CN205472867U - 一种新型悬浮式光催化氧化反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种新型悬浮式光催化氧化反应器，包括充氧曝气池、曝气器、风机、集液槽、伞形喷洒器、紫外灯、催化剂分离回收系统、清水池以及空压机；所述曝气器位于充氧曝气池内的底部，其和风机连接；所述伞形喷洒器分布于集液槽内，其通过一混合液输送管连接至充氧曝气池；所述紫外灯设置在集液槽上方，其连接有一电源；所述催化剂分离回收系统的底部通过一催化剂分离回收管和集液槽连接，下部通过一反冲洗管和空压机连接，上部通过一清液管和清水池连接，顶部通过一浓液回流管和充氧曝气池连接。本实用新型具有紫外灯不会被污染，光照射分布好，光的利用率高，反应速率快，可实现催化剂分离、回收和重复利用，使用寿命长等诸多优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种水处理设备，具体涉及一种新型悬浮式光催化氧化反应器，属于环保设备技术领域。
背景技术
光催化氧化技术是一种新兴的绿色水处理技术，它是通过氧化剂在光激发和某些具有能带结构的半导体，如TiO2、ZnO等光催化剂的催化作用下产生·H氧化分解有机物，降解污染物具速度快、无选择性、反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化绝大多数有机物和消除重金属污染、催化剂可重复使用、无二次污染等突出优点，已成为一种具有广阔应用前景的水处理技术。
目前根据光催化剂所处的物理状态不同，光催化反应器可分为悬浮型光催化反应器和固定型光催化反应器。
悬浮型光催化反应器是将催化剂TiO2等半导体材料加到反应器中，采用搅拌的方式使催化剂与反应液充分混合，通过紫外光的作用氧化分解污染物；这种形式能保持催化剂固有的活性，使污染物和催化剂充分接触，不存在质量传输的限制，但也存在悬浮粒子对光的吸收阻挡，影响光的辐照深度，催化剂难以回收、利用，活性成分损失较大等问题。
固定型光催化反应器是将催化剂TiO2等半导体材料喷涂在反应器内壁、多孔玻璃、砂、硅胶、钢丝网等材料上，使反应液流过经固定化的催化剂，通过紫外光的作用氧化分解污染物；以这种形式存在的催化剂不易流失，不需要对催化剂进行分离、回收，但存在催化剂因固定而降低活性，光的利用率低，催化剂脱落和难再生等问题。
另外，以上两种形式的光催化反应器把紫外灯放置在反应液中，灯表面容易被污染，影响光的穿透，降低光的效率，需定期清洗，导致结构和操作复杂。
因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种新型悬浮式光催化氧化反应器，以克服现有技术中的所述缺陷。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种紫外灯不会被污染，光照射分布好，光的利用率高，反应速率快，可实现催化剂分离、回收和重复利用的新型悬浮式光催化氧化反应器。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：一种新型悬浮式光催化氧化反应器，其包括充氧曝气池、曝气器、风机、集液槽、伞形喷洒器、紫外灯、催化剂分离回收系统、清水池以及空压机；其中，所述曝气器位于充氧曝气池内的底部，其和风机连接；所述伞形喷洒器分布于集液槽内，其通过一混合液输送管连接至充氧曝气池；所述紫外灯设置在集液槽上方，其连接有一电源；所述催化剂分离回收系统的底部通过一催化剂分离回收管和集液槽连接，下部通过一反冲洗管和空压机连接，上部通过一清液管和清水池连接，顶部通过一浓液回流管和充氧曝气池连接。
本实用新型的新型悬浮式光催化氧化反应器进一步设置为：所述催化剂分离回收系统包括外壳、管式金属膜、上密封板、下密封板、上封头以及下封头；其中，所述管式金属膜竖直收容于外壳内；所述上封头和下封头分别安装于外壳的顶部和底部；所述上密封板设置于外壳和上封头之间；所述下密封板设置于外壳和下封头之间。
本实用新型的新型悬浮式光催化氧化反应器进一步设置为：所述上封头连接所述浓液回流管；所述下封头连接所述催化剂分离回收管；所述外壳的上部和下部分别连接清液管和反冲洗管。
本实用新型的新型悬浮式光催化氧化反应器进一步设置为：所述混合液输送管上设有混合液输送泵和混合液输送阀门。
本实用新型的新型悬浮式光催化氧化反应器进一步设置为：所述催化剂分离回收管上设有催化剂分离回收泵、催化剂分离回收阀和压力表。
本实用新型的新型悬浮式光催化氧化反应器进一步设置为：所述清液管上设有清液阀。
本实用新型的新型悬浮式光催化氧化反应器还设置为：所述反冲洗管上设有反冲洗阀。
与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：本实用新型的新型悬浮式光催化氧化反应器具有紫外灯不会被污染，光照射分布好，光的利用率高，反应速率快，可实现催化剂分离、回收和重复利用，使用寿命长等诸多优点。
附图说明
图1是本实用新型的新型悬浮式光催化氧化反应器的结构示意图。
具体实施方式
请参阅说明书附图1所示，本实用新型为一种新型悬浮式光催化氧化反应器，其由充氧曝气池1、曝气器3、风机2、集液槽8、伞形喷洒器7、紫外灯9、催化剂分离回收系统、清水池23以及空压机26等几部分组成。
其中，所述曝气器3位于充氧曝气池1内的底部，其和风机2连接，从而利用风机2对充氧曝气池1内的反应液进行充氧曝气，使反应液富含氧，达到强化光催化氧化反应的目的，同时也起到使催化剂TiO2与反应液充分搅拌混合的目的。
所述若干伞形喷洒器7分布于集液槽8内，其通过一混合液输送管6连接至充氧曝气池1，充氧曝气池1内的水通过混合液输送管6送至多个伞形喷洒器7，通过伞形喷洒器7形成伞形成液膜喷洒入集液槽8。
所述紫外灯9设置在集液槽8上方，其连接有一电源10。由于伞形液膜厚度小均匀，使紫外光对的伞形液膜穿透性强，紫外光的利用率高，光催化氧化反应速率快的特点；另外因紫外灯9是外置式的，不跟混合液接触，避免了紫外灯被污染，具有紫外灯寿命长，光照射分布好的特点。
所述催化剂分离回收系统对经过光催化氧化反应处理后的混合液，通过金属膜，进行催化剂TiO2分离、回收和重复利用，达到净化废水的目的；清液进入清水池，含催化剂TiO2的浓液回流到充氧曝气池1，进行回收和重复利用；其底部通过一催化剂分离回收管12和集液槽8连接，下部通过一反冲洗管24和空压机26连接，上部通过一清液管21和清水池23连接，顶部通过一浓液回流管27和充氧曝气池1连接。
进一步的，所述催化剂分离回收系统由外壳15、管式金属膜16、上密封板17、下密封板18、上封头19以及下封头20等几部分组成。其中，所述管式金属膜16竖直收容于外壳15内。所述管式金属膜13是采用铁铝、钛铝、镍铝等金属合金通过特殊加工手段而形成的一种金属间化合物多孔材料非对称膜，具有优良的抗氧化，抗硫化、抗氯化、抗氟化等性能，具有优异的机械强度，阻力小、通量大、孔径均匀，过滤精度高，再生性能好，使用寿命可达到10年以上等特点。所述上封头19和下封头20分别安装于外壳15的顶部和底部；所述上密封板17设置于外壳26和上封头19之间。所述下密封板18设置于外壳15和下封头20之间。所述上封头19连接所述浓液回流管27。所述下封头20连接所述催化剂分离回收管12。所述外壳15的上部和下部分别连接清液管21和反冲洗管24。
进一步的，所述混合液输送管6上设有混合液输送泵4和混合液输送阀门5。所述催化剂分离回收管12上设有催化剂分离回收泵12、催化剂分离回收阀13和压力表14。所述清液管21上设有清液阀22。所述反冲洗管24上设有反冲洗阀25，当进行反冲洗时打开反冲洗阀25，空压机26产生的压缩空气通过反冲洗管24进入清液罐15对管式金属膜16进行气水反冲洗；所述反冲洗频率为1小时反冲洗1～5分钟，反冲洗气压为0.01～0.2MPa，反冲洗液回到充氧曝气池1。
本实用新型的新型悬浮式光催化氧化反应器的工作原理如下：废水进入充氧曝气池1，同时加入催化剂TiO2，进行充氧曝气1和催化剂TiO2混合搅拌，充氧混合均匀的混合液通过混合液输送泵4进入伞形喷洒器7，经伞形喷 洒器7使混合液形成伞形成液膜，同时开启紫外灯9，使紫外光照射到伞形成液膜上，经紫外光与催化剂TiO2的作用发生光催化氧化反应，使废水中的污染物氧化分解，达到净化废水的目的；经过光催化氧化反应系统处理后的混合液经催化剂分离回收泵进入催化剂分离回收系统，通过金属膜16进行催化剂TiO2分离、回收和重复利用，达到净化废水的目的；清液进入清水池23，含催化剂TiO2的浓液回流到充氧曝气池1，进行回收和重复利用；在运行过程中，通过反冲洗系统对金属膜16进行高压气水反冲洗，以防止膜污染，反冲洗频率为1小时反冲洗1～5分钟，反冲洗气压为0.01～0.2MPa，反冲洗液回到充氧曝气池1。
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种新型悬浮式光催化氧化反应器，其特征在于：包括充氧曝气池、曝气器、风机、集液槽、伞形喷洒器、紫外灯、催化剂分离回收系统、清水池以及空压机；其中，所述曝气器位于充氧曝气池内的底部，其和风机连接；所述伞形喷洒器分布于集液槽内，其通过一混合液输送管连接至充氧曝气池；所述紫外灯设置在集液槽上方，其连接有一电源；所述催化剂分离回收系统的底部通过一催化剂分离回收管和集液槽连接，下部通过一反冲洗管和空压机连接，上部通过一清液管和清水池连接，顶部通过一浓液回流管和充氧曝气池连接。
2.如权利要求1所述的新型悬浮式光催化氧化反应器，其特征在于：所述催化剂分离回收系统包括外壳、管式金属膜、上密封板、下密封板、上封头以及下封头；其中，所述管式金属膜竖直收容于外壳内；所述上封头和下封头分别安装于外壳的顶部和底部；所述上密封板设置于外壳和上封头之间；所述下密封板设置于外壳和下封头之间。
3.如权利要求2所述的新型悬浮式光催化氧化反应器，其特征在于：所述上封头连接所述浓液回流管；所述下封头连接所述催化剂分离回收管；所述外壳的上部和下部分别连接清液管和反冲洗管。
4.如权利要求1所述的新型悬浮式光催化氧化反应器，其特征在于：所述混合液输送管上设有混合液输送泵和混合液输送阀门。
5.如权利要求1所述的新型悬浮式光催化氧化反应器，其特征在于：所述催化剂分离回收管上设有催化剂分离回收泵、催化剂分离回收阀和压力表。
6.如权利要求1所述的新型悬浮式光催化氧化反应器，其特征在于：所述清液管上设有清液阀。
7.如权利要求1所述的新型悬浮式光催化氧化反应器，其特征在于：所 述反冲洗管上设有反冲洗阀。
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