体进入净化反应室内，由于反水弯形成的水封出水通道的流通量小于所述进水通道的流通量，使净化反应室形成一个密封的气室。净化反应室的压力越来越大，当压力等于液体压差和大气压时，形成一个动态的平衡。由于进水通道其通径小于一定数值，原水室内的液体呈水膜状进入净化反应室内，净化反应室内的液经过反水弯的水封由出水通道排出，出水的速度由进水通道的通径控制。由于净化反应室的内或外设置有可以将液体进行催化处理的催化装置，可以充分地对呈水膜状的水进行催化处理。

上述本发明的多相催化反应器，优选的，所述的催化反应装置包括有催化剂和促进催化反应的催化发生装置，所述催化剂为光催化催化剂、电催化催化剂或生物催化剂，所述催化发生装置为光发生装置、电发生装置、超声波发生装置、生物能发生装置、微波发生装置或加热装置；所述催化剂设置在净化反应室的内壁上，或者，净化反应室内的催化发生装置上或者附着在位于净化反应室内的载体上；所述催化发生装置设置在净化反应室内，或者净化反应室外壁上或底部或顶部。

上述本发明的多相催化反应器，优选的，所述原水室和净化反应室之间设置有通水板，所述的进水通道设置在通水板上，所述的通水板上设置有过滤层，所述的过滤层上设置有活性炭和离子交换树脂的至少一种；所述的净化反应室为相串联的至少一个；所述通水板呈锥形，所述催化发生装置固定在通水板的锥顶上，并位于净化反应室的中部。

上述本发明的多相催化反应器，优选的，所述的净化反应室的由透紫外光材料制成，净化反应室外面设置有紫外光催化发生装置。

上述本发明的多相催化反应器，优选的，所述净化反应室的侧壁为螺旋形或波浪形，所述进水通道的直径或通水宽度为0.02-2mm，所述出水口的通径或通水宽度为0.05-4mm。

上述本发明的多相催化反应器，优选的，所述的净化反应室为可旋转的旋转体。

上述本发明的多相催化反应器，优选的，所述的净化反应室（5）的下部还设置有一个净水室，净化反应室和净水室之间设置有至少一个能够形成水膜的出水通道，所述出水通道的流通量等于所述的进水通道（2）的流通量；所述原水及净水室均为密封容器且密封连接与反应室外支撑架上，其中部为圆柱形的中空的净化反应室，内壁附着有催化剂，所述的催化剂为光催化剂，内部设置有一个催化反应发生装置，所述的催化反应发生装置为紫外线发生装置；

在净化反应室上端设置有一通水板，通水板上密布有进水通道，下端同样设置有一通水板，通水板上密布有出水通道；所述的通水通道和出水通道的直径均为0.02-2mm的通孔；

所述的上下通水板之间设置有一连接管；

所述净化反应室的上方和下方各设置有一个圆环，两个圆环通过外壳固定为一体；所述的圆环的左右两侧分别开有一个圆孔，圆孔的直径与净化反应室上的连接管的直径相同，并且其中的一个圆孔上连接有一个长通管；

所述长通管的下端口固定在圆环上的圆孔上，长通管的上端口位于原水室或净水室的顶端，并且与顶端有1-5mm的距离；

位于净水室的圆环上长通管与位于原水室的圆环上的长通管位置相对。

支架上的圆环与反应室通水板紧密接触并能转动

当一侧圆环上的长通管通过连接管14与另一侧圆环上的圆孔相通后原水室和净水室即可导通，净化室开始进水净化；

转动净化室可以关闭导通进行翻转，继续转动至连接管14与相对的长通管及圆孔导通后即可开始翻转后的再次净化

反应器内可加入活性炭、离子交换树脂等常用净水材料。

本发明中所用的催化剂镀层为二氧化钛镀层，采用纳米二氧化钛与二氧化硅混合，经500度高温焙烧得到丰富的二氧化钛镀膜管状体。

本发明中所用催化发生装置为9W低压汞灯或3W冷阴极或1WLED紫外灯。采用该种紫外灯对二氧化钛镀层进行照射，对水质进行净化消毒。

为了进一步提高效果，在净化反应室的外壁上设置有与净化反应室内壁上的催化剂层形成对电极的电极，内外壁上的电极施加一个电压，会发生电催化氧化反应，净化反应室内产生一定的氧气，将在紫外线的作用下，产生臭氧，进一步提高净化消毒效果。

本发明在原水室和净水室之间设置带孔的过滤层，充分利用带孔过滤层与净水室之间加水后形成密闭气室所带来的耦合增效作用。在气室中引入紫外光源，在有光催化剂镀层的气室中，利用了光催化氧化以及光电化学反应的耦合协同增强杀菌消毒效果，能彻底将泉水、井水、城市自来水的水中生物、水溶性有机物分解为水和二氧化碳，同时向密闭气室提供氧气，在光线照射下使密闭气室持续保持有臭氧存在。臭氧和紫外线可以将过滤部的活性炭所吸附生长的微生物和有机物消解，使进入密闭气室的碳后水得到前期净化。由于气室的形成和存在，使水只能沿气室内壁所镀催化膜薄层流动，提高了水和催化剂的接触效率，表面照射提高了紫外线的照射效率，也增大了和密闭气室中臭氧的接触反应，各反应系统在密闭气室结构中耦合增效。

本发明的有益效果：

本发明的多相催化反应器，通过形成一种密闭气室，使液体呈液膜状流动，在催化反应装置的作用下，提高液体催化反应的接触面积，提高液体的处理效率；通过在过滤层中设置带孔通水板，对原水进行过滤；当进水通道足够小时，还可以将细菌过滤掉；当净化反应室内的催化反应装置采用紫外线光发生装置时，透过水膜照射到催化剂镀层上发生催化反应，进而增强对水的消毒作用，这种多相形式的消毒方式可以得到更高的消毒效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一结构示意图；

图2为本发明实施例二结构示意图；

图3为本发明实施例三结构示意图；

图4为本发明实施例四结构示意图；

图5为本发明实施例五结构示意图；

图6为本发明实施例六结构示意图；

图7为本发明实施例七结构示意图；

图8为本发明实施例七原水室长通管的结构示意图；

图9为本发明实施例七结构净化反应室的刨面结构示意图；

图中，1、排水通道，2、进水通道，3、原水室，4、过滤层，5、净化反应室，6、催化反应发生装置，7、催化剂，8、出水口，9、净水室,10、底座，11、水密管，12、长通管，13、圆环，14、连接管。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “内”、“外”、“左”、“右”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例一：

如图1所示的一种多相催化反应器，该催化反应器包括原水室3，原水室下部连通有多层净化反应室5，每层净化反应室上部均设置一个通水板，通水板上带有多个进水通道2，进水通道2为直径1mm通孔。

通水板上设置有过滤层4，过滤层为活性炭或离子交换树脂或两者均有。

净化反应室5的底部与净水室9通过进水通道1连通，进水通道1为一狭窄的缝隙，其高度为2mm。

净化反应室的内壁设置有催化剂7，该催化剂为光催化催化剂，该催化剂镀层为二氧化钛膜。净化反应室内部设置催化反应发生装置，所述的催化反应发生装置为光发生装置，该光发生装置可发出紫外线光。光发生装置贯穿整个净化反应室，发出的紫外光将过滤层微孔上的光催化催化剂及净化反应室侧壁上的光催化催化剂进行氧化，对经过光发生装置与催化剂之间的水流进行消毒。

净化反应室的侧壁为螺旋形或波浪形，可以增大催化剂的覆盖面积及水流与催化剂的接触面积。

在原水室顶部设置有进水开关口和电源，进水开关口为翻转式进水上盖，电源为充电电池或太阳能充电板，净化反应室底部设置有表面附着光催化剂的悬浮颗粒，通过光发生装置发出的紫外光对悬浮颗粒进行氧化，进一步对水进行消毒。净水室的顶端或侧面设置有出水口。在净化反应室的外壁上设置有与净化反应室内壁上的催化剂层7形成对电极的电极。

因为紫外灯是由上而下穿过原水室、穿过净化室的，所以源水在原水室首先会受紫外灯部分照射，此阶段属于紫外灯浸没式消毒。由于水中含氧率低，此过程臭氧的产生较少，其消毒作用在于破坏细菌的DNA 结构。当每一次倒出部分净化水后，由于联通器结构，密闭气室两边水压力的不均衡，序批式连续流开始启动，此时紫外灯开始工作。进入过滤部的水会发生活性炭的吸附作用，生物活性炭的形成及其消解作用，利用净水专用活性炭强大的比表面积。水中存在的细菌以及活性炭中残留的细菌最终将形成一种生物活性炭对水中污染物起到生物消解的作用。进入过滤部的水与离子交换树脂进行阴阳离子交换，能够改变水质。

在一定使用时间之后，通过过滤部位的水即碳后水会含有一定量的细菌，但是其所含氯气以及一些重金属和钙镁离子会有所改善，味道和色泽也有所提高，氨氮含量有所降低。穿过滤部的紫外灯将会照射活性炭和离子交换树脂，在过滤部下方的密闭气室中由于空气的存在，在紫外线灯的照射下同步会生成臭氧。臭氧和紫外线通过光化学反应可以生成羟基自由基，是一种广谱氧化剂，可以复活吸附饱和的活性炭。同时活性炭可以催化臭氧产生羟基自由基。

过滤后的水在过滤层和净化室之间，基于水的表面张力，由过滤部的下表面所形成的水膜，过滤部向下延伸管的内表面。以及由水面构成的下表面围合形成一个密闭气室。以压差为动力缓慢流过过滤部的水全是附着在这个管的内表面呈薄层流下，不断升高的水面与延伸管下端接触后，密闭气室就形成，气室内部是空的，只有空气，穿过过滤部而来的紫外灯，处于气室中心轴。水沿着弧形内壁薄层流动的现象刚好满足了紫外线的表面消毒要求、光催化作用所需要的增大接触效率的要求、以及增强将要发生在二氧化钛等光催化剂表面光电化学反应的要求。气室中空气的存在，也为紫外光产生臭氧提供了最初的原料。受光照射的二氧化钛表面会产生光生载流子，在有水存在的条件下，会产生氧气以及强氧化性的自由基（羟基自由基、氧自由基），还能改变半导体膜的表面性质进行亲水性和疏水性的转换，组成合适的对电极结构后，还可以产生氢气。

强氧化性的物质最终会将有机污染物氧化为水和二氧化碳，还原性物质会将经活性炭吸附后尚且残存的氯气还原为HCL。本设备利用能给光催化剂提供最合适的光子能量的紫外线照射，促进高效光催化反应的发生， 让镀有光催化剂的气室内表面产生的强大的自洁能力，其作用强度远超自然光照射，不仅限于处理无机及有机物杂质，分解大肠杆菌内毒素O157，还可以杀死微生物和原生动物并将之分解，防止光复活现象发生。作为一般规则，在电磁辐射中，每个光子相关联的能量越多，对活的生物体就越危险。紫外线通过改变微生物的DNA 而使微生物失活，DNA 不吸收300 纳米以上波长的光，低于200纳米波长的光不能穿透水。紫外线对于水中的原生动物有非常好的消毒作用，无任何二次污染。

由于紫外线在水中的穿透能力差，紫外线多用于表面消毒，本发明的反应器所观察到的薄层流动现象提供了用低辐照强度的紫外线达到高消毒效果的可能。臭氧是最强的化学消毒剂，臭氧的氧化势高于氯、过氧化氢，属于溶菌剂，杀毒彻底。臭氧可通过紫外线照射空气产生，臭氧与紫外线通过光化学反应生成OH·自由基等强氧化性产物，本身氧化性也极强。臭氧直接参与的反应称为D 反应,臭氧一旦溶于水中，便开始衰减生成羟基自由基，（HO·）自由基参与的反应为R 反应。臭氧作为消毒剂主要作用途径还是通过臭氧的直接氧化，所以臭氧余量也是很重要的。空气中约含有21%的氧，本设备催化的二氧化钛表面生成的氧气会不断给密闭气室提供用来生成臭氧。本装置引进的紫外光源，既有253.7 纳米的强效杀毒波长，也能够产生臭氧。臭氧和紫外光在水处理的消杀工艺中各有优势，在水中半衰期短，臭氧对水中的内孢子、细菌和病毒，有非常好的消毒效果。紫外线和臭氧可以互补且产物无副作用，无二次污染是目前最安全的消毒杀菌工艺。

还可以将光发生装置替换为电发生装置或超声波发生装置或热能发生装置或化学能发生装置或微波发生装置或生物能发生装置。

实施例二：

如图2所示，是实施例一基础上的改进，在本实施例中将光发生装置或电发生装置与净水室的底部通过螺纹连接，在净水室底部安装用于驱动光发生装置或电发生装置的电源，净化室仅设置一层，净化室上部设置过滤层，可以从净化室上部将原水室取出后直接将过滤层取出。需要清洁或更换时从底部将光发生装置拧下即可。为方便使用，在净水室的外侧壁安装有把手。

实施例三：

如图3所示，在本实施例中在净水室外部设置一个底座10，底座内部安装电源及紫外灯，或者安装微波发生器或发热器，净水室底部为透紫外光材质，使用时将净水室安装于底座10上，打开紫外灯，在原水室注入待净化的水即可。

实施例四

如图4所示，为本实施例的结构图。

该多相催化反应器，包括有位于上方的原水室3，位于下方的净化反应室5，原水室和净化反应室之间有一通水板，通水板上密布有若干的长条形进水通道2，所述的进水通道2的长度为10mm，宽度为0.1mm。

净化反应室5的内壁上粘接有一层催化剂7，底部侧面有一出水口8，所述出水口的通径为2mm，距离底部为2mm。

净化反应室5的下部设置有一个底座10，底座10上设置有催化反应发生装置6，所述的催反应发生装置为超声波发生器。

原水室内水通过进水通道2后，形成一个水膜状进入净化反应室5内，出水口也同样会形成一水膜，将净化反应室形成一个密封的气室，水会在净化反应室的内壁上呈水膜状流动。

原水室内进水通道2的总流通量大于等于净化反应室内的出水口的总流通量，其出水量由出水口的流通量控制，另外也可以在出水口上安装开关进行控制流量。

通过超声波发生器和催化剂的作用下，对水进行有效的处理。

实施例五

本发明实施例5的多相反应器如图5所示。

该多相催化反应器，包括有位于上方的原水室3，位于下方的净化反应室5，原水室和净化反应室之间有一通水板，通水板上密布有若干的长条形进水通道2，所述的进水通道2的长度为10mm，宽度为5*10^-4mm。

净化反应室5的内壁上粘接有一层催化剂7，所述的催化剂为生物催化剂。

底部有一U形管状的水密管11，所述水密管的通径为20mm。

原水室内水通过进水通道2后，形成一个水膜状进入净化反应室5内，水密管由于U形管，会形成一水密封，将净化反应室形成一个密封的气室，水会在净化反应室的内壁上呈水膜状流动。水在生物催化剂的作用下，对水进行有效的处理。

原水室内进水通道2的总流通量大于等于净化反应室内的U形管的总流通量，其出水量由U形管的流通量控制。

实施例六

本发明实施例六的多相反应器如图6所示。

该多相催化反应器，包括有位于上方的原水室3，位于下方的净化反应室5，原水室和净化反应室之间有一通水板，通水板上密布有若干的圆形的进水通道2，所述的进水通道2直径为5*10-3mm。

净化反应室5的内壁上粘接有一层催化剂7，所述的催化剂为生物催化剂。

底部有一出水口8，所述出水口的直径为8mm。

原水室内水通过进水通道2后，形成一个水膜状进入净化反应室5内，出水口会形成一水密封，将净化反应室形成一个密封的气室，水会在净化反应室的内壁上呈水膜状流动。水在生物催化剂的作用下，对水进行有效的处理。

原水室内进水通道2的总流通量大于等于净化反应室内的出水口的总流通量，其出水量由出水口的流通量控制，另外也可以在出水口上安装开关进行控制流量。

实施例七

本发明的多相反应器如图7和图8和图9所示。

该多相反应器的中部为圆柱形的中空的净化反应室5，内壁粘接有催化剂7，所述的催化剂为光催化剂，中部设置有一个催化反应发生装置6，所述的催化反应发生装置为紫外线发生装置。在净化反应室上端设置有一通水板，通水板上密布有进水通道2，下端同样设置有一通水板，通水板上密布有出水通道1。所述的通水通道2和出水通道1的直径均为1mm的通孔。

所述的上下通水板之间设置有一连接管14，连接管的直径为20mm。

所述净化反应室5的上方和下方各设置有一个圆环15，两个圆环15通过外壳固定为一体，净化反应室5可以在两个圆环之间转动。外壳的上下分别设置有原水室3和净水室9。

所述的圆环的左右两侧分别开有一个圆孔，圆孔的直径与净化反应室上的连接管14的直径相同，并且其中的一个圆孔上连接有一个长通管12。长通管12的直径与接连管的直径也相同。所述长通管12的下端口固定在圆环上的圆孔上，并与连通管正好相对口，长通管12的上端口位于原水室的顶端，并且与顶端有3mm的距离。位于净水室的圆环、圆孔与长通管，结构基本相同，位于净水室的长通管与位于原水室的长通管相对。

原水室3和净水室的底面开口，分别与净化反应室通过通水板相连通。

通过转动净化反应室5，使连接管14的上端口与原水室内的圆环上的长通管相通。净水室内的圆环上的长通管位置正好相对称。

当原水室在上，净水室在下，原水室的水经过进水通孔呈水膜状进入净化反应室内，由于净化反应室的底部同样具有出水通道，水呈水膜状排出，进入净水室内。水经过中部的紫外光和内壁上的光催化剂，可以最大限度地对水进行处理。随着水进入净水室内，净水室的气体经过连通管和原水室长通管进入原水室内，使原水室和净水室保持压力平衡。

当原水室的水全部进入净水室后，转动净化反应室，旋转180度后，使净化室内的长通管正好与连通管对口，将上述装置翻转，净水室的水经净化反应室进入原水室内，再将对水进行处理。通过上述装置，可以多次对水进行处理。

支架上的圆环与反应室通水板紧密接触并能转动

当一侧圆环上的长通管通过连接管14与另一侧圆环上的圆孔相通后原水室和净水室即可导通，净化室开始进水净化；

转动净化室可以关闭导通进行翻转继续转动至连接管14与相对的长通管及圆孔联通后即可开始翻转后的再次净化反应器内可加入活性炭、离子交换树脂等常用净水材料。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种多相催化反应器，其特征在于，包括用于盛放处理液的原水室（3），原水室下方或内部设置有至少一个净化反应室（5）；所述的净化反应室为可形成密封的中空的容器，所述的净化反应室（5）上部设置有至少一个能够形成水膜的进水通道（2），所述的进水通道（2）与原水室（3）相连通，所述原水室（3）的处理液可以经进水通道后形成一水膜状进入净化反应室内；所述净化反应室的底部或下部具有至少一个能够形成水膜的出水口（8）、带有开关的出水通道或具有反水弯的能够形成水封的出水通道（1）；所述净化反应室内或外设置有能对处理液进行处理的催化反应装置；

所述的催化反应装置包括有催化剂（７）和促进催化反应的催化发生装置（6），所述催化剂为光催化催化剂、电催化催化剂或生物催化剂，所述催化发生装置为光发生装置、电发生装置、超声波发生装置、生物能发生装置、微波发生装置或加热装置；所述催化剂（7）设置在净化反应室的内壁上，或者，净化反应室内的催化发生装置上或者附着在位于净化反应室内的载体上；所述催化发生装置设置在净化反应室内，或者净化反应室外壁上或底部或顶部。

2.根据权利要求1所述的一种多相催化反应器，其特征在于，所述出水口的总流通量小于或等于所述进水通道（2）的总流通量；所述进水通道的直径或通水宽度为2*10^-5-８mm，所述出水口（8）的通径或通水宽度为0.01-8mm。

3.根据权利要求2所述的一种多相催化反应器，其特征在于，所述的净化反应室（5）的下部还设置有一个净水室，净化反应室和净水室之间设置有至少一个能够形成水膜的出水通道，所述出水通道的流通量等于所述的进水通道（2）的流通量；所述净水室为密封容器，其顶部或侧壁上设置有至少一个通孔；所述的原水室（3）为密封容器，其底部或侧壁上设置有至少一个通孔。

4.根据权利要求1所述的一种多相催化反应器，其特征在于，所述净化反应室（5）位于原水室（3）的内部，所述的净化反应室的底部或靠近底部的侧面设置有出水口；所述出水口的流通量小于等于所述进水通道（2）的流通量，所述出水口的通径或通水宽度为0.1-8mm，所述净化反应室上方的进水通道直径或通水宽度为2*10^-5-８mm。

5.根据权利要求1所述的一种多相催化反应器，其特征在于，所述净化反应室底部为开口；所述净化反应室的下部外套有一个净水室（9），所述净化反应室（5）的底部与净水室（9）的底部之间形成一反水弯状的出水通道（1）；所述净化反应室上方的进水通道直径或通水宽度为2*10^-5-８mm。

6.根据权利要求1所述的一种多相催化反应器，其特征在于，所述净化反应室底部密封，所述的出水通道呈管状，连接有一个U形的水密管（11），所净化反应室上方的进水通道直径或通水宽度为2*10^-5-８mm。

7.根据权利要求1所述的一种多相催化反应器，其特征在于，所述原水室和净化反应室之间设置有通水板，所述的进水通道设置在通水板上，所述的通水板上设置有过滤层（4），所述的过滤层上设置有活性炭和离子交换树脂的至少一种；所述的净化反应室（5）为相串联的至少一个；所述通水板呈锥形，所述催化反应装置固定在通水板的锥顶上，并位于净化反应室的中部。

8.根据权利要求5所述的一种多相催化反应器，其特征在于，所述的净水室（9）的底部由透光材料制成，净水室（9）下外面还设置有一底座，底座上设置有光催化发生装置。

9.根据权利要求1所述的一种多相催化反应器，其特征在于，所述净化反应室的侧壁为螺旋形或波浪形，所述进水通道的直径或通水宽度为0.1-2mm，所述出水口的通径或通水宽度为0.1-3mm。

10.根据权利要求1所述的一种多相催化反应器，其特征在于，所述的净化反应室为可旋转的旋转体。

11.根据权利要求1所述的一种多相催化反应器，其特征在于，所述的净化反应室（5）的下部还设置有一个净水室，净化反应室和净水室之间设置有至少一个能够形成水膜的出水通道，所述出水通道的流通量等于所述的进水通道（2）的流通量；所述原水及净水室均为密封容器且密封连接与反应室外支撑架上，其中部为可转动的圆柱形的中空的净化反应室（5），内壁附着有催化剂（7），所述的催化剂为光催化剂，内部设置有催化发生装置（6），所述的催化发生装置为紫外线发生装置；

在净化反应室上端设置有一通水板，通水板上密布有进水通道（2），下端同样设置有一通水板，通水板上密布有出水通道（1）；所述的进水通道（2）和出水通道1的直径均为0.01-2mm的通孔；上端的通水板和下端的通水板之间设置有一连接管（14）；

所述外支撑架在净化反应室（5）的上方和下方各设置有一个圆环（15），两个圆环（15）通过外支撑架外壳固定为一体；所述的圆环的左右两侧分别开有一个圆孔，圆孔的直径与净化反应室上的连接管（14）的直径相同，并且其中的一个圆孔上连接有一个长通管（12）；

所述长通管（12）的下端口固定在圆环上的圆孔上，长通管（12）的上端口位于原水室或净水室的顶端，并且与顶端有1-5mm的距离；

位于净水室的圆环上长通管与位于原水室的圆环上的长通管位置相对；

外支撑架上的圆环与反应室通水板紧密接触并能转动；

当一侧圆环上的长通管通过连接管（14）与另一侧圆环上的圆孔相通后原水室和净水室即可导通，净化室开始进水净化；

转动净化室可以关闭导通进行翻转，继续转动至连接管（14）与相对的长通管及圆孔导通后即可开始翻转后的再次净化；

反应器内加入活性炭、离子交换树脂常用净水材料。

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