CN203741083U - 旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置，包括光催化反应器、电动机、磁棒、旋转装置和鼓风机。在光催化反应器内部设有通气口、卤钨灯管、反射镜面、曝气盘、溢流堰，旋转装置上设有滑轨和磁棒。污水和磁性光催化剂通过进水管进入光催化反应器中。通过曝气和旋转磁场作用使磁性光催化剂在污水中均匀分散，在可见光作用和磁场作用下与污水发生光催化反应。反应后的污泥通过排泥管排出，污泥中的磁性光催化剂可以通过磁分离回收。本装置使有机污染物通过光催化作用和磁场作用能得到有效的降解去除，并且磁性光催化剂能够分离、回收和循环使用；具有结构紧凑、占地面积小、经济效益好、污染物去除率高等特点，有广阔的市场应用前景。

Description

旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置

技术领域

本实用新型属于水处理技术领域，具体涉及一种旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置。

背景技术   

近年来随着科学技术的发展和跨学科的综合利用，通过光催化氧化技术降解水中的污染物(尤其是高浓度和低浓度的污染物)已成为一项新型的水处理技术。它可以单独使用也可以与其它水处理技术联合使用，其降解过程中能耗低、易于操作、无二次污染且成本低，它是一项极具发展前景的技术。光催化反应器作为光催化反应的主体设备决定了催化剂活性的发挥和对光的利用问题也将直接影响光催化反应的效率。光催化反应器的设计和研制是光催化技术走向实用化的关键步骤。一个成功的光催化反应器必然体现了催化剂活性和光源利用的最优化组合。如何提高对光源的利用率及使催化剂活性得到最大发挥已成为反应器研制和开发的中心也是光催化研究的重点之一。优质饮用水及其处理设备市场广阔,这为新技术的发展提供了巨大空间。 

    目前高效催化反应器的研究和设计是光催化技术工业化过程中需要解决的焦点问题之一。中国专利CN1262229A（黄霞，孟耀斌，施汉昌，王小任，钱易.与膜分离设备组合的悬浮光催化氧化水处理方法及其装置），实现催化回用和连续操作，然而膜分离设备通常会被污染物或催化剂堵塞限制其长时间运转。另外还有些将磁功能单元引入到光催化功能单元中，可以实现光催化剂的回收利用以及光催化和磁场作用的合理结合。已有一些光磁污水处理装置，如发明专利“一种利用磁性光催化剂进行连续化污水处理的装置”（公开号：CN1923716A）、发明专利“一种利用磁场分散和回收光催化剂的污水处理装置”（公开号：CN1927732A）。这些装置在光催化和磁场作用两个功能单元之间的作用较弱，发明专利“一种磁助光催化污水处理装置”（公开号：CN 103408100 A）磁场与光催化作用结合较好，但是磁铁容易吸引磁性光催化剂，造成磁性光催化剂分布不均，影响处理效果。如何加强光催化、磁场作用的相互结合、实现磁性光催化剂的有效回收，仍然是该领域中亟待研究的科学问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有污水光催化处理装置的不足，提供一种操作简单、结构紧凑、占地面积小、污水处理效果好、投资省、运行成本低的旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置，包括：光催化反应器、电动机、磁棒、旋转装置和鼓风机；所述电动机设置在光催化反应器外部的顶部中央；所述光催化反应器底部形状为锥形，在光催化反应器内部设置有进水管、出水管、排泥管、通气口、卤钨灯管、反射镜面、曝气盘；所述进水管位于光催化反应器的下方，从外部伸入光催化反应器内部；所述出水管位于光催化反应器的上方，从光催化反应器内部伸到外部；所述排泥管位于光催化反应器的底部；所述通气口位于光催化反应器的顶部；所述卤钨灯管固定在光催化反应器顶部中心；所述曝气盘位于进水管的下方，均匀分布在光催化反应器底部锥形区域中；所述反射镜面设置在光催化反应器内壁，环绕器壁一周；所述旋转装置设置在光催化反应器顶部与电动机相连，磁棒通过滑轨固定在旋转装置上，磁棒间距可以通过滑轨进行调整；所述鼓风机位于光催化反应器外部下方，伸入光催化反应器内部与曝气盘相连。

所述光催化反应器内部在出水管的内侧设置有溢流堰。

在所述光催化反应器底部设置有排空管。

在所述进水管、出水管和排泥管上设置有控制阀。

所述磁棒的数量为2x，其中x≥1。

本实用新型一方面通过增加旋转磁场和曝气提升污水污水中磁性光催化剂的分布效果；另一方面，磁场的加入可以强化光催化反应效果，提升污染物去除效果；第三，磁棒作为产生磁场的设备无需电耗，比电感线圈节约能源；第四，反应所使用的磁性光催化剂可以利用可见光，而且反射镜面能够减少光照的损失，从而降低能耗，并且可以通过磁分离回收磁性光催化剂循环使用，节约成本。因此本实用新型具有设备简易、占地面积小、节约能源、运行成本低、经济效益好等特点。

附图说明

图1 为本实用新型旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置的结构示意图。

附图标记：1-光催化反应器，2-电动机，3-进水管，4-出水管，5-溢流堰，6-旋转装置，7-卤钨灯管，8-磁棒，9-滑轨，10-反射镜面，11-排泥管，12-通气口,13-出水管控制阀，14-排空管，15-进水管控制阀，16-曝气盘，17-鼓风机，18-排泥管控制阀。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型方案进行详细说明。

如图1所示，本实用新型的旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置，包括有光催化反应器1、电动机2、磁棒8、旋转装置6和鼓风机17。

电动机2安置在光催化反应器1外部的顶部中央，在电动机和光催化反应器之间设置有旋转装置6。磁棒8通过滑轨9固定在旋转装置的外端，磁棒间距可以通过滑轨进行调整。磁棒的数量为2x，其中x≥1，例如可以是2根、4根、6根或8根。

光催化反应器底部形状为锥形，在光催化反应器内部设置有进水管3、出水管4、排泥管11、通气口12、卤钨灯管7、反射镜面10和曝气盘16。进水管位于光催化反应器的下方，从外部伸入光催化反应器内部。出水管位于光催化反应器的上方，从光催化反应器内部伸到外部，并在内侧设置有溢流堰5。排泥管位于光催化反应器的底部。通气口位于光催化反应器的顶部。卤钨灯管组固定在光催化反应器顶部中心。曝气盘位于进水管的下方，均匀分布在光催化反应器底部锥形区域中，并与外部的鼓风机17相连。反射镜面设置在光催化反应器内壁，环绕器壁一周。光催化反应器底部还设置有排空管14。在进水管、出水管和排泥管上都设置有控制阀（13、15、18）。

 本装置在进行工作时，污水和磁性光催化剂通过进水管进入光催化反应器中，同时鼓风机开始工作，通过曝气盘对反应区中污水曝气。在磁性光催化剂在污水中充分分散后，旋转装置和卤钨灯管开始工作，旋转装置以10～30rpm转速带动磁铁条旋转，用以促进磁性光催化剂分散和产生较为均匀磁场。污水中的有机物通过磁性光催化剂的催化作用开始降解，未降解的有机物吸附在磁性光催化剂表面，形成污泥沉降。反应1h后，关闭电动机和卤钨灯。15min后打开排泥管上的控制阀，从排泥管排出污泥，并从出水口排出清水。污泥中的磁性光催化剂可以通过磁分离回收。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例和附图并不是用来限定本实用新型，任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可作各种变化或润饰，但同样在本实用新型的保护范围之内。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。

Claims (5)

1.一种旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置，其特征在于包括：光催化反应器、电动机、磁棒、旋转装置和鼓风机；

所述电动机设置在光催化反应器外部的顶部中央；

所述光催化反应器底部形状为锥形，在光催化反应器内部设置有进水管、出水管、排泥管、通气口、卤钨灯管、反射镜面、曝气盘；所述进水管位于光催化反应器的下方，从外部伸入光催化反应器内部；所述出水管位于光催化反应器的上方，从光催化反应器内部伸到外部；所述排泥管位于光催化反应器的底部；所述通气口位于光催化反应器的顶部；所述卤钨灯管固定在光催化反应器顶部中心；所述曝气盘位于进水管的下方，均匀分布在光催化反应器底部锥形区域中；所述反射镜面设置在光催化反应器内壁，环绕器壁一周；

所述旋转装置设置在光催化反应器顶部与电动机相连，磁棒通过滑轨固定在旋转装置上，磁棒间距可以通过滑轨进行调整；

所述鼓风机位于光催化反应器外部下方，伸入光催化反应器内部与曝气盘相连。

2.根据权利要求1所述的旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置，其特征在于：所述光催化反应器内部在出水管的内侧设置有溢流堰。

3.根据权利要求1所述的旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置，其特征在于：在所述光催化反应器底部设置有排空管。

4.根据权利要求1所述的旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置，其特征在于：在所述进水管、出水管和排泥管上设置有控制阀。

5.根据权利要求1所述的旋转磁场光磁耦合多效污水处理装置，其特征在于：所述磁棒的数量为2x，其中x≥1。