CN113979528A - 一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，涉及污水处理技术领域。本发明包括基座；基座上表面固定有反应罐，反应罐内部设置有与其转动配合的旋转催化装置；反应罐外部贯通连接有套设于反应罐上的回流温热器，回流温热器上端部固定有与旋转催化装置连接的回流管；基座上表面对称设置有两传热组件，回流温热器与传热组件间隙配合；基座上表面对称设置有两供热器，供热器与传热组件相贴合。本发明通过回流温热器、回流管、增压器、回流组件、传热组件和供热器的设计，可实现回流温热器内的污水的加热，再通过反应罐、回流温热器、回流管和回流组件形成的回路，实现反应罐内污水的回流式加热，大大提高了污水加热的均匀度。

Description

一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，特别是涉及一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器。

背景技术

众所周知，多相催化氧化技术，是利用负载特殊组分碳基催化剂填充，同时通水曝气，形成三相接触流化床体系，以保证水中溶氧更大面积的在催化剂表面产生催化反应，产生羟基自由基物质，用于氧化分解有机污染物。

然而，本申请发明人在实施本发明具体实施例的过程中，发现现有技术中的污水催化反应装置仍然存在以下几点不足：(1)现有的污水催化反应装置大多采用搅拌子或搅拌杆进行搅拌，不仅搅拌效率低和搅拌效果差，而且不易保证污水中一定的溶氧量，使得产生的羟基自由基物质较少，进而降低污水处理效果；(2)非均相催化剂一般直接投放在污水中混合搅拌，不便于反应后非均相催化剂的回收，而且在取样时易导致非均相催化剂催化剂的流失；(3)一般直接通过外部加热设备对反应容器进行加热，局部加热后通过搅拌形式实现整个反应溶液的加热，整个反应溶液的受热受到搅拌的限制，不利于保证反应溶液受热的均匀度，进而导致污水处理效果较差。为此，我们设计了一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，用以解决上述中的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，通过反应罐、回流驱转机构、旋转催化组件、受力组件、回流温热器、回流管、传热组件、供热器、回流组件和驱转推进器的设计，解决了现有的污水催化反应装置大多采用搅拌子或搅拌杆进行搅拌，不仅搅拌效率低和搅拌效果差，而且不易保证污水中一定的溶氧量，使得产生的羟基自由基物质较少，进而降低污水处理效果，不便于反应后非均相催化剂的回收，反应溶液受热的均匀度较低，进而导致污水处理效果较差的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，包括基座；所述基座上表面固定有反应罐，所述反应罐内部设置有与其转动配合的旋转催化装置；所述反应罐外部贯通连接有套设于反应罐上的回流温热器，所述回流温热器上端部固定有与旋转催化装置连接的回流管；所述基座上表面对称设置有两传热组件，所述回流温热器介于两传热组件之间且回流温热器与传热组件间隙配合；所述基座上表面对称设置有两供热器，所述供热器与传热组件位置相适配且两者相贴合。

进一步地，所述反应罐包括罐体，所述罐体内表面靠近底部位置开设有出水孔，所述罐体顶部开设有与其同轴心的环形滑槽；所述罐体外表面分别安装有温控器和增压器，所述罐体内部设置有温度传感器，所述温度传感器与温控器电性连接，所述温控器与供热器电性连接。

进一步地，所述回流温热器包括螺旋温热管，所述螺旋温热管贴合于罐体外表面；所述螺旋温热管下端部连接有双通接头，所述双通接头与出水孔固定连接，所述螺旋温热管上端部与回流管固定连接。

进一步地，所述传热组件包括中空传导板，所述中空传导板内表面开设有间断螺旋槽道，所述间断螺旋槽道与螺旋温热管间隙配合。

进一步地，所述供热器包括密封供热箱，所述密封供热箱与中空传导板外表面紧密贴合；所述密封供热箱内部设置有光供热器件。

进一步地，所述旋转催化装置由回流驱转机构、旋转催化组件和受力组件构成，所述回流驱转机构与旋转催化组件转动连接，所述受力组件与旋转催化组件固定连接，多个所述受力组件呈环向均匀设置。

进一步地，所述旋转催化组件包括密封盘，所述密封盘底部固定有限位环，所述限位环与环形滑槽滑动配合；所述密封盘顶部中心位置设置有连接轴承，且所述密封盘顶部开设有进水口。

所述密封盘底部沿环向均布有若干催化剂储棒，所述催化剂储棒与密封盘活动连接；所述受力组件包括固定环，所述固定环外部连接有受力板，所述固定环套设连接于催化剂储棒上。

进一步地，所述回流驱转机构包括回流组件和驱转推进器；所述回流组件包括连接于连接轴承内部的中空回流柱，所述中空回流柱底部与罐体内底部活动连接，所述中空回流柱顶部安装有单向阀，所述单向阀进水端与回流管固定连接；所述中空回流柱外表面分别开设有回水孔和连接孔，所述连接孔与驱转推进器固定连接。

进一步地，所述驱转推进器由驱转推进组件和旋转调节组件构成；所述驱转推进组件包括管状推进头，所述管状推进头一端固定于连接孔，所述管状推进头另一端对应受力板；所述管状推进头外表面开设有同轴心的安装槽，所述安装槽内壁开设有同轴心的导向滑孔，所述管状推进头内表面设置有多组固定件，每组所述固定件由两挡盘组成，所述导向滑孔介于两挡盘之间。

所述旋转调节组件包括套设于管状推进头外部的转动环，所述转动环内表面固定有与安装槽间隙配合的密封环，所述密封环内表面通过滑杆固定有口径调节盘，所述口径调节盘与管状推进头内表面滑动配合；所述口径调节盘介于每组固定件的两挡盘之间，且所述口径调节盘与挡盘磁性相吸。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过回流温热器、回流管、增压器、回流组件、传热组件和供热器的设计，可实现回流温热器内的污水的加热，再通过反应罐、回流温热器、回流管和回流组件形成的回路，实现反应罐内污水的回流式加热，大大提高了污水加热的均匀度，进而有利于增加污水处理效果。

2、本发明通过回流驱转机构、旋转催化组件、受力组件和驱转推进器的设计，利用驱转推进器喷出的回流水冲击受力组件，使得环向设置的多个受力组件进行同步转动，进而实现旋转催化组件的转动，在回流水搅动以及旋转催化组件的转动搅拌下，大大提高了污水搅拌效率，同时有效保证污水中一定的溶氧量，使得产生更多的羟基自由基，进而增加污水处理效果。

3、本发明通过在密封盘底部设置多个催化剂储棒，将非均相催化剂填装在多孔催化剂储棒中，通过催化剂储棒的旋转增加催化剂与污水的接触面积，进而提高了催化效果，同时便于实现反应后催化剂的回收。

4、本发明通过管状推进头、安装槽、导向滑孔、挡盘、转动环、密封环和口径调节盘的设计，转动转动环，使口径调节盘沿着挡盘进行滑动，可灵活调节口径调节盘与挡盘的相对位置，进而实现管状推进头实际出水口径的调节，满足不同搅拌速率的需求。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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为一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器的结构示意图。

图2为反应罐的结构示意图。

图3为回流温热器的结构示意图。

图4为传热组件的结构示意图。

图5为供热器的结构示意图。

图6为旋转催化装置的结构示意图。

图7为图6的结构仰视图。

图8为旋转催化组件的结构示意图。

图9为受力组件的结构示意图。

图10为回流驱转机构的结构示意图。

图11为回流组件的结构示意图。

图12为驱转推进器的结构示意图。

图13为图12的结构侧视图。

图14为驱转推进组件内部结构示意图。

图15为旋转调节组件的结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-基座，2-反应罐，201-罐体，202-出水孔，203-环形滑槽，204-温控器，205-增压器，3-旋转催化装置，31-回流驱转机构，32-旋转催化组件，321-密封盘，322-限位环，323-连接轴承，324-进水口，325-催化剂储棒，33-受力组件，331-固定环，332-受力板，4-回流温热器，401-螺旋温热管，402-双通接头，5-回流管，6-传热组件，601-中空传导板，602-间断螺旋槽道，7-供热器，701-密封供热箱，702-光供热器件，8-回流组件，801-中空回流柱，802-单向阀，803-回水孔，804-连接孔，9-驱转推进器，91-驱转推进组件，911-管状推进头，912-安装槽，913-导向滑孔，914-挡盘，92-旋转调节组件，921-转动环，922-密封环，923-口径调节盘。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-15，本发明为一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，包括基座1；基座1上表面固定有反应罐2，反应罐2内部设置有与其转动配合的旋转催化装置3；反应罐2外部贯通连接有套设于反应罐2上的回流温热器4，回流温热器4上端部固定有与旋转催化装置3连接的回流管5，通过回流温热器4、回流管5以及旋转催化装置3形成一个污水回流路径，可实现反应罐2内污水的回流式加热，有利于增加污水受热的均匀度，进而提高污水处理效果；

基座1上表面对称设置有两传热组件6，回流温热器4介于两传热组件6之间且回流温热器4与传热组件6间隙配合，开始时反应罐2内污水和回流温热器4内污水是连通的，通过传热组件6将热量传导至回流温热器4，使得回流温热器4内的污水受热升温，经回流温热器4内污水的回流运动，实现反应罐2内污水的回流式加热；

基座1上表面对称设置有两供热器7，供热器7与传热组件6位置相适配且两者相贴合。

本实施例中，反应罐2包括罐体201，罐体201内表面靠近底部位置开设有出水孔202，罐体201顶部开设有与其同轴心的环形滑槽203；

罐体201外表面分别安装有温控器204和增压器205，罐体201内部设置有温度传感器，温度传感器与温控器204电性连接，温控器204与供热器7电性连接；通过温控器204控制供热器7对污水进行加热，污水中的温度传感器及时将污水温度传至温控器204，温控器204处理后对供热器7进行控制，进而实现罐体201内污水的有效控温，使其保持在反应所需的温度范围内。

本实施例中，回流温热器4包括螺旋温热管401，螺旋温热管401贴合于罐体201外表面，使得螺旋温热管401上的部分热量可直接传导至罐体201上，进而对罐体201内的污水进行加热；

螺旋温热管401下端部连接有双通接头402，双通接头402与出水孔202固定连接，螺旋温热管401上端部与回流管5固定连接，通过对罐体201内部增压，使得其中的污水由出水孔202流入螺旋温热管401和回流管5中。

本实施例中，传热组件6包括中空传导板601，其内部储放热量传导液，中空传导板601内表面开设有间断螺旋槽道602，此间断螺旋槽道602位于中空传导板601的外侧，间断螺旋槽道602与螺旋温热管401间隙配合。

本实施例中，供热器7包括密封供热箱701，密封供热箱701与中空传导板601外表面紧密贴合；密封供热箱701内部设置有光供热器件702；通过密封供热箱701内的光供热器件702照射传热组件6，通过传热组件6内的热量传导液将热量传至螺旋温热管401上，用于螺旋温热管401内污水的加热。

本实施例中，旋转催化装置3由回流驱转机构31、旋转催化组件32和受力组件33构成，回流驱转机构31与旋转催化组件32转动连接，受力组件33与旋转催化组件32固定连接，多个受力组件33呈环向均匀设置。

本实施例中，旋转催化组件32包括密封盘321，密封盘321底部固定有限位环322，限位环322与环形滑槽203滑动配合，使得旋转催化组件32可沿着环形滑槽203转动；

密封盘321顶部中心位置设置有连接轴承323，且密封盘321顶部开设有进水口324，催化反应过程中的取样也在进水口324处进行；密封盘321底部沿环向均布有若干催化剂储棒325，非均相催化剂被填装在多孔结构的催化剂储棒325内部，催化剂储棒325与密封盘321活动连接，可根据催化反应中非均相催化剂的用量，灵活调节催化剂储棒325的数量。

本实施例中，受力组件33包括固定环331，固定环331外部连接有受力板332，固定环331套设连接于催化剂储棒325上；回流驱转机构31包括回流组件8和驱转推进器9；利用驱转推进器9喷出的回流水冲击受力组件33，使得环向设置的多个受力组件33进行同步转动，进而实现旋转催化组件32的转动，在回流水搅动以及旋转催化组件32的转动搅拌下，大大提高了污水搅拌效率，同时有效保证污水中一定的溶氧量，使得产生更多的羟基自由基，进而增加污水处理效果。

回流组件8包括连接于连接轴承323内部的中空回流柱801，中空回流柱801底部与罐体201内底部活动连接，使得旋转催化组件32转动过程中回流组件8不发生转动，中空回流柱801顶部安装有单向阀802，单向阀802进水端与回流管5固定连接，保证罐体201内的污水不会沿着中空回流柱801往上反流至螺旋温热管401和回流管5中；

中空回流柱801外表面分别开设有回水孔803和连接孔804，连接孔804与驱转推进器9固定连接；利用回流温热器4对螺旋温热管401内的污水加热后，再通过反应罐2、回流温热器4、回流管5和回流组件8形成的回路，使得反应罐2内的污水从出水孔202压出，由中空回流柱801上的回水孔803再次回流至反应罐2内，实现反应罐2内污水的回流式加热，大大提高了污水加热的均匀度，进而有利于增加污水处理效果。

本实施例中，驱转推进器9由驱转推进组件91和旋转调节组件92构成，通过转动旋转调节组件92，可实现驱转推进组件91出水流量的调节，进而实现驱转推进器9的推力大小的控制；

驱转推进组件91包括管状推进头911，管状推进头911一端固定于连接孔804，管状推进头911另一端对应受力板332；被回流至中空回流柱801中的污水沿着连接孔804进入到管状推进头911中，利用管状推进头911形成的压力水流柱对受力板332进行冲击，在冲击力作用下实现旋转催化组件32的旋转，进而使得催化剂储棒325中的非均相催化剂在污水中进行旋转移动，从而增加非均相催化剂与污水接触面积，提高催化反应效果。

管状推进头911外表面开设有同轴心的安装槽912，安装槽912内壁开设有同轴心的导向滑孔913，管状推进头911内表面设置有多组固定件，每组固定件由两挡盘914组成，导向滑孔913介于两挡盘914之间；

旋转调节组件92包括套设于管状推进头911外部的转动环921，转动环921内表面固定有与安装槽912间隙配合的密封环922，使得管状推进头911内的污水不会从导向滑孔913处流出，密封环922内表面通过滑杆固定有口径调节盘923，口径调节盘923与管状推进头911内表面滑动配合；转动转动环921，使口径调节盘923沿着挡盘914进行滑动，可灵活调节口径调节盘923与挡盘914的相对位置，进而实现管状推进头911实际出水口径的调节，满足不同搅拌速率的需求。

口径调节盘923介于每组固定件的两挡盘914之间，且口径调节盘923与挡盘914磁性相吸，当转动转动环921将口径调节盘923转动调节至所需位置后，利用口径调节盘923与挡盘914磁性相吸作用，实现转动后的口径调节盘923位置的固定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，包括基座(1)；其特征在于：所述基座(1)上表面固定有反应罐(2)，所述反应罐(2)内部设置有与其转动配合的旋转催化装置(3)；所述反应罐(2)外部贯通连接有套设于反应罐(2)上的回流温热器(4)，所述回流温热器(4)上端部固定有与旋转催化装置(3)连接的回流管(5)；

所述基座(1)上表面对称设置有两传热组件(6)，所述回流温热器(4)介于两传热组件(6)之间且回流温热器(4)与传热组件(6)间隙配合；

所述基座(1)上表面对称设置有两供热器(7)，所述供热器(7)与传热组件(6)位置相适配且两者相贴合。

2.根据权利要求1所述的一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，其特征在于，所述反应罐(2)包括罐体(201)，所述罐体(201)内表面靠近底部位置开设有出水孔(202)，所述罐体(201)顶部开设有与其同轴心的环形滑槽(203)；

所述罐体(201)外表面分别安装有温控器(204)和增压器(205)，所述罐体(201)内部设置有温度传感器，所述温度传感器与温控器(204)电性连接，所述温控器(204)与供热器(7)电性连接。

3.根据权利要求2所述的一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，其特征在于，所述回流温热器(4)包括螺旋温热管(401)，所述螺旋温热管(401)贴合于罐体(201)外表面；

所述螺旋温热管(401)下端部连接有双通接头(402)，所述双通接头(402)与出水孔(202)固定连接，所述螺旋温热管(401)上端部与回流管(5)固定连接。

4.根据权利要求3所述的一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，其特征在于，所述传热组件(6)包括中空传导板(601)，所述中空传导板(601)内表面开设有间断螺旋槽道(602)，所述间断螺旋槽道(602)与螺旋温热管(401)间隙配合。

5.根据权利要求4所述的一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，其特征在于，所述供热器(7)包括密封供热箱(701)，所述密封供热箱(701)与中空传导板(601)外表面紧密贴合；

所述密封供热箱(701)内部设置有光供热器件(702)。

6.根据权利要求5所述的一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，其特征在于，所述旋转催化装置(3)由回流驱转机构(31)、旋转催化组件(32)和受力组件(33)构成，所述回流驱转机构(31)与旋转催化组件(32)转动连接，所述受力组件(33)与旋转催化组件(32)固定连接，多个所述受力组件(33)呈环向均匀设置。

7.根据权利要求6所述的一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，其特征在于，所述旋转催化组件(32)包括密封盘(321)，所述密封盘(321)底部固定有限位环(322)，所述限位环(322)与环形滑槽(203)滑动配合；

所述密封盘(321)顶部中心位置设置有连接轴承(323)，且所述密封盘(321)顶部开设有进水口(324)；

所述密封盘(321)底部沿环向均布有若干催化剂储棒(325)，所述催化剂储棒(325)与密封盘(321)活动连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，其特征在于，所述受力组件(33)包括固定环(331)，所述固定环(331)外部连接有受力板(332)，所述固定环(331)套设连接于催化剂储棒(325)上。

9.根据权利要求8所述的一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，其特征在于，所述回流驱转机构(31)包括回流组件(8)和驱转推进器(9)；

所述回流组件(8)包括连接于连接轴承(323)内部的中空回流柱(801)，所述中空回流柱(801)底部与罐体(201)内底部活动连接，所述中空回流柱(801)顶部安装有单向阀(802)，所述单向阀(802)进水端与回流管(5)固定连接；

所述中空回流柱(801)外表面分别开设有回水孔(803)和连接孔(804)，所述连接孔(804)与驱转推进器(9)固定连接。

10.根据权利要求9所述的一种基于催化反应机理的回流式污水处理反应器，其特征在于，所述驱转推进器(9)由驱转推进组件(91)和旋转调节组件(92)构成；

所述驱转推进组件(91)包括管状推进头(911)，所述管状推进头(911)一端固定于连接孔(804)，所述管状推进头(911)另一端对应受力板(332)；

所述管状推进头(911)外表面开设有同轴心的安装槽(912)，所述安装槽(912)内壁开设有同轴心的导向滑孔(913)，所述管状推进头(911)内表面设置有多组固定件，每组所述固定件由两挡盘(914)组成，所述导向滑孔(913)介于两挡盘(914)之间；

所述旋转调节组件(92)包括套设于管状推进头(911)外部的转动环(921)，所述转动环(921)内表面固定有与安装槽(912)间隙配合的密封环(922)，所述密封环(922)内表面通过滑杆固定有口径调节盘(923)，所述口径调节盘(923)与管状推进头(911)内表面滑动配合；

所述口径调节盘(923)介于每组固定件的两挡盘(914)之间，且所述口径调节盘(923)与挡盘(914)磁性相吸。

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