[实用新型]一种集射流流化、沉淀分离为一体的光催化水处理装置

说明书

技术领域

一种集射流流化、沉淀分离为一体的光催化水处理装置，涉及一种光催化水处理装置。尤其涉及一种可有效去除水中有机物的光催化水处理装置。

背景技术

现代化工业在近几十年的迅速发展，尤其是合成化学工业的突飞猛进，使得人工合成有机化合物的种类和产量猛增。它们通过不同的途径进入人类环境尤其是水环境，使水体的物理化学性发生了显著的变化。据统计，水环境中的有机污染物高达96000种之多，其中很多是有毒和“三致”物质，不仅给环境带来危害，而且对人类的健康也造成了威胁。因此，去除水中的有机污染物已成为水处理的首要任务之一。目前普遍采用的方法是有机物的生物降解法。但是，对于一些高浓度、难降解有机废水，如垃圾渗滤液、制药废水、焦化废水、造纸废水、石油化工废水等，因其含有机物和氨氮的浓度都很高，甚至具有毒性，生物降解性差，传统的生化处理往往难以取得预想效果。

光催化氧化主要利用光源照射TiO₂等光催化剂以产生氧化能力强的自由基来实现对水中有机物的降解，以UV/TiO₂最为常见。其独特的优势在于：(1)能氧化除少数几种有机物之外的绝大多数有机物。(2)可将有机物完全矿化为CO₂和H₂O等简单、对环境无害的无机物。传统的固定膜光催化氧化需要采用一定的方法首先制成TiO₂膜，由于成膜方法复杂、成本高，且成膜的厚度十分有限，造成光催化氧化反应的效率低，难以适应实际工程的要求；另外，光催化剂膜“中毒”后的清洗或更换复杂，这就更加限制了光催化氧化技术向实用型技术的转化。与传统的固定膜光催化反应器比较而言，悬浮相光催化氧化的速率较高，但是，催化剂的分离和连续性运行问题成为该技术向前发展的最大障碍。中国发明专利(98111597)介绍了一种“光催化与膜分离集成的水处理方法”，其主要有两大特征，一是采用泵循环辅以气伴的方式，使反应槽内催化剂呈悬浮状态，增加光催化剂与废水的接触面积，提高光催化降解效率；二是将光催化与膜技术相结合，以便催化剂颗粒的分离回收。但是，由于气伴的混合效果有限，溶液中的悬浮的催化剂易沉积到底部呈现上疏下密的不均匀态，影响降解效果。另外，反应后的水直接进入膜装置，导致光催化剂容易直接沉积在膜表面，加速膜的污染，且频繁的反冲洗也会减少膜的寿命。中国发明专利(00103229.1)也介绍了相关的一种“与膜分离设备相组合的悬浮光催化氧化水处理方法及其装置”，与上述专利比起来有改进之处，首先是在反应器内设置沉淀区，减轻膜的负荷，从某种程度上解决了反冲洗问题；再者采用空气供给装置、导流装置、搅拌装置加强粉末催化剂与水的混合。但缺点也是显而易见的：(1)沉淀区置于反应区上方，其作用相当于静沉，与反应区的界限不明显，沉淀效果受到置疑。(2)反应器结构复杂，需好几套装置达到良好的混合和曝气效果，将此装置应用于实践有一定的难度。

发明内容

本实用新型的目的是针对上述问题，设计一种结构简单、制作容易、适用于实际水处理工程需要的、能高效去除水中各种有机物的光催化氧化水处理装置。

为了达到上述目的，本实用新型是这样进行的：该装置集中心的反应器和外围的集水器为一体；集水器由圆柱形器壁和底部的球形封头构成，球形封头上设有出水阀和放空阀；反应器由正方形壳体和底部的斗形封头构成；球形封头与斗形封头之间固有壳体支撑；  反应器内通过筒状隔板分成内圈的反应区和外圈的分离区两部分，筒状隔板与斗形封头之间固有隔板支撑，筒状隔板底部与斗形封头之间留有工艺要求的缝隙，使反应区和分离区既相互分隔又留有小的通道；筒状隔板与正方形壳体之间设有挡板，挡板围绕正方形壳体并与其平行；正方形壳体和挡板之间固有斜板沉淀器，斜板沉淀器由按工艺设定数量的与水平方向成60°的斜板组成；集水器的圆柱形器壁顶端上固有两组钢架，每组钢架由并排的间隙与紫外灯灯管宽度相当的两根钢条组成，两条钢条上固有钢板，钢板开有安装紫外灯的孔；钢条上还固有支架底板，每块支架底板上各焊一根竖起的槽钢，槽钢的顶端共同固结一块开孔的安装射流器的搁板，射流器的出水管穿过搁板的孔并伸入反应器底部，射流器的出水管的底端固有一个使水流形成对射的三通；射流器的出水管一旁并排还设有与进水阀连接的进水管。

本实用新型具有如下的优点：

1.由于本实用新型的光催化反应器上面通过槽钢支架固定安装有射流器，与现有技术比较省掉了空气供给装置、导流装置、搅拌装置，因此本实用新型具有结构简单、制作容易的优点。