[发明专利]磁凝聚光催化反应器及光催化废水处理设备与方法

权利要求书

1.一种磁凝聚光催化反应器，其特征在于由反应床(1-1)、磁源体(1-2)、粉状磁性光催化剂和用于照射磁性光催化剂的光源组成，所述磁源体(1-2)设置在反应床外壁，所述磁性光催化剂装放在反应床内，在磁源体(1-2)作用下形成磁凝聚结构。

2.一种磁凝聚光催化反应器，其特征在于由反应床(1-1)、磁源体(1-2)、粉状磁性光催化剂、颗粒状磁性载体或粉状磁性载体及用于照射磁性光催化剂的光源组成，所述磁性载体装放在反应床内，在磁源体(1-2)作用下形成磁凝聚结构，所述磁性光催化剂分布在磁性载体形成的磁凝聚结构上与所述磁凝聚结构吸附结合成一体。

3.根据权利要求1或2所述磁凝聚光催化反应器，其特征在于所述粉状磁性光催化剂由光催化剂和磁核组成，粒径为微米级或纳米级，光催化剂的质量分数为30～80％，磁核的质量分数为20～70％，光催化剂为Ag₂O、TiO₂、ZrO₂、CdS、C₃N₄或KBiO₃，磁核为CoFe₂O₄、NiFe₂O₄、ZnFe₂O₄、γ-Fe₂O₃或Fe₃O₄；

所述磁源体(1-2)为永磁体或电磁铁；所述光源为自然光或LED可见光；所述反应床由非磁性材料制作或磁性材料制作。

4.根据权利要求3所述磁凝聚光催化反应器，其特征在于所述反应床由非磁性材料中的透光材料制作。

5.根据权利要求2所述磁凝聚光催化反应器，其特征在于所述颗粒状磁性载体的粒径为毫米级，粉状磁性载体的粒径为微米级或纳米级，颗粒状磁性载体、粉状磁性载体均为Fe₃O₄或磁性铁氧体。

6.根据权利要求1或2所述磁凝聚光催化反应器，其特征在于所述反应床(1-1)为两端开口、顶部未封闭或封闭的槽式反应床，所述磁源体(1-2)设置在槽式反应床底壁的外表面，磁源体的磁场强度应满足其对应的槽式反应床底壁内表面的磁场强度不小于50Gs。

7.根据权利要求1或2所述磁凝聚光催化反应器，其特征在于所述反应床(1-1)为两端开口、顶部未封闭或封闭的槽式反应床，所述磁源体(1-2)对称设置在槽式反应床两侧壁的外表面，磁源体的磁场强度应满足其对应的槽式反应床侧壁内表面的磁场强度不小于400Gs、其对应的槽式反应床两侧壁对称面处的磁场强度不小于40Gs。

8.根据权利要求1或2所述磁凝聚光催化反应器，其特征在于所述反应床(1-1)为两端开口的管式反应床，所述磁源体(1-2)环绕管式反应床外壁设置，磁源体的磁场强度应满足其对应的管式反应床内壁的磁场强度不小于50Gs。

9.一种光催化废水处理设备，其特征在于包括权利要求1至8中任一权利要求所述磁凝聚光催化反应器(1)，以及废水槽(2)、输送泵(3)、混合器(4)、支承台(5)和支架(6)，所述磁凝聚光催化反应器(1)放置在支承台(5)上，所述混合器(4)通过支架支撑，其混合部件位于废水槽(2)内，所述输送泵(3)的进液口通过管件与废水槽(2)连通，所述输送泵(3)的出液口通过管件与磁凝聚光催化反应器的进液口连通，所述磁凝聚光催化反应器的出液口通过管件与废水槽(2)连通。

10.一种光催化废水处理方法，其特征在于使用权利要求9所述光催化废水处理设备，操作如下：

将待处理废水通入废水槽(2)，启动混合器(4)和输送泵(3)，废水槽(2)中的废水在搅拌下由废水槽(2)经管件进入磁凝聚光催化反应器(1)进行处理后再回到废水槽(2)，废水槽中的废水按上述方式循环流动，直至待处理废水达到排放要求。