CN114835319A - 一种光催化污水处理装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光催化污水处理装置及方法，包括：筒体，设置在筒体内部的内筒以及固定连接在筒体顶端的筒盖，进水管和进料管分别连接在筒盖上，用于向内筒中分别注入污水和催化剂；催化光源安装在筒盖的内壁，筒盖上方固定安装驱动组件，驱动组件的转轴伸入筒体内，转轴通过弹性组件与内筒的内壁固定连接，驱动组件通过转轴和弹性组件驱动内筒在筒体的内部进行周向转动和轴向震动。该光催化污水处理装置对污水处理效率高、污水过滤流畅且能控制污水的处理速度。

Description

一种光催化污水处理装置及方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，尤其涉及一种光催化污水处理装置及方法。
背景技术
污水的排放需要达到一定的标准，因而需要对其进行净化处理。当前，污水处理被广泛应用于建筑、农业、交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地进入百姓的日常生活中。
光催化污水处理是目前污水处理的常见方式。如CN207632654U公开了光催化型污水处理装置，包括有污水处理箱，污水处理箱包括有外桶、中桶以及内桶，内桶深入到中桶内并且接近中桶的底部，形成上翻通道，侧壁与中桶的侧壁留有间隙，形成上涌通道，外桶包围在中桶外部，中桶的上缘低于外桶的上顶面，并且留有空间形成下涌通道，中桶通过支架连接在外桶内并且与外桶的四周都留有间距，形成下泄通道，外桶的底部连接排水管与下涌通道连通，搅动装置的中心连接有转轴，转轴上固定有搅动叶片，搅动叶片的表面涂有催化剂涂层，在内桶的侧壁上设置有发光装置。
但是，现有技术中的光催化污水处理装置的结构仍不够简洁、高效，对污水的处理效率和质量都偏低。同时，处理装置在进行污水处理时，容易出现排污堵塞的现象，且处理装置无法针对污水处理速度进行精准控制。
因此，如何设置一种光催化污水处理装置，以实现高效、高质量、且能精准控制的污水处理是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种光催化污水处理装置及方法，设置筒体及内筒的装置结构，内筒进行周向转动和轴向震动，使得处理过程中污水和催化剂混合均匀，以提高污水处理的效率；内筒排水处设置滤罩，且滤罩进行周向的转动，结合内筒的轴向震动，缓解消除了排污堵塞现象；在进水管上方设置支撑筒结构，调整污水进水速度，确保和进料管进料比例保持平衡，实现了污水处理的精准控制，提升了污水处理质量。
第一方面，本发明提供一种光催化污水处理装置，包括：筒体，设置在筒体内部的内筒以及固定连接在筒体顶端的筒盖，进水管和进料管分别连接在筒盖上，用于向内筒中分别注入污水和催化剂；
催化光源安装在筒盖的内壁，筒盖上方固定安装驱动组件，驱动组件的转轴伸入筒体内，转轴通过弹性组件与内筒的内壁固定连接，驱动组件通过转轴和弹性组件驱动内筒在筒体的内部进行周向转动和轴向震动。
驱动组件驱动内筒转动，使得进料管和进水管进入内筒内的污水和催化剂通过内筒的周向转动和轴向震动，混合充分均匀，从而提升了污水处理的效率、污水处理速度更快、质量更高。
进一步的，弹性组件包括滑筒、导筒和连杆；
滑筒的上端与转轴外侧滑动连接，下端与两个导筒的前端固定，且两个导筒的后端均分别滑动连接两个连杆的前端，两个连杆的后端与内筒内壁固定，两个导筒和两个连杆均设置在同一水平线上；
两个导筒内均分别设置弹簧，弹簧的前端和滑筒固定连接，弹簧的后端和对应的连杆固定连接，导筒与连杆通过弹簧滑动连接。
进一步的，转轴外侧与滑筒滑动连接的位置设有滑槽，滑筒在对应滑槽的位置设有销孔，滑销螺纹连接销孔，并与滑槽配合，对滑筒和转轴进行连接，滑槽的长度大于销孔的直径。
进一步的，还包括滤罩，内筒的剖面结构呈倒凹字形，内筒底端包括凸起部，凸起部为开口筒状结构，滤罩套设在凸起部的顶端；
滤罩的侧壁螺纹连接限位销，凸起部的侧壁开设周向的环槽，环槽内滑动连接限位销，限位销与环槽配合，对内筒和滤罩进行连接，滤罩沿环槽转动；
滤罩的顶端固定设置支撑轴，支撑轴向凸起部的底端延伸，支撑轴的底端设置扇叶。
内筒排水处设置滤罩，且滤罩进行周向的转动，结合内筒的轴向震动，缓解消除了排污堵塞现象。
进一步的，还包括固定在筒盖上的支撑筒，支撑筒套设在进水管的上方；
支撑筒的侧壁开设轴向的导槽，滑杆通过导槽贯穿支撑筒，活塞的上端固定连接在滑杆上，活塞的下端与进水管接触，滑杆沿导槽在轴向移动，带动活塞实现与进水管压紧和脱离的调节。
进一步的，滑杆套设波纹套，波纹套的两端均分为上边和下边，上边粘接在导槽上方的支撑筒内壁上，下边粘接在导槽下方的支撑筒内壁上。
进一步的，支撑筒的外侧壁螺纹连接螺环，在支撑筒外侧的滑杆部分的下端固定设置半圆块，半圆块和螺环接触，螺环沿支撑筒的侧壁做螺纹运动，带动滑杆在轴向移动；
支撑筒的内侧壁固定设置支撑杆，支撑杆上固定设置挡盘，压簧的上端和挡盘固定，下端和活塞的上端固定连接。
活塞在支撑筒内进行轴向的移动，进而使得进水管的进水口径发生变化，调整污水的进水速度，进而确保和进料管进料比例保持均衡。
进一步的，还包括固定套装在筒体内的支撑环，支撑环设置在内筒的下部，用于支撑内筒，支撑环的内环镂空直径大于内筒污水出口处的直径。
进一步的，内筒的底端外壁上固定设置多个弹片，支撑环的上端固定设置多个凸块，内筒沿周向转动时弹片和凸块接触碰撞，内筒实现轴向震动。
弹片和凸块碰撞，同时扇叶在水流的作用下带动滤罩转动，进而使得滤罩不易堵塞；同时弹片和凸块的碰撞实现内筒在轴向上的震动，使得污水和催化剂混合更加充分，提升了污水处理的效率。
第二方面，本发明还提供一种使用如以上光催化污水处理装置的污水处理方法，包括如下步骤：
S1：污水从进水管进入内筒，催化剂通过进料管进入内筒：
S2：启动催化光源进行发光催化，启动驱动组件，驱动组件通过转轴和弹性组件驱动内筒在筒体的内部进行周向转动和轴向震动；
S3：内筒中的污水和催化剂在光催化下混合转动设定时间后排出，完成污水的处理过程。
本发明提供的一种光催化污水处理装置及方法，至少包括如下有益效果：
(1)进入内筒的污水和催化剂在内筒的周向转动和轴向震动中，充分混合，提升了污水处理速度和处理质量；
(2)滤罩周向转动配合内筒弹片和支撑环凸块碰撞带来的轴向震动，同时结合水流下扇叶的转动，能有效缓解消除污水排放中可能出现的堵塞现象；
(3)进水管上方的支撑筒、支撑筒内部活塞及相应内部结构，使得进水管的进水口径发生变化，使得进水速度可以调整，进而确保和进料管进料比例保持均衡，实现了污水处理的精准控制。
附图说明
图1为本发明提供的光催化污水处理设备的整体结构立体图；
图2为本发明提供的光催化污水处理设备的正视剖面示意图；
图3为本发明提供的图2中A处结构的放大示意图；
图4为本发明提供的图2中B处结构的放大示意图；
图5为本发明提供的支撑筒结构的正视剖面示意图。
附图标记说明：1、筒体；2、内筒；201、凸起部；3、筒盖；4、催化光源；5、进水管；6、进料管；7、驱动组件；8、转轴；9、滑筒；10、滑销；101、销孔；11、滑槽；12、导筒；13、滤罩；14、限位销；15、环槽；16、支撑轴；17、扇叶；18、支撑环；19、凸块；20、弹片；21、支脚；22、支撑筒；23、活塞；24、滑杆；25、波纹套；251、上边；252、下边；26、导槽；27、螺环；28、半圆块；29、支撑杆；30、挡盘；31、压簧；32、连杆；33、弹簧；
X：沿筒体周边的周向方向；
Y：沿筒体中心垂线的轴向方向。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
如图1-5所示的光催化污水处理装置，包括：筒体1，设置在筒体1内部的内筒2以及固定连接在筒体1顶端的筒盖3，筒盖3与筒体1顶端可以通过螺钉进行固定，进水管5和进料管6分别连接在筒盖3上，用于向内筒2中分别注入污水和催化剂；
催化光源4安装在筒盖3的内壁，筒盖3上方固定安装驱动组件7，驱动组件7的转轴8伸入筒体1内，转轴8和筒盖3转动连接，转轴8通过弹性组件与内筒2的内壁固定连接，驱动组件7通过转轴8和弹性组件驱动内筒2在筒体1的内部进行周向转动和轴向震动。本实施例中所提及的周向为X方向，轴向为Y方向。
驱动组件7驱动内筒2转动，使得进料管6和进水管5进入内筒2中的催化剂和污水通过内筒2的周向转动和轴向震动，混合充分且均匀，从而提升了对污水处理的效率、污水处理速度更快、处理后水质量更高。在此，不对催化剂的种类做具体的限定，可以根据不同的污水种类进行调整。驱动组件7可以为电机，也可以为其他的实现驱动的具体设备。
弹性组件包括滑筒9、导筒12和连杆32。滑筒9的上端与转轴8的外侧滑动连接，滑筒9的下端与两个导筒12的前端固定，滑筒9与导筒12的固定的方式为焊接，且两个导筒12的后端均分别滑动连接两个连杆32的前端，两个连杆32的后端与内筒2的内壁固定，固定方式为焊接，两个导筒12和两个连杆32均设置在同一水平线上；
两个导筒12内均分别设置弹簧33，弹簧33的前端和滑筒9固定连接，弹簧33的前端和滑筒9的固定方式为焊接，弹簧33的后端和对应的连杆32固定连接，弹簧33的后端和连杆32的固定方式也为焊接，以此，导筒12与连杆32通过弹簧33实现滑动连接，优选地，连杆32至少部分位于滑筒9内。
弹簧33与连杆32的配合设置，可以使得内筒2的震动幅度更加充分，更有利于内筒2内的污水和催化剂的混合，也更利于光与污水的接触，增强催化效应。
如图3所示，转轴8的外侧壁与滑筒9滑动连接的位置设有轴向延伸的滑槽11，滑筒9在对应滑槽11的位置设有销孔101，滑销10通过螺纹连接销孔101，并实现与滑槽11的配合，以此对滑筒9和转轴8进行连接，滑槽11在轴向方向的长度大于销孔101的直径。
轴向延伸的滑槽11可以使得转轴8与滑筒9的连接根据实际污水处理情景进行位移调节，同时也能保证在污水处理的过程中内筒2在轴向震动时转轴8和滑筒9实现相适应的位移变化。
光催化污水处理装置还包括滤罩13，并且内筒2的剖面结构呈倒凹字形，内筒2的底端包括凸起部201，凸起部201对应倒凹字形中的内部凸起，凸起部201为开口筒状结构，滤罩13套设在凸起部201的顶端，内筒2内的水位超过凸起部201后，污水通过滤罩13过滤，然后排出内筒2。
如图4所示，滤罩13的侧壁螺纹连接限位销14，凸起部201的侧壁开设周向的环槽15，环槽15内滑动连接限位销14，限位销14与环槽15配合，对内筒2和滤罩13进行连接，滤罩13沿环槽转动。
滤罩13的顶端固定设置支撑轴16，支撑轴16与滤罩13的固定方式为焊接，支撑轴16向凸起部201的底端延伸，支撑轴16的底端设置扇叶17。
污水通过滤罩13过滤后，水流通过扇叶17带动支撑轴16转动，支撑轴16带动滤罩13沿着设置的环槽15转动，结合内筒2的轴向震动，缓解消除了排污堵塞现象。
如图5所示，光催化污水处理装置还包括固定在筒盖3上的支撑筒22，支撑筒22套设在进水管5的上方，支撑筒22与筒盖3的固定方式为焊接；
支撑筒22的侧壁开设轴向的导槽26，滑杆24通过导槽26贯穿支撑筒22，活塞23的上端固定连接在滑杆24上，活塞23的下端与进水管5接触，滑杆24沿导槽26在轴向移动，带动活塞23实现与进水管5压紧和脱离的调节。通过滑杆24带动活塞23在轴向的上下移动，从而使得活塞23可以实现与进水管5从脱离到轻微接触再到接触再到压紧等状态的变换，进水管5的进水口径会发生相应变化，使得进入内筒2的污水速度得以控制。
滑杆24套设波纹套25，波纹套25的两端均分为上边251和下边252，上边251粘接在导槽26上方位置的支撑筒22内壁上，下边252粘接在导槽26下方位置的支撑筒22内壁上。
在支撑筒22的外侧壁上通过螺纹连接螺环27，在支撑筒22外侧的滑杆24部分的下端固定设置半圆块28，半圆块28和螺环27接触，螺环27沿支撑筒22的侧壁做螺纹运动，带动滑杆24在轴向移动。螺环27带动滑杆24移动，滑杆24带动活塞23移动，设置半圆块28可以减小滑杆24和螺环27之间的摩擦力。
支撑筒22的内侧壁固定设置支撑杆29，支撑杆29上固定设置挡盘30，压簧31的上端和挡盘30固定，压簧31的下端和活塞23的上端固定连接。支撑筒22与支撑杆29的固定方式、支撑杆29与挡盘30的固定方式、压簧31与挡盘30的固定方式均采用焊接。通过设置压簧31，使得活塞23被紧压在进水管5上。
活塞23在支撑筒22内进行轴向的移动，进而使得进水管5的进水口径发生变化，调整污水的进水速度，进而确保和进料管6进料比例保持均衡。
光催化污水处理装置还包括固定套装在筒体1内的支撑环18，支撑环18设置在内筒2的下部，起到支撑内筒2的作用，支撑环18的内环镂空直径大于内筒2污水出口处的直径。支撑环18的镂空直径大于内筒2出口处，即凸起部201的直接，便于污水从内筒2流出后，迅速通过支撑环18。
内筒2的底端外壁上固定设置多个弹片20，支撑环18的上端固定设置多个凸块19，内筒2沿周向转动时弹片20和凸块19接触碰撞，以此，内筒2实现轴向震动。支撑环18上端通过焊接方式设置凸块19，内筒2的底端外壁也通过焊接方式设置弹片20。弹片20采用弹性金属材质，弹片20与支撑环18接触，通过设置弹片20使得内筒2在轴向方向进行上下震动。
弹片20和凸块19碰撞，同时扇叶17在水流的作用下带动滤罩13转动，进而使得滤罩13不易堵塞；同时弹片20和凸块19的碰撞实现内筒2在轴向上的震动，使得污水和催化剂混合更加充分，提升了污水处理的效率。
光催化污水处理装置还包括筒体1的底端固定设置的支脚21，支脚21为四个，固定方式为焊接，四个支脚21均匀分布在筒体1上。通过设置支脚21，可以实现对筒体1的支撑。
本发明还提供一种使用如以上光催化污水处理装置的污水处理方法，包括如下步骤：
S1：污水从进水管5进入内筒2，催化剂通过进料管6进入内筒2：
S2：启动催化光源4进行发光催化，启动驱动组件7，驱动组件7通过转轴8和弹性组件驱动内筒2在筒体1的内部进行周向转动和轴向震动；
S3：内筒2中的污水和催化剂在光催化下混合转动设定时间后排出，完成污水的处理过程。
污水在内筒2中的处理的时间可以根据具体的应用场景进行提前设定。
同时，采用以上光催化污水处理装置的污水处理方法，还包括以下具体的步骤：
S11：污水在进入进水管5之前，通过转动螺环27做螺纹运动，带动滑杆24移动，滑杆24移动带动活塞23移动，调节活塞23与进水管5的接触状况，使得进水与进料保持在预定比例。
S21：启动驱动组件7，驱动组件7启动转轴8转动，转轴8带动滑筒9转动，滑筒9带动导筒12转动，导筒12通过弹簧33和连杆32带动内筒2转动，内筒2转动带动弹片20移动，弹片20移动和凸块19碰撞，使得内筒在轴向方向上下震动。
S31：内筒2中的污水和催化剂在光催化下混合转动，内筒2内的水位超过滤罩13时，污水通过滤罩13过滤，水流通过扇叶17带动支撑轴16转动，支撑轴16带动滤罩13转动。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种光催化污水处理装置，其特征在于，包括：筒体(1)，设置在筒体(1)内部的内筒(2)以及固定连接在筒体(1)顶端的筒盖(3)，进水管(5)和进料管(6)分别连接在筒盖(3)上，用于向内筒(2)中分别注入污水和催化剂；
催化光源(4)安装在筒盖(3)的内壁，筒盖(3)上方固定安装驱动组件(7)，驱动组件(7)的转轴(8)伸入筒体(1)内，转轴(8)通过弹性组件与内筒(2)的内壁固定连接，驱动组件(7)通过转轴(8)和弹性组件驱动内筒(2)在筒体(1)的内部进行周向转动和轴向震动。
2.如权利要求1所述的光催化污水处理装置，其特征在于，弹性组件包括滑筒(9)、导筒(12)和连杆(32)；
滑筒(9)的上端与转轴(8)外侧滑动连接，下端与两个导筒(12)的前端固定，且两个导筒(12)的后端均分别滑动连接两个连杆(32)的前端，两个连杆(32)的后端与内筒(2)内壁固定，两个导筒(12)和两个连杆(32)均设置在同一水平线上；
两个导筒(12)内均分别设置弹簧(33)，弹簧(33)的前端和滑筒(9)固定连接，弹簧(33)的后端和对应的连杆(32)固定连接，导筒(12)与连杆(32)通过弹簧(33)滑动连接。
3.如权利要求2所述的光催化污水处理装置，其特征在于，转轴(8)外侧与滑筒(9)滑动连接的位置设有滑槽(11)，滑筒(9)在对应滑槽(11)的位置设有销孔(101)，滑销(10)螺纹连接销孔(101)，并与滑槽(11)配合，对滑筒(9)和转轴(8)进行连接，滑槽(11)的长度大于销孔(101)的直径。
4.如权利要求1所述的光催化污水处理装置，其特征在于，还包括滤罩(13)，内筒(2)的剖面结构呈倒凹字形，内筒(2)底端包括凸起部(201)，凸起部(201)为开口筒状结构，滤罩(13)套设在凸起部(201)的顶端；
滤罩(13)的侧壁螺纹连接限位销(14)，凸起部(201)的侧壁开设周向的环槽(15)，环槽(15)内滑动连接限位销(14)，限位销(14)与环槽(15)配合，对内筒(2)和滤罩(13)进行连接，滤罩(13)沿环槽(15)转动；
滤罩(13)的顶端固定设置支撑轴(16)，支撑轴(16)向凸起部(201)的底端延伸，支撑轴(16)的底端设置扇叶(17)。
5.如权利要求1所述的光催化污水处理装置，其特征在于，还包括固定在筒盖(3)上的支撑筒(22)，支撑筒(22)套设在进水管(5)的上方；
支撑筒(22)的侧壁开设轴向的导槽(26)，滑杆(24)通过导槽(26)贯穿支撑筒(22)，活塞(23)的上端固定连接在滑杆(24)上，活塞(23)的下端与进水管(5)接触，滑杆(24)沿导槽(26)在轴向移动，带动活塞(23)实现与进水管(5)压紧和脱离的调节。
6.如权利要求5所述的光催化污水处理装置，其特征在于，滑杆(24)套设波纹套(25)，波纹套(25)的两端均分为上边(251)和下边(252)，上边(251)粘接在导槽(26)上方的支撑筒(22)内壁上，下边(252)粘接在导槽(26)下方的支撑筒(22)内壁上。
7.如权利要求5所述的光催化污水处理装置，其特征在于，支撑筒(22)的外侧壁螺纹连接螺环(27)，在支撑筒(22)外侧的滑杆(24)部分的下端固定设置半圆块(28)，半圆块(28)和螺环(27)接触，螺环(27)沿支撑筒(22)的侧壁做螺纹运动，带动滑杆(24)在轴向移动；
支撑筒(22)的内侧壁固定设置支撑杆(29)，支撑杆(29)上固定设置挡盘(30)，压簧(31)的上端和挡盘(30)固定，下端和活塞(23)的上端固定连接。
8.如权利要求1所述的光催化污水处理装置，其特征在于，还包括固定套装在筒体(1)内的支撑环(18)，支撑环(18)设置在内筒(2)的下部，用于支撑内筒(2)，支撑环(18)的内环镂空直径大于内筒(2)污水出口处的直径。
9.如权利要求8所述的光催化污水处理装置，其特征在于，内筒(2)的底端外壁上固定设置多个弹片(20)，支撑环(28)的上端固定设置多个凸块(19)，内筒(2)沿周向转动时弹片(20)和凸块(19)接触碰撞，内筒(2)实现轴向震动。
10.一种使用如权利要求1-9任一所述光催化污水处理装置的污水处理方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1：污水从进水管(5)进入内筒(2)，催化剂通过进料管(6)进入内筒(2)：
S2：启动催化光源(4)进行发光催化，启动驱动组件(7)，驱动组件(7)通过转轴(8)和弹性组件驱动内筒(2)在筒体(1)的内部进行周向转动和轴向震动；
S3：内筒(2)中的污水和催化剂在光催化下混合转动设定时间后排出，完成污水的处理过程。
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