CN214299386U - 基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备，包括：第一反应器；所述第一反应器内设置有第一陶瓷膜、第一可见光光源和第一金属件；所述第一反应器外设置有第一磁铁，所述第一磁铁与所述第一金属件磁性连接；所述第一反应器具有输入口和输出口，所述第一陶瓷膜的一端连接所述输出口；待处理废水从所述输入口进入所述第一反应器，经过处理的废水从所述输出口排出。本实用新型将可见光催化和陶瓷膜分离进行了有机的结合，在继承了可见光催化技术和陶瓷膜分离技术各自优点的同时，成功解决了废水与可见光催化剂的分离问题。

Description

基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备

技术领域

本实用新型涉及废水处理领域，具体地，涉及一种基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备。

背景技术

近年来，药物向环境的不断渗透引起的生态问题收到了人们的极大关注。目前，利用吸附技术，膜过滤技术，絮凝技术以及高级氧化技术等技术处理含有药物的废水，已经被广泛研究。光催化环境修复一直是最近几十年的研究焦点，而且多种光催化剂如二氧化钛、铋系催化剂和硫化镉等，已经被广泛用于有机污染物质的降解。其中，二氧化钛，由于其强氧化能力，化学稳定性，无毒性，低成本和高亲水性等优点，研究的最为广泛。

光芬顿氧化技术是将光催化技术与芬顿催化技术相结合，在此催化过程中，能够产生大量的羟基自由基(·OH)，从而使该技术具有非常高的有机物氧化去除性能。然而，具有光催化性能和芬顿催化性能的催化剂颗粒在处理废水后，如何实现催化剂与废水的分离以及催化剂在污水体系中的循环利用，是目前限制该技术推广应用的核心问题。因此，探索研究一种低成本的，可以有效实现固液分离和催化剂重复利用的技术，成为目前研究的热点。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备。

根据本实用新型提供的一种基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备，包括：第一反应器；

所述第一反应器内设置有第一陶瓷膜、第一可见光光源和第一金属件；

所述第一反应器外设置有第一磁铁，所述第一磁铁与所述第一金属件磁性连接；

所述第一反应器具有输入口和输出口，所述第一陶瓷膜的一端连接所述输出口；

待处理废水从所述输入口进入所述第一反应器，经过处理的废水从所述输出口排出。

优选地，还包括第一蠕动泵和第二蠕动泵，所述第一蠕动泵连接所述输入口，所述第二蠕动泵连接所述输出口。

优选地，所述第一金属件、所述第一可见光光源和所述第一陶瓷膜的数量为多个，并排设置于所述反应器内。

优选地，所述第一金属件和所述第一可见光光源设置于所述第一陶瓷膜两侧。

优选地，所述第一可见光光源设置于所述第一陶瓷膜的两侧。

优选地，还包括空气压缩机；

所述第一反应器内设置有第一穿孔曝气管；

所述空气压缩机的输出端连接所述第一穿孔曝气管。

优选地，还包括空气压缩机；

所述空气压缩机的输出端通过管路连接所述第一陶瓷膜的另一端，并通过所述管路对准所述第一陶瓷膜的外壁。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

本实用新型将可见光催化和陶瓷膜分离进行了有机的结合，并通过磁性结构来增加反应器内催化剂的磁分性能，在继承了可见光催化技术和陶瓷膜分离技术各自优点的同时，成功解决了废水与可见光催化剂的分离问题。

本实用新型考虑了成本问题，采用可见光+单个反应器的模式，有效降低运行成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对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，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，本实用新型提供的一种基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备，包括两个反应器：第一反应器61。

第一反应器61内设置有第一陶瓷膜51、第一可见光光源41、反应溶液、第一金属件91和可见光催化剂3，第一反应器61外设置有第一磁铁92，第一磁铁92与第一金属件91磁性连接。本实用新型对可见光催化剂的种类不做限制。可见光光源的选择本实用新型对此不作限制。第一金属件91可以采用金属棒、金属网等结构，本实用新型对此不作限制。

第一反应器61具有输入口和输出口，第一蠕动泵21连接输入口，进料罐1内的待处理废水通过第一蠕动泵21进入第一反应器61，第二蠕动泵连接输出口，第一陶瓷膜51的一端连接输出口，处理后的废水通过第二蠕动泵输出。

为了提高处理效率，第一可见光光源41的数量为多个，第一陶瓷膜51的数量为多个，第一可见光光源41分别设置于第一陶瓷膜51的两侧。

第一反应器61内设置有第一穿孔曝气管81，空气压缩机7的输出端连接第一穿孔曝气管，提供富含溶解氧的微气泡，同时，空气压缩机7的输出端通过管路连接第一陶瓷膜的另一端，并通过管路对准第一陶瓷膜的外壁，用于对陶瓷膜进行反冲洗。

本实用新型的运行原理如下：

反应器是由不锈钢材质制作，长宽高分别为300mm×300mm×1000mm，总体积为0.09m³，可用于盛放反应介质的有效体积为0.072m³。中空纤维的陶瓷膜，长宽厚分别为120mm×350mm×4mm，将其固定在反应器中并与空气压缩机相连，以便对膜进行反冲洗。陶瓷膜的底部与蠕动泵相连，以实现出水和反应溶液、催化剂的分离。可见光光源提供可见光催化反应所必须的光源。在反应器底部安装有多孔曝气管，其输送的富含溶解氧的微气泡可以使得催化剂一直处于流态，防止催化剂的在膜表面沉积而影响催化和膜分离效果。反应器的启动和操作系统运行如下所述：在操作之前，通过第一蠕动泵以100mL/min的流速将进料罐中的有机废水直接引入反应器中，浸没陶瓷膜。随后，将二氧化钛催化剂加入废水中，并开启曝气系统以使催化剂流化。30分钟后，开启可见光光源开始可见光催化降解。当有机污染物完全降解时，将第一磁铁92与金属件接触或者间接接触构成磁性连接，促进反应器中催化剂与废水的分离。通过第二蠕动泵将处理过的水泵入下水道系统。所用的二氧化钛保留在反应器中并可继续用于废水处理。在下一次运行之前，将进料罐中的有机废水再次引入反应器中，并运行反冲洗系统，使膜污染最小化。由空气压缩机提供的空气穿过陶瓷膜内部以及从表面进行吹扫，沿膜表面产生足够的湍流，这可以有效地防止催化剂积聚在膜表面上。在对陶瓷膜进行反洗处理后，如前所述继续进行操作反应。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (7)

1.一种基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备，其特征在于，包括：第一反应器；

所述第一反应器内设置有第一陶瓷膜、第一可见光光源和第一金属件；

所述第一反应器外设置有第一磁铁，所述第一磁铁与所述第一金属件磁性连接；

所述第一反应器具有输入口和输出口，所述第一陶瓷膜的一端连接所述输出口；

待处理废水从所述输入口进入所述第一反应器，经过处理的废水从所述输出口排出。

2.根据权利要求1所述的基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备，其特征在于，还包括第一蠕动泵和第二蠕动泵，所述第一蠕动泵连接所述输入口，所述第二蠕动泵连接所述输出口。

3.根据权利要求1所述的基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备，其特征在于，所述第一金属件、所述第一可见光光源和所述第一陶瓷膜的数量为多个，并排设置于所述反应器内。

4.根据权利要求1所述的基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备，其特征在于，所述第一金属件和所述第一可见光光源设置于所述第一陶瓷膜两侧。

5.根据权利要求1所述的基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备，其特征在于，所述第一可见光光源设置于所述第一陶瓷膜的两侧。

6.根据权利要求1所述的基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备，其特征在于，还包括空气压缩机；

所述第一反应器内设置有第一穿孔曝气管；

所述空气压缩机的输出端连接所述第一穿孔曝气管。

7.根据权利要求1所述的基于浸没式可见光磁性催化陶瓷膜的单反应器水处理设备，其特征在于，还包括空气压缩机；

所述空气压缩机的输出端通过管路连接所述第一陶瓷膜的另一端，并通过所述管路对准所述第一陶瓷膜的外壁。

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