CN203212349U - 一种光催化-膜分离耦合工艺装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种光催化-膜耦合工艺装置，一种光催化-膜分离耦合工艺装置，包括：光催化单元、上模、膜分离组件，所述光催化单元包括：石英玻璃、石英玻璃压板和紫外辐照灯，所述紫外辐照灯用于提供杀菌消毒和光催化降解的紫外光源；所述上模的上端面中心位置设置有凹槽，用以固定所述石英玻璃；所述石英玻璃压板将所述石英玻璃固定于所述上模上端面；所述膜分离组件包括：分离膜、分离膜支撑板和塑料筛网；所述分离膜支撑板固定于所述上模的下方，所述分离膜位于分离膜支撑板和上模之间，所述塑料筛网位于所述分离膜和分离膜支撑板之间。通过光催化和膜分离的耦合，使其在分离净化水体时，既能快速高效分离净化水体，又能控制膜污染问题。

Description

一种光催化-膜分离耦合工艺装置

技术领域

本实用新型涉及光催化氧化技术及其膜分离相关设备领域，尤其涉及光催化-膜分离耦合工艺装置。

背景技术

近年来，随着工业和经济的发展，许多含有难以生物降解的有毒物质的排放水不断进入环境，给工农业生产、人民生活和人体健康带来很大危害，如何有效地处理这些被环境污染的水成为环境领域的热点。

光催化氧化技术是一种新型的水污染治理技术，具有高效、节能、适用范围广等特点，常用来处理难生物降解的有机物，具有广泛的应用前景。其中，光催化剂的使用有两种形式：一是固定于载体上，二是悬浮分散在溶液中。对于负载型催化剂来说，污染物到达催化剂表面的质量传递过程受到限制，从而使得光催化效率降低。悬浮态催化剂分布均匀，表面积较大，催化效率更高；但细小的光催化剂微粒不易为传统的分离技术分离回收，重复利用率低，排出液易产生二次污染，严重限制了其应用。

膜分离技术是近些年迅速发展起来的一种新型分离净化技术。在水处理过程中，通过膜表面的微孔截留作用来达到分离浓缩水中污染物的目的，膜分离过程中一般无相变和二次污染，可在常温下连续操作，具有能耗低、设备体积小、操作方便等优势。然而，膜污染问题导致膜通量下降，并缩短膜的使用寿命，尽管控制膜污染措施取得了一定的研究进展，但仍是膜分离技术发展的主要瓶颈。

光催化氧化技术和膜分离技术有各自的优势，但也存在各自的不足，在水处理行业将二者结合应用的案例较少，光催化-膜分离耦合技术还不够成熟。因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种光催化-膜分离耦合工艺装置，使其在分离净化含有难降解有机物的水体时，既能快速高效分离净化水体，又能控制膜污染问题。

为此，本实用新型提供如下技术方案：

一种光催化-膜分离耦合工艺装置，包括：上模、光催化单元、膜分离组件，所述光催化单元包括：石英玻璃、石英玻璃压板和紫外辐照灯，所述紫外辐照灯用于提供杀菌消毒和光催化降解的紫外光源；所述上模的上端面中心位置设置有凹槽，用以固定所述石英玻璃；所述石英玻璃压板将所述石英玻璃固定于所述上模上端面；所述膜分离组件包括：分离膜、分离膜支撑板和塑料筛网；所述分离膜支撑板固定于所述上模的下方，所述分离膜位于分离膜支撑板和上模之间，所述塑料筛网位于所述分离膜和分离膜支撑板之间。

进一步的，所述上模的侧面设置有进水口和浓水出口。

进一步的，所述分离膜支撑板中间设置有产水通孔。

进一步的，所述分离膜支撑板的侧面设置有产水出口。

进一步的，所述上模和所述分离膜支撑板之间设置有密封圈。

进一步的，所述上模与所述分离膜支撑板通过螺栓固定。

进一步的，所述上模与分离膜支撑板均为聚四氟乙烯板，所述石英玻璃压板为不锈钢板。

进一步的，所述光催化-膜分离耦合工艺装置还包括：流体循环系统，所述流体循环系统包括循环水泵、压力表、旁路阀门、压力调节阀、水槽、管路，所述循环水泵通过管路与所述水槽和所述压力表相连接，所述旁路阀门通过管路与所述水槽和循环水泵相连接，所述压力表通过管路与所述进水口相连接，所述浓水出口通过管路依次连接所述压力调节阀和水槽；所述产水出口通过管路与水槽相连接。

进一步的，所述流体循环系统还包括：流量计，所述流量计包括第一流量计和第二流量计，所述第一流量计设置于所述压力调节阀和水槽之间的管路上；所述第二流量计设置于所述产水出口和水槽之间的管路上。

进一步的，所述紫外辐照灯的外侧设置有防护装置。

本实用新型的光催化-膜分离耦合工艺装置，将光催化和膜分离技术有机结合，既能解决光催化技术中光催化剂回收难的问题，又可以解决或者缓解膜污染问题；从而大大提高水处理的效率，而且本实用新型光催化-膜分离耦合装置造型美观、使用方便，适用于光催化-膜分离技术的研究及应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种光催化-膜分离耦合工艺装置的示意图。

图2为本实用新型实施例提供的一种光催化-膜分离耦合工艺装置的A-A面剖视图。

图3为本实用新型实施例提供的一种光催化-膜分离耦合工艺装置的B-B面剖视图。

图4为本实用新型实施例提供的一种光催化-膜分离耦合工艺装置的运行图。

附图标号说明：

石英玻璃-1；    石英玻璃压板-2；  上模-3；

进水口-4；      浓水出口-5；      产水出口-6；

密封圈-7；      螺栓-8；          分离膜支撑板-9；

分离膜-10；     循环水泵-11；     压力表-12；

紫外辐照灯-13； 压力调节阀-14；   第一流量计-15；

旁路阀门-16；   塑料筛网-17；     水槽-18；

第二流量计-19； 管路-20。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例和附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

本实施例是一种可提高污水或废水处理效率的光催化-膜分离耦合工艺装置，其结合了光催化氧化技术和膜分离技术。

如图1、图2和图3所示，一种光催化-膜分离耦合工艺装置，包括：上模3、光催化单元、膜分离组件。

所述光催化单元包括：石英玻璃1、石英玻璃压板2和紫外辐照灯13，所述紫外辐照灯13（如图4所示）用于提供杀菌消毒和光催化降解的紫外光源，照射于所述石英玻璃1；所述上模3的上端面中心位置设置有凹槽，用以固定所述石英玻璃1；所述石英玻璃压板2将所述石英玻璃1固定于所述上模3上端面；在本实施例中，所述石英玻璃压板2优选采用内六角螺母将石英玻璃1固定于所述上模3上端面。

所述膜分离组件包括：分离膜10、分离膜支撑板9和塑料筛网17；所述分离膜支撑板9固定于所述上模3的下方，所述分离膜10位于分离膜支撑板9和上模3之间，所述塑料筛网17（如图4所示）位于所述分离膜10和分离膜支撑板9之间；所述塑料筛网17用于进一步支撑分离膜10，同时利于水体的分布。

作为优选，所述上模3的侧面设置有进水口4和浓水出口5。待分离净化的水体通过进水口4流入本实施例，进而经过光催化氧化和膜分离的处理，然后通过浓水出口5排出。

作为优选，所述分离膜支撑板9中间设置有产水通孔；所述分离膜支撑板9的侧面设置有产水出口6。经过膜分离处理的水体，透过分离膜10流经产水通孔到达产水出口6排出，进而进行收集。

作为优选，所述上模3和所述分离膜支撑板9之间设置有密封圈7。

作为优选，所述上模3与所述分离膜支撑板9通过螺栓8固定。需要说明的是，此处采用螺栓8固定是为了方便本实施例的拆卸、清洗和维护。

作为优选，所述上模3与分离膜支撑板9均为聚四氟乙烯板，所述石英玻璃压板2为不锈钢板,进一步的，所述不锈钢型号优选采用304或316。

如图4所示，作为优选，所述光催化-膜分离耦合工艺装置还包括：流体循环系统，所述流体循环系统包括循环水泵11、压力表12、旁路阀门16、压力调节阀14、水槽、管路20，所述循环水泵11通过管路20与所述水槽和所述压力表12相连接，所述旁路阀门16通过管路20与所述水槽和循环水泵11相连接，所述压力表12通过管路20与所述进水口4相连接，所述浓水出口5通过管路20依次连接所述压力调节阀14和水槽；所述产水出口6通过管路20与水槽相连接。

作为优选，所述流体循环系统还包括：流量计，用于监控液体的流量，所述流量计包括第一流量计15和第二流量计19，所述第一流量计15设置于所述压力调节阀14和水槽之间的管路20上；所述第二流量计19设置于所述产水出口6和水槽之间的管路20上。

作为优选，所述紫外辐照灯13的外侧设置有防护装置。

为使本实施例更易懂，在此对本实施例的运行方法做进一步阐述，包括：

S1、在水槽中注入液体；

S2、启动循环水泵11；

S3、调节旁路阀门16和压力调节阀14，控制液体的流速和压力；

S4、待光催化-膜分离耦合工艺装置运行稳定后，开启紫外辐照灯13；

S5、进行光催化-膜分离实验。

当所述光催化-膜分离耦合工艺装置进行光催化-膜分离实验时，在所述水槽18中注入约70%容积的液体，所述分离膜10固定于上模3与分离膜支撑板9之间，并采用塑料筛网17支撑保护，上模3和分离膜支撑板9通过螺栓8及其密封圈7密封。此时，开启循环水泵11，通过调节旁路阀门16及压力调节阀14控制所述液体的流速和压力，待所述光催化-膜分离耦合工艺装置稳定运行后，开启紫外辐照灯13，进而进行光催化-膜分离实验。经过光催化氧化和膜分离后的液体可从浓水出口5再次回到水槽18中，也可通过产水出口6再次回到水槽18中，进而不断循环，直至将所述液体分离净化完成后，停止运行所述光催化-膜分离耦合工艺装置。

本实用新型的光催化-膜分离耦合工艺装置，将光催化和膜分离技术有机结合，既能解决光催化技术中光催化剂回收难的问题，又可以解决或者缓解膜污染问题；从而大大提高水处理的效率，而且本实用新型光催化-膜分离耦合装置造型美观、使用方便，适用于光催化-膜分离技术的研究及应用。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种光催化-膜分离耦合工艺装置，其特征在于，包括：光催化单元、上模、膜分离组件，所述光催化单元包括：石英玻璃、石英玻璃压板和紫外辐照灯，所述紫外辐照灯用于提供杀菌消毒和光催化降解的紫外光源；所述上模的上端面中心位置设置有凹槽，用以固定所述石英玻璃；所述石英玻璃压板将所述石英玻璃固定于所述上模上端面；所述膜分离组件包括：分离膜、分离膜支撑板和塑料筛网；所述分离膜支撑板固定于所述上模的下方，所述分离膜位于分离膜支撑板和上模之间，所述塑料筛网位于所述分离膜和分离膜支撑板之间。

2.根据权利要求1所述的光催化-膜分离耦合工艺装置，其特征在于，所述上模的侧面设置有进水口和浓水出口。

3.根据权利要求2所述的光催化-膜分离耦合工艺装置，其特征在于，所述分离膜支撑板中间设置有产水通孔。

4.根据权利要求3所述的光催化-膜分离耦合工艺装置，其特征在于，所述分离膜支撑板的侧面设置有产水出口。

5.根据权利要求1所述的光催化-膜分离耦合工艺装置，其特征在于，所述上模和所述分离膜支撑板之间设置有密封圈。

6.根据权利要求1所述的光催化-膜分离耦合工艺装置，其特征在于，所述上模与所述分离膜支撑板通过螺栓固定。

7.根据权利要求1所述的光催化-膜分离耦合工艺装置，其特征在于，所述上模与分离膜支撑板均为聚四氟乙烯板，所述石英玻璃压板为不锈钢板。

8.根据权利要求4所述的光催化-膜分离耦合工艺装置，其特征在于，还包括：流体循环系统，所述流体循环系统包括循环水泵、压力表、旁路阀门、压力调节阀、水槽、管路，所述循环水泵通过管路与所述水槽和所述压力表相连接，所述旁路阀门通过管路与所述水槽和循环水泵相连接，所述压力表通过管路与所述进水口相连接，所述浓水出口通过管路依次连接所述压力调节阀和水槽；所述产水出口通过管路与水槽相连接。

9.根据权利要求8所述的光催化-膜分离耦合工艺装置，其特征在于，所述流体循环系统还包括：流量计，所述流量计包括第一流量计和第二流量计，所述第一流量计设置于所述压力调节阀和水槽之间的管路上；所述第二流量计设置于所述产水出口和水槽之间的管路上。

10.根据权利要求1所述的光催化-膜分离耦合工艺装置，其特征在于，所述紫外辐照灯的外侧设置有防护装置。

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