CN212450790U - 一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置，其特征在于：包括微波源、波导、金属传输管、真空紫外(VUV)灯和VUV灯管腔，微波源的微波输出端连接波导的波导口，波导的波导窗口端与金属传输管的一端连接，金属传输管的另一端与VUV灯管腔紧密连接，VUV灯用所述灯管支架按一定规则固定排列在VUV灯管腔中。本装置采用亚210nm波长的紫外光用于废水中污染物的降解，具有处理效率高、无二次污染的优点，并且结构简单、体积小、应用场合不受限制，具有很大的市场推广价值。

Description

一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置

技术领域

本实用新型涉及微波治疗技术领域，特别涉及一种微波治疗仪及其治疗方法。

背景技术

微波本身具备一定的有机废水处理能力，同时还可与其他有机废水处理方法联合使用。研究表明，微波对废水的处理主要体现在热效应和非热效应两个方面。热效应是指微波能能以热能的形式转化到废水中，使废水温度升高，加快污染物降解速率；非热效应是指微波辐射会削弱有机物分子价键，降低污染物降解活化能。

对于微波的热效应，现在存在的争议主要有两方面：一方面是能耗较高，污染物降解速率的加快无法弥补能耗带来的损失；另一方面是外排废水会因为温度较高而造成受纳水体的热污染。为解决上述问题，学者们做了许多探索，其中一个较为成熟的方法是采用微波无极紫外灯，该灯可在微波辐射下被点亮并产生紫外光。在实际操作中，我们可以使微波与微波无极紫外灯接触，将部分微波能转化成紫外光能，从而减少微波能被废水吸收的比例。这在降低废水温度的同时，又保证会有一部分微波能被废水吸收，不会过多影响微波的非热效应。由于紫外光较微波频率高，使紫外光的能量更强，可以打开有机物分子价键，有效降解有机污染物。因此，紫外辐射与微波非热效应相配合，会大大提高有机废水的处理效果。

在引入微波辐射和紫外光辐射时，均要考虑废水性质对二者在废水中传播的影响。对微波而言，由于废水对微波的吸收，会使微波在废水中产生一定的穿透深度，穿透深度之外的废水无法接收到微波辐射；对紫外光而言，有些废水透光率很差，会严重削弱紫外光在废水中的传播。因此，应采取有效措施，使废水能够同时均匀接收到微波辐射与紫外光辐射。

实用新型内容

为解决以上问题，提出一种利用微波和亚210nm紫外光进行废水处理的装置，本实用新型提供的技术方案为：

一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置，包括微波源、波导、金属传输管、真空紫外(VUV)灯和VUV灯管腔，微波源的微波输出端连接波导口，波导的波导窗口端与金属传输管的一端连接，金属传输管的另一端与VUV灯管腔紧密连接，VUV灯用灯管支架按一定规则固定排列在VUV灯管腔中。

金属传输管上还包括气体置换口，用于将本实用新型装置内部的空气置换为氩气或者氮气等稀有性气体，防止亚190nm的紫外光的能量被腔体内部的氧气吸收。

优化的，VUV灯管腔体内壁还紧密安装有一层金属网，用于防止微波泄漏至大气环境中。金属网孔的直径包括小于3mm的金属网层和大于3mm的金属网层，在使用过程中，VUV灯管腔体位于水面下的内壁选用大于3mm的金属网，有利于微波能量从腔体内扩散至水中，促进废水处理效果；VUV灯管腔体位于水面以上的内壁选用小于3mm的金属网。

进一步的，VUV灯管腔体采用VUV窗口材料制成，包括高纯石英等，腔体为上端开口的圆柱形或者方形柱体，主要用于承装VUV灯管，防止废水与VUV灯管直接接触。

作为本实用新型的进一步技术方案：为了加快VUV灯管产生的亚210nm的紫外光产生的大量羟基与废水中的污染物质充分接触反应，提高净化速率，在VUV灯管腔外还设置有水流扰动装置。

进一步的，水流扰动装置可由水管加压装置、进水管和喷嘴或者搅拌装置组成，水管加压水泵连接布水管，进水管上均布布置喷嘴，可对VUV灯管腔体进行连续或者间歇的冲击扰动，并且在进行VUV腔体维护时，可在进水管中添加洗涤剂、过氧化氢等溶液，对VUV灯管腔体外表面进行快速清洁；搅拌装置由搅拌控制器和搅拌叶片组成，搅拌叶片安装在VUV灯管腔体外周围，可在搅拌控制器中设置转动频率和转动时间，能够加快VUV灯管腔体周围的废水发生扩散运行。

本实用新型装置的工作原理：微波源产生微波能量后，经波导连接金属传输管和VUV灯管腔，微波激发VUV灯管腔中的VUV灯管发射出小于210nm波长的紫外光，紫外光具有光催化作用，可将水分子分解成大量的具有强氧化性的羟基等自由基团，这些自由基可与水中的有机污染物等难降解的污染物发生氧化还原作用，从而使废水中的污染物被快速的降解，同时在VUV灯管腔内的微波能量也能扩散到废水中，促进光催化降解污染物的过程。为加速废水中污染物与VUV灯管腔的接触反应速率，利用VUV灯管腔体周围设置的水流扰动装置加速废水中污染物的扩散，提高光催化氧化处理效率，而且在运行过程中，水流扰动装置还可对VUV灯管腔体外壁进行清洗，防止废水中的污染物截留在腔体外表面，影响光催化降解污染物的效果。

本实用新型具有的有益效果：本实用新型装置采用亚210nm波长的紫外光用于废水中污染物的降解，具有处理效率高、无二次污染的优点，并且本装置结构简单、体积小、应用场合不受限制，具有很大的市场推广价值。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种用于废水处理的亚210nm的微波无极紫外装置的工作原理图；

图2为本实用新型提供的一种用于废水处理的亚210nm的微波无极紫外装置的第一种结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种用于废水处理的亚210nm的微波无极紫外装置的第二种结构示意图。

图中：1-微波源、2-波导、3-金属传输管、4-VUV灯管腔、5-金属网、6-VUV灯管、7-灯管支架、8-水管加压装置、9-进水管、10-喷嘴、11-搅拌控制器、12-搅拌叶片。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

现在参考附图介绍本实用新型的示例性实施方式，然而，本实用新型可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本实用新型，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本实用新型的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本实用新型的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

实施例1：

如图2所示，一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置，包括微波源1、波导2、金属传输管3、VUV灯管腔4、金属网5、VUV灯管6、灯管支架7、水管加压装置8、进水管9和喷嘴10，微波源1的微波输出端连接波导2的波导口，波导2的波导窗口端与金属传输管3的一端连接，金属传输管3的另一端与VUV灯管腔4紧密连接，VUV灯管6用灯管支架7按一定规则固定排列在VUV灯管腔4中，水管加压装置8连接进水管9，进水管9上布置连接有喷嘴10，进水管9和喷嘴10均匀布置在VUV灯管腔外周围。

金属传输管3上设置有气体置换口，用于将本实用新型装置内部的空气置换为氩气或者氮气等稀有性气体，防止亚190nm的紫外光的能量被腔体内部的氧气吸收。

VUV灯管腔4体内壁还紧密安装有一层金属网5，用于防止微波泄漏至大气环境中。金属网5的网孔的直径包括小于3mm的金属网层和大于3mm的金属网层，在使用过程中，VUV灯管腔4体位于水面下的内壁选用大于3mm的金属网，有利于微波能量从腔体内扩散至水中，促进废水处理效果；VUV灯管腔4体位于水面以上的内壁选用小于3mm的金属网。

水管加压装置8、进水管9和喷嘴10或者搅拌装置组成水流扰动装置，可对VUV灯管腔4体进行连续或者间歇的冲击扰动，并且在进行VUV灯管腔4体维护时，可在进水管中添加洗涤剂、过氧化氢等溶液，对VUV灯管腔4体外表面进行快速清洁。

实施例2：

一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置，包括微波源1、波导2、金属传输管3、VUV灯管腔4、金属网5、VUV灯管6、灯管支架7、搅拌控制器11和搅拌叶片12，微波源1的微波输出端连接波导2的波导口，波导2的波导窗口端与金属传输管3的一端连接，金属传输管3的另一端与VUV灯管腔4紧密连接，VUV灯管6用灯管支架7按一定规则固定排列在VUV灯管腔4中，搅拌控制器11通过线路与搅拌叶片12连通，搅拌叶片均匀分布在VUV灯管腔体4外周围，用于对废水进行扰动，可在搅拌控制器11中设置转动频率和转动时间，能够加快VUV灯管腔4体周围的废水发生扩散运行。

本实用新型装置的工作原理：微波源1产生微波能量后，经波导2连接金属传输管3和VUV灯管腔4，微波激发VUV灯管腔4中的VUV灯管6发射出小于210nm波长的紫外光，紫外光具有光催化作用，可将水分子分解成大量的具有强氧化性的羟基等自由基团，这些自由基可与水中的有机污染物等难降解的污染物发生氧化还原作用，从而使废水中的污染物被快速的降解，同时在VUV灯管腔4内的微波能量也能扩散到废水中，促进光催化降解污染物的过程。为加速废水中污染物与VUV灯管腔4的接触反应速率，利用VUV灯管腔体4周围设置的水流扰动装置(8水管加压装置、9进水管和10喷嘴或11搅拌控制器和12搅拌叶片)加速废水中污染物的扩散，提高光催化氧化处理效率，而且在运行过程中，水流扰动装置(8水管加压装置、9进水管和10喷嘴或11搅拌控制器和12搅拌叶片)还可对VUV灯管腔4体外壁进行清洗，防止废水中的污染物截留在腔体外表面，影响光催化降解污染物的效果。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置，其特征在于：包括微波源、波导、金属传输管、真空紫外(VUV)灯和VUV灯管腔，所述微波源的微波输出端连接所述波导的波导口，所述波导的波导窗口端与所述金属传输管的一端连接，所述金属传输管的另一端与所述VUV灯管腔紧密连接，所述VUV灯用灯管支架按一定规则固定排列在VUV灯管腔中。

2.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置，其特征在于：所述金属传输管上还包括气体置换口，用于将本装置内部的空气置换为氩气或者氮气。

3.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置，其特征在于：所述VUV灯管腔体内壁还紧密安装有一层金属网，用于防止微波泄漏至大气环境中。

4.根据权利要求1所述的一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置，其特征在于：所述VUV灯管腔外还设置有水流扰动装置。

5.根据权利要求4所述的一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置，其特征在于：所述水流扰动装置由水管加压装置、进水管和喷嘴或者搅拌装置组成。

6.根据权利要求5所述的一种用于废水处理的亚210nm微波无极紫外装置，其特征在于：所述进水管中可添加洗涤剂或过氧化氢溶液，对所述VUV灯管腔体外表面进行快速清洁。

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