[实用新型]光催化杀菌反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于杀灭污水中细菌的光催化反应器，属于污水处理设备技术领域。

背景技术

光催化是一项具有广阔应用前景的新型水处理技术，具有低能耗、易操作、无二次污染等突出优点，尤其对一些特殊污染物的去除效果比其他处理方法更佳。

现有的光催化反应器主要分为悬浮型、负载型和内嵌型三种。悬浮型光催化反应器具有催化效率高、催化活性强等优点，但由于催化剂均匀分布在处理后的水中，分离回收的技术难度和操作费用均较大，采用传统的固-液分离工艺如重力沉淀分离或混凝沉淀工艺不仅耗时长且分离不彻底，出水上清液还需进行二次过滤；此外，悬浮态光催化剂不能实现光催化处理工艺的连续运行。与悬浮型光催化反应器相比，负载型光催化反应器可以从根本上避免分离回收的问题，同时还可以实现处理工艺的连续操作、处理能力大、占地面积小；但另一方面，催化剂表面积和光源使用率低、光催化活性位点大为减少、催化活性不强、传染物传质过程差和长时间水利剪切作用导致催化剂严重脱附等弊端不可逾越。内嵌型光催化反应器是在进行分离膜的配方和制备过程中将光催化剂加入膜材料和膜结构中，从而实现光催化剂的内部固载附着，具有更高的膜通量和截污能力，然而光催化剂的催化活性收到限制且尚未找到有效地抑制分离膜光催化化学性损伤的有效措施。

发明内容

本实用新型针对现有光催化反应器存在的不足，提供一种处理效率高、出水水质好、适用范围广、催化剂分离简便且结构简单、运行操作方便的光催化杀菌反应器。

本实用新型的光催化杀菌反应器，采用以下技术方案：

该反应器，包括池体，池体一侧设有进水管，池体底部设有放空管，池体内设置有光催化氧化装置、曝气装置、过滤产水装置和反冲洗装置；光催化氧化装置包括设置在池体内壁的紫外灯管；曝气装置包括位于池体底部的曝气管，曝气管上连接进气管；过滤产水装置包括纤维滤元和出水管，出水管与纤维滤元的上部连接，纤维滤元均匀成束的粘合在固定管上，固定管通过支架固定在池体内；反冲洗装置包括反冲洗管，反冲洗管与纤维滤元的下部连接。

污水进入池体内与投加到池体内的光催化剂二氧化钛混合，曝气管曝气，开启紫外灯管，进行光催化杀菌反应，杀菌过程完毕后，池体内的污水通过纤维滤元过滤后经出水管排出。通过反冲洗管对纤维滤元进行反冲洗。

本实用新型在悬浮型光催化反应器的基础上耦合了膜分离技术，既能保证悬浮型光催化反应器对催化剂的高效利用，又能利用分离膜的优良分离能力对颗粒态光催化剂进行分离回收，采用中空纤维膜可以保证完全将污水中的二氧化钛催化剂从产水中去除，且二氧化钛回收率高，利于催化剂回收利用，降低成本；在进行光催化反应时均匀曝气，保证催化剂的均匀悬浮状态，防止催化剂重力沉淀；整体结构简单，不需要人工参与运行操作方便。

附图说明

图1 是本实用新型光催化杀菌反应器的结构示意图。

图2 是图1的俯视图。

图3 是本实用新型中纤维滤元的结构示意图。

其中：1、池体，2、进水管，3、纤维滤元，4、光催化剂二氧化钛，5、曝气泡，6、电磁式空气泵，7、进气管，8、电磁阀，9、反冲洗泵，10、截止阀，11、放空管，12、曝气管，13、紫外灯管，14、电源，15、出水管，16、出水水泵，17、电磁阀，18、固定管。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型的光催化杀菌反应器包括池体1，池体1的一侧设有进水管2，池体1的底部设有放空管11，放空管11上设有截止阀 10。池体1的内部设置有光催化氧化装置、曝气装置、过滤产水装置和反冲洗装置。

光催化氧化装置，包含设置在池体1内四角处的紫外灯管13，可在紫外灯管 13上套有石英套管。紫外灯管 13与外部的电源14电连接。

曝气装置，包括位于池体1底部的曝气管12，曝气管12与进气管 7连接，曝气管 12上分布有曝气孔。进气管 7与电磁式空气泵6连接，进气管 7上可以连接流量调节阀、空气流量计和压力表，以对进气量进行调节。

过滤产水装置，包括纤维滤元3和出水管 15，出水管 15的一端与纤维滤元 3的上部连接，一端与出水水泵16连接，出水管 15上连接有电磁阀17。如图3所示，纤维滤元3均匀成束的粘合在固定管 18上，固定孔管18通过支架固定在池体1内。纤维滤元3采用醋酸纤维素。

反冲洗装置，包括反冲洗管，反冲洗管的一端与纤维滤元3的下部连接，一端与反冲洗泵9连接，反冲洗管上还设有电磁阀8。

上述装置的运行过程如下所述：

污水通过进水管 2进入池体1内，与按比例投加到池体1内的光催化剂二氧化钛4混合，池体1底部的曝气管12开始曝气，产生曝气泡5，同时紫外灯管13开启，进行光催化杀菌反应。杀菌过程完毕后，开启出水水泵16和电磁阀17，池体内的污水通过纤维滤元3过滤后经出水管15排出，较大颗粒的二氧化钛催化剂继续留在池体内，关闭出水水泵16和电磁阀17。杀菌过程完毕后，放空管11上的截止阀10打开，池体1内的二氧化钛催化剂随剩余液体排出，用于回收利用。关闭截止阀10，开启反冲洗装置中的反冲洗泵9和电磁阀8，通过反冲洗管对纤维滤元3进行反冲洗，冲洗完毕后再次进行放空操作，一个反应周期结束。