一种磁助光电耦合有机废水处理系统及方法与流程

专利2022-06-30  63


本发明属于有机废水降解催化分离技术领域,尤其是涉及一种磁助光电耦合有机废水处理系统及方法。



背景技术:

目前光催化设备根据催化剂的存在形式可分为悬浮型和负载型。悬浮型反应器即催化剂悬浮于液相,直接与水中的污染物接触,与污染物接触面积大,传质好、反应速率高,但存在催化剂难分离回收的问题。负载型反应器是将催化剂负载于载体上进行反应,分为固定床和流化床。负载型反应器存在催化剂和反应物接触面积不够大,影响反应最佳效果的问题。光催化设备根据光的照射类型可分为聚光式和非聚光式。聚光式反应器光源一般为人工光源,照射面积小,限制了反应器的大规模应用;非聚光式反应器一般为垂直照射,光源一般为自然光源即阳光,反应面积一般比聚光式的大,但存在光能利用率低等问题。

因此,现如今缺少一种结构简单,设计合理的磁助光电耦合有机废水处理系统及方法,能对有机废水进行催化降解,提高光能利用率且能实现催化后催化降解后水与二氧化钛颗粒催剂的有效分离,实现对二氧化钛颗粒催化剂的回收,使光催化处理有机废水更加节能、环保,经济效益更突出。



技术实现要素:

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足,提供一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其设计合理且成本低,能对有机废水进行催化降解,提高光能利用率且能实现催化后催化降解后水与二氧化钛颗粒催剂的有效分离,实现对二氧化钛颗粒催化剂的回收,使光催化处理有机废水更加节能、环保,经济效益更突出。

为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:包括底座、设置在底座上的进样装置、设置在底座上的催化降解机构和与所述反应器连接的分离收集装置;

所述进样装置包括供通入有机废水的有机废水通入机构和用于添加二氧化钛颗粒催化剂的催化剂添加机构,所述有机废水通入机构包括下箱体和连接于下箱体与所述催化降解机构之间的蠕动泵,所述催化剂添加机构包括上箱体、设置在上箱体上的漏斗和设置在上箱体内的塞子,所述下箱体顶部设置有填料口,所述上箱体内设置有带动塞子伸入或者伸出所述填料口的塞子调节机构,所述漏斗伸出底座,所述漏斗的底部设置有竖直管,所述竖直管伸入上箱体;

所述催化降解机构包括由外至内依次设置的反应器、石英玻璃筒和紫外灯,以及设置在反应器底部的曝气机构,所述反应器、石英玻璃筒和紫外灯呈同轴布设,所述反应器内侧壁和石英玻璃筒之间设置有间隙,所述反应器的内侧壁设置有反射镜,所述反应器外侧壁缠绕有通电线圈,所述反应器底部设置有排液管,所述排液管上设置有排液阀,所述蠕动泵与反应器连通;

所述分离收集装置包括筒体、设置在筒体内的中心轴、多个设置在中心轴上的分离机构和设置在筒体底部的收集盒,以及设置在筒体底部且驱动中心轴上下移动的振动机构,所述筒体内设置有加热板,所述排液管通过输液管与筒体连接,所述输液管上设置有进液阀,所述输液管伸入筒体内,且所述输液管的出口位于所述分离机构的上方,所述筒体连接出液管,所述出液管上设置有出液阀。

上述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述塞子调节机构包括设置在上箱体上的滑块部件、安装在上箱体底部内的支撑杆和安装在支撑杆上且能沿支撑杆转动的杠杆,所述上箱体上设置有供所述滑块部件上下滑动的滑槽,所述杠杆的一端通过第一铁丝与所述滑块部件的一端连接,所述杠杆的另一端通过第二铁丝与塞子的一端连接,所述杠杆转动带动塞子上下移动。

上述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述上箱体内设置有定位部件,所述定位部件包括设置在上箱体顶部内的上定位竖板和设置在上箱体底部内的下定位竖板,所述塞子的一侧上部设置有左凸块,所述塞子的顶部设置有l形板,所述上定位竖板为l形,所述塞子的一侧面和下定位竖板相贴合,所述l形板和下定位竖板相贴合,所述上定位竖板上设置有上限位凸块;

所述滑块部件包括伸入上箱体内的水平部和设置在所述水平部伸出上箱体的端部的滑动头,所述水平部能沿滑槽上下滑动,所述水平部的底部与上箱体底部之间设置有复位弹簧,第一铁丝与所述水平部固定连接,所述第二铁丝与所述左凸块固定连接;

所述上定位竖板、l形板、塞子和所述上箱体围设成容纳二氧化钛颗粒催化剂的容纳腔,所述漏斗与所述容纳腔连通,所述容纳腔内设置有倾斜板,所述倾斜板位于漏斗的下方,所述倾斜板靠近所述填料口的一端低于所述倾斜板的另一端。

上述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述下箱体上设置有进液口,所述进液口上设置有进液管,所述进液管伸出底座,所述下箱体底部设置出液管,所述下箱体内设置有废水流经室,所述填料口与废水流经室连通,所述蠕动泵与出液管连接,所述蠕动泵通过连接管与所述反应器连接;

所述反应器靠近底部处设置有供石英玻璃筒安装的下安装支座,所述反应器的顶部设置有供石英玻璃筒安装的上安装支座,所述下安装支座和所述上安装支座的结构相同,且所述下安装支座和所述上安装支座均包括多个沿石英玻璃筒圆周方向均布的固定支架,所述固定支架上设置有卡槽,所述石英玻璃筒的两端伸入卡槽内。

上述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述反应器顶部设置有缓流室,所述缓流室的横截面大于反应器的横截面,所述缓流室的中下部至缓流室的底部横截面逐渐减少,所述缓流室的底部与反应器的顶部连接,所述反应器的下部至底座的横截面逐渐减少;

所述反应器和缓流室的横截面呈圆形,所述反应器的内侧壁和石英玻璃筒的外侧壁之间的距离d为10cm~12cm。

上述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述筒体靠近底部处设置有两个盖板部件,两个盖板部件的结构相同,所述盖板部件包括盖板、与盖板伸出端连接的l形拉杆和与l形拉杆伸出筒体的端部连接的拉手,所述盖板为半圆形,且所述盖板上设置与中心轴配合的第一半圆孔;

所述收集盒包括两个收集盒,所述收集盒的横截面为半圆形,所述筒体的底面上设置有第一永磁铁,所述收集盒的顶面设置有第二永磁铁,所述收集盒上设置有供中心轴穿设的第二半圆孔。

上述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:多个所述分离机构分别为多个沿中心轴高度方向均布的第一过滤板和第二过滤板,所述第一过滤板和第二过滤板的结构相同,且第一过滤板和第二过滤板呈错位布设,相邻两个第一过滤板之间设置有一个第二过滤板,相邻两个第二过滤板之间设置有一个第一过滤板;

所述第一过滤板和第二过滤板均包括过流板和固定环,以及对称连接于过流板和固定环底部的第一弹簧和第二弹簧,所述固定环为半圆环,所述过流板为优弧过流板,所述过流板延伸至固定环的内侧面,所述固定环的圆周设置有凹槽,所述过流板上设置有供中心轴穿设的安装孔,所述过流板靠近安装孔的边缘逐渐向下倾斜。

上述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述筒体的底部设置有安装座,所述振动机构位于安装座内,所述振动机构包括电机、安装在电机上的齿轮和与齿轮传动连接的齿条,所述齿轮偏心安装在电机的输出轴上,所述安装座内设置有安装板,所述安装板上设置有供电机安装的电机座和供齿条滑动安装的滑轨,所述齿条通过滑块安装在滑轨上,且所述滑轨和齿条呈竖直布设,所述齿条的顶部与中心轴的底部固定连接,所述中心轴的顶部与筒体的顶部内之间设置有上弹簧。

同时,本发明还公开了一种方法步骤简单、设计合理且实现方便、使用效果好的磁助光电耦合有机废水处理方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

步骤一、二氧化钛颗粒催化剂的添加:

步骤101、采用cod快速测定仪对有机废水中的化学需氧量值进行测量,得到有机废水中的化学需氧量值并记作αcod;其中,有机废水中的化学需氧量值的单位为mg/l;

步骤102、根据有机废水中的化学需氧量值αcod和所述反应器的体积vs,得到所需二氧化钛颗粒催化剂的质量;其中,反应器(6)的体积vs的单位为l;

步骤103、通过进样装置中漏斗向上箱体内加入所需二氧化钛颗粒催化剂;

步骤104、将有机废水通过下箱体上的进液管进入废水流经室,同时,操作塞子调节机构带动塞子伸出所述填料口,所述填料口和废水流经室连通,上箱体内添加的二氧化钛颗粒催化剂进入废水流经室,二氧化钛颗粒催化剂和有机废水混合后经下箱体上的出液管和蠕动泵进入所述反应器内,直至所述反应器内液体的体积等于

步骤二、通电线圈的通电:

给通电线圈通入直流电流;

步骤三、有机废水的催化降解处理:

步骤301、将紫外灯打开,同时操作所述曝气机构为所述反应器内曝气;

步骤302、在所述曝气机构曝气作用和紫外灯照射下,二氧化钛颗粒催化剂活化,对有机废水进行催化降解,得到催化降解后水和二氧化钛催化剂颗粒混合物;

步骤四、催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物的分离:

步骤401、排液阀、进液阀和出液阀打开,将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物通过排液管和输液管输送至筒体内;

步骤402、催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物通过多个所述分离机构,将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂分离,得到聚集在多个所述分离机构上的二氧化钛颗粒催化剂和聚集在筒体底部内的分离后催化降解后水;

步骤403、聚集在筒体底部内的分离后催化降解后水经过滤盒和出液管排出;

步骤404、操作加热板对筒体内加热1小时~2小时;其中,加热温度为40℃~50℃;

步骤405、操作拉手向筒体外拉动,从而将盖板打开;

步骤406、操作振动机构驱动中心轴上下移动,中心轴上下移动带动多个所述分离机构上下移动,以使聚集在多个所述分离机构上的二氧化钛颗粒催化剂振动筛落至收集盒内,实现回收二氧化钛颗粒催化剂。

上述的方法,其特征在于:步骤402中催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物通过多个所述分离机构,将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂分离,具体过程如下:

步骤4021、输液管内输送的催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物流经第一过滤板上的过流板,催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物沿倾斜的过流板流过的过程中,因为二氧化钛颗粒催化剂与过流板之间的摩擦力大于催化降解后水与过流板之间的摩擦力,一部分二氧化钛颗粒催化剂停留在第一过滤板上的过流板上;

步骤4022、经过第一过滤板的催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物流经第二过滤板上的过流板,一部分二氧化钛颗粒催化剂停留在第二过滤板上的过流板上;

步骤4023、多次重复步骤4021和步骤4022,实现催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物的分离,得到聚集在过流板上的二氧化钛颗粒催化剂和聚集在筒体底部的分离后催化降解后水;

步骤406中操作振动机构驱动中心轴上下移动,中心轴上下移动带动多个所述分离机构上下移动,具体过程如下:

操作电机转动,电机的转动带动齿轮转动,当齿轮转动至与齿条啮合时,齿轮转动推动齿条沿滑轨向上移动,齿条沿滑轨向上移动时推动中心轴向上移动,从而推动各个过流板靠近中心轴处向上移动;

当齿轮转动脱离齿条时,压缩的上弹簧伸长,上弹簧伸长推动中心轴向下移动,同时齿条沿滑轨向下移动,从而推动各个过流板靠近中心轴处向下移动,实现各个过流板的上下移动;

或者操作电机反向转动,电机的反向转动带动齿轮反向转动,当齿轮反向转动至与齿条啮合时,齿轮反向转动推动齿条沿滑轨向下移动,齿条沿滑轨向下移动时带动中心轴向下移动,从而推动各个过流板靠近中心轴处向下移动;

当齿轮转动脱离齿条时,伸长的上弹簧收缩,上弹簧收缩带动中心轴向上移动,同时齿条沿滑轨向上移动,从而推动各个过流板靠近中心轴处向上移动,实现各个过流板的上下移动。

本发明与现有技术相比具有以下优点:

1、结构简单、设计合理,催化效率高,且能分离回收二氧化钛颗粒催化剂,投入成本较低。

2、所采用的漏斗、塞子和塞子调节机构,通过漏斗能向上箱体内加入所需二氧化钛颗粒催化剂,通过塞子调节机构带动塞子伸入或者伸出填料口,从而将上箱体内添加的二氧化钛颗粒催化剂通过填料口进入废水流经室,以使二氧化钛颗粒催化剂和有机废水混合,二氧化钛颗粒催化剂添加便捷,且能与有机废水有效混合。

3、所采用的催化降解机构包括反应器、石英玻璃筒和紫外灯,且紫外灯位于石英玻璃筒的内部,且反应器的内侧壁设置有反射镜,从而便于将紫外灯发射的紫外光反射回至石英玻璃筒内,照射面积大,提高了光能利用率,提高催化效果。

4、所采用的紫外灯,是因为二氧化钛作为催化剂必须要吸收足够的光子才能显现出催化作用,因此紫外灯恰好能够提供这样的光子,使得二氧化钛显现出活性,使得有机废水降解更加充分。

5、所采用的分离机构,是为了将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物通入筒体内,经过多个分离机构,以便于分离催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂;另外,设置多个分离机构便于增大混合物与过流板的接触面积,便于二氧化钛颗粒催化剂的聚集,提高了分离效果。

6、所采用的振动机构,是为了操作振动机构中的电机转动,电机的转动带动齿轮转动,当齿轮转动至与齿条啮合时,齿轮转动推动齿条沿滑轨移动,齿条沿滑轨向上移动时推动中心轴移动,从而推动各个过流板靠近中心轴处移动;当齿轮转动脱离齿条时,上弹簧使中心轴反向移动,同时齿条沿滑轨反向移动,从而推动各个过流板靠近中心轴处反向移动,实现各个过流板的上下移动,便于将分离机构中过流板上聚集的二氧化钛颗粒催化剂进行筛落回收至收集盒中。

7、所采用的加热板,是为了在催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂分离后,对筒体内进行加热,便于对过流板上聚集的二氧化钛颗粒催化剂进行加热,以蒸发过流板上的水分,便于二氧化钛颗粒催化剂的振动筛落。

8、所采用的磁助光电耦合有机废水处理方法步骤简单、实现方便且操作简便,除去有机废水中的有机污染物,便于水资源的再利用。

9、所采用的磁助光电耦合有机废水处理方法操作简便且使用效果好,首先是二氧化钛颗粒催化剂的添加,并将有机废水和添加的二氧化钛颗粒催化剂传输至反应器中,并给通电线圈通电,然后对有机废水进行催化降解,对有机废水进行催化降解,得到催化降解后水和二氧化钛催化剂颗粒混合物;最后将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物的分离进行分离,以便回收二氧化钛颗粒催化剂。

综上所述,本发明设计合理且成本低,能对有机废水进行催化降解,提高光能利用率且能实现催化后催化降解后水与二氧化钛颗粒催剂的有效分离,实现对二氧化钛颗粒催化剂的回收,使光催化处理有机废水更加节能、环保,经济效益更突出。

下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明磁助光电耦合有机废水处理系统的结构示意图。

图2为本发明磁助光电耦合有机废水处理系统进料装置除去上箱体前侧面和下箱体前侧面的结构示意图。

图3为本发明磁助光电耦合有机废水处理系统分离收集装置的结构示意图。

图4为本发明磁助光电耦合有机废水处理系统第一过滤板和第二过滤板的结构示意图。

图5为本发明磁助光电耦合有机废水处理系统收集盒的结构示意图。

图6为本发明磁助光电耦合有机废水处理方法的流程框图。

附图标记说明:

1—进液管;2—进样装置;

2-1—进液口;2-2—滑槽;2-3—复位弹簧;

2-4—滑动头;2-5—漏斗;2-6—上定位竖板;

2-7—塞子;2-8—出液管;2-9—废水流经室;

2-10—下定位竖板;2-11—杠杆;2-12—支撑杆;

2-13—l形板;2-14—竖直管;2-15—转轴;

2-16—第一铁丝;2-17—第二铁丝;2-18—上限位凸块;

2-19—下箱体;2-20—倾斜板;2-21—水平部;

2-22—上箱体;3-1—固定支架;3-2—卡槽;

4—石英玻璃筒;5—灯安装座;6—反应器;

7—缓流室;8—通气管;9—充气泵座;

10—第一过滤板;11—排液管;11-1—排液阀;

12—筒体;13—曝气盘;14—充气泵;

15—紫外灯;16—蠕动泵;16-1—连接管;

17—输液管;18—弹簧;18-1—进液阀;

18-2—出液阀;19—中心轴;20—第二过滤板;

20-1—过流板;20-2—固定环;20-3—第一弹簧;

20-4—第二弹簧;20-5—安装孔;20-6—凹槽;

21—出液管;22—过滤盒;23—电机;

23-1—电机座;24—齿条;25—收集盒;

25-1—第二半圆孔;26—滑轨;27—安装板;

28—滑块;29—齿轮;30—l形拉杆;

30-1—拉手;31-1—第一永磁铁;31-2—第二永磁铁;

32—加热板;33—底座;34—通电线圈;

35—安装座;36—盖板;37—密封圈;

38—圆环;39—排气管。

具体实施方式

如图1至图5所示的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,包括底座33、设置在底座33上的进样装置2、设置在底座33上的催化降解机构和与所述反应器连接的分离收集装置;

所述进样装置2包括供通入有机废水的有机废水通入机构和用于添加二氧化钛颗粒催化剂的催化剂添加机构,所述有机废水通入机构包括下箱体2-19和连接于下箱体2-19与所述催化降解机构之间的蠕动泵16,所述催化剂添加机构包括上箱体2-22、设置在上箱体2-22上的漏斗2-5和设置在上箱体2-22内的塞子2-7,所述下箱体2-19顶部设置有填料口,所述上箱体2-22内设置有带动塞子2-7伸入或者伸出所述填料口的塞子调节机构,所述漏斗2-5伸出底座33,所述漏斗2-5的底部设置有竖直管2-14,所述竖直管2-14伸入上箱体2-22,所述蠕动泵16与反应器6连通;

所述催化降解机构包括由外至内依次设置的反应器6、石英玻璃筒4和紫外灯15,以及设置在反应器6底部的曝气机构,所述反应器6、石英玻璃筒4和紫外灯15呈同轴布设,所述反应器6内侧壁和石英玻璃筒4之间设置有间隙,所述反应器6的内侧壁设置有反射镜,所述反应器6外侧壁缠绕有通电线圈34,所述反应器6底部设置有排液管11,所述排液管11上设置有排液阀11-1;

所述分离收集装置包括筒体12、设置在筒体12内的中心轴19、多个设置在中心轴19上的分离机构和设置在筒体12底部的收集盒,以及设置在筒体12底部且驱动中心轴19上下移动的振动机构,所述筒体12内设置有加热板32,所述排液管11通过输液管17与筒体12连接,所述输液管17上设置有进液阀18-1,所述输液管17伸入筒体12内,且所述输液管17的出口位于所述分离机构的上方,所述筒体12连接出液管21,所述出液管21上设置有出液阀18-2。

本实施例中,所述塞子调节机构包括设置在上箱体2-22上的滑块部件、安装在上箱体2-22底部内的支撑杆2-12和安装在支撑杆2-12上且能沿支撑杆2-12转动的杠杆2-11,所述上箱体2-22上设置有供所述滑块部件上下滑动的滑槽2-2,所述杠杆2-11的一端通过第一铁丝2-16与所述滑块部件的一端连接,所述杠杆2-11的另一端通过第二铁丝2-17与塞子2-7的一端连接,所述杠杆2-11转动带动塞子2-7上下移动。

本实施例中,所述上箱体2-22内设置有定位部件,所述定位部件包括设置在上箱体2-22顶部内的上定位竖板2-6和设置在上箱体2-22底部内的下定位竖板2-10,所述塞子2-7的一侧上部设置有左凸块,所述塞子2-7的顶部设置有l形板2-13,所述上定位竖板2-6为l形,所述塞子2-7的一侧面和下定位竖板2-10相贴合,所述l形板2-13和下定位竖板2-10相贴合,所述上定位竖板2-6上设置有上限位凸块2-18;

所述滑块部件包括伸入上箱体2-22内的水平部2-21和设置在所述水平部2-21伸出上箱体2-22的端部的滑动头2-4,所述水平部2-21能沿滑槽2-2上下滑动,所述水平部2-21的底部与上箱体2-22底部之间设置有复位弹簧2-3,第一铁丝2-16与所述水平部2-21固定连接,所述第二铁丝2-17与所述左凸块固定连接;

所述上定位竖板2-6、l形板2-13、塞子2-7和所述上箱体2-22围设成容纳二氧化钛颗粒催化剂的容纳腔,所述漏斗2-5与所述容纳腔连通,所述容纳腔内设置有倾斜板2-20,所述倾斜板2-20位于漏斗2-5的下方,所述倾斜板2-20靠近所述填料口的一端低于所述倾斜板2-20的另一端。

本实施例中,所述下箱体2-19上设置有进液口2-1,所述进液口2-1上设置有进液管1,所述进液管1伸出底座31,所述下箱体2-19底部设置出液管2-8,所述下箱体2-19内设置有废水流经室2-9,所述填料口与废水流经室2-9连通,所述蠕动泵16与出液管2-8连接,所述蠕动泵16通过连接管16-1与所述反应器6连接;

所述反应器6靠近底部处设置有供石英玻璃筒4安装的下安装支座,所述反应器6的顶部设置有供石英玻璃筒4安装的上安装支座,所述下安装支座和所述上安装支座的结构相同,且所述下安装支座和所述上安装支座均包括多个沿石英玻璃筒4圆周方向均布的固定支架3-1,所述固定支架3-1上设置有卡槽3-2,所述石英玻璃筒4的两端伸入卡槽3-2内。

本实施例中,所述反应器6顶部设置有缓流室7,所述缓流室7的横截面大于反应器6的横截面,所述缓流室7的中下部至缓流室7的底部横截面逐渐减少,所述缓流室7的底部与反应器6的顶部连接,所述反应器6的下部至底座33的横截面逐渐减少;

所述反应器6和缓流室7的横截面呈圆形,所述反应器6的内侧壁和石英玻璃筒4的外侧壁之间的距离d为10cm~12cm。

本实施例中,所述筒体12靠近底部处设置有两个盖板部件,两个盖板部件的结构相同,所述盖板部件包括盖板36、与盖板36伸出端连接的l形拉杆30和与l形拉杆30伸出筒体12的端部连接的拉手30-1,所述盖板36为半圆形,且所述盖板36上设置与中心轴19配合的第一半圆孔;

所述收集盒包括两个收集盒25,所述收集盒25的横截面为半圆形,所述筒体12的底面上设置有第一永磁铁31-1,所述收集盒25的顶面设置有第二永磁铁31-2,所述收集盒25上设置有供中心轴19穿设的第二半圆孔25-1。

本实施例中,多个所述分离机构分别为多个沿中心轴19高度方向均布的第一过滤板10和第二过滤板20,所述第一过滤板10和第二过滤板20的结构相同,且第一过滤板10和第二过滤板20呈错位布设,相邻两个第一过滤板10之间设置有一个第二过滤板20,相邻两个第二过滤板20之间设置有一个第一过滤板10;

所述第一过滤板10和第二过滤板20均包括过流板20-1和固定环20-2,以及对称连接于过流板20-1和固定环20-2底部的第一弹簧20-3和第二弹簧20-4,所述固定环20-2为半圆环,所述过流板20-1为优弧过流板,所述过流板20-1延伸至固定环20-2的内侧面,所述固定环20-2的圆周设置有凹槽20-6,所述过流板20-1上设置有供中心轴19穿设的安装孔20-5,所述过流板20-1靠近安装孔20-5的边缘逐渐向下倾斜。

本实施例中,所述筒体12的底部设置有安装座35,所述振动机构位于安装座35内,所述振动机构包括电机23、安装在电机23上的齿轮29和与齿轮29传动连接的齿条24,所述齿轮29偏心安装在电机23的输出轴上,所述安装座35内设置有安装板27,所述安装板27上设置有供电机23安装的电机座23-1和供齿条24滑动安装的滑轨26,所述齿条24通过滑块28安装在滑轨26上,且所述滑轨26和齿条24呈竖直布设,所述齿条24的顶部与中心轴19的底部固定连接,所述中心轴19的顶部与筒体12的顶部内之间设置有上弹簧18。

本实施例中,需要说明的是,图1中除去了催化降解机构的前侧面和分离收集装置的前侧面。

本实施例中,需要说明的是,石英玻璃筒4的内径大于所述反应器6的内侧壁和石英玻璃筒4的外侧壁之间的距离d。

本实施例中,所述支撑杆2-12的顶部设置有供杠杆2-11转动安装的转轴2-15。

本实施例中,设置下定位竖板2-10,是为了对塞子2-7的一侧面进行限位,以便于塞子2-7的一侧面在杠杆2-11的带动能沿下定位竖板2-10的竖直面竖直上下移动;同时,设置l形板2-13和上定位竖板2-6相贴合,是为了对塞子2-7的另一侧面进行限位,以便于塞子2-7相对的另一侧面在杠杆2-11的带动能沿上定位竖板2-6的竖直面竖直上下移动,确保塞子2-7能竖直伸入或者伸出所述填料口。

本实施例中,在塞子2-7的一侧上部设置有左凸块,第一,是为了便于与杠杆2-11的另一端通过第二铁丝2-17的连接,从而便于杠杆2-11的牵引传递至对左凸块的牵引;第二,是为了对塞子2-7竖直伸入所述填料口时能对塞子2-7的下移最大距离进行限位,避免塞子2-7通过所述填料口进入下箱体2-19内;

本实施例中,设置上限位凸块2-18,第一是为了对塞子2-7竖直伸出所述填料口时能对塞子2-7的上移最大距离进行限位,避免塞子2-7的底部脱离下定位竖板2-10而无法复位;第三,是为了限制复位弹簧2-3的压缩量,避免复位弹簧2-3极度压缩减少复位弹簧2-3的循环使用。

本实施例中,设置复位弹簧2-3,第一,是为了在滑动头2-4沿滑槽2-2向下滑动时,因为复位弹簧2-3反作用力,以使滑动头2-4缓慢滑动;第二,是为了在操作人员松开滑动头2-4时,压缩的弹簧伸长,从而将滑动头2-4沿滑槽2-2向上滑动复位。

本实施例中,设置杠杆2-11,是为了在滑动头2-4沿滑槽2-2向下滑动时,水平部2-21的拉力传递至塞子2-7。

本实施例中,设置倾斜板2-20,是为了在塞子2-7伸出所述填料口时,减少二氧化钛颗粒催化剂与倾斜板2-20的摩擦力,便于所述容纳腔内填充二氧化钛颗粒催化剂通过述填料口进入废水流经室,从而与待处理的有机废水混合。

本实施例中,所述底座33内设置供紫外灯15安装的灯安装座5,所述灯安装座5与所述下安装支座和所述上安装支座的结构均相同,便于紫外灯15的竖直布设。

本实施例中,设置l形拉杆30,是为了在拉动拉手30-1过程中,l形拉杆30的竖直部进行限位,避免盖板36全部拉出筒体12而无法推进。

本实施例中,实际使用过程中,两个盖板36上的半圆孔围设的圆孔与中心轴19相配合,以便于中心轴19的穿设,且盖板36上的半圆孔与中心轴19外侧壁之间设置有密封圈37,避免渗水。

本实施例中,设置第一永磁铁31-1和第二永磁铁31-2,是为了利用永磁铁的异性相吸,从而将收集盒25吸装在筒体12的底部,便于收集盒25的拆装,从而便于收集盒25内二氧化钛颗粒催化剂的收纳。

本实施例中,所述曝气机构包括充气泵14和与充气泵14连接的通气管8,所述反应器6的底部设置有多个曝气盘13,所述通气管8与曝气盘13连接,多个曝气盘13沿反应器6的底部圆周方向均布,多个曝气盘13围设的圆周的中心与石英玻璃筒4的内圆周的中心位于同一竖线上,多个曝气盘13围设的圆周直径小于石英玻璃筒4的内圆周直径。

本实施例中,所述底座33内设置供充气泵14安装的充气泵座9。

本实施例中,设置曝气机构的目的在于:第一,是为了给反应器6内的有机废水提供足够的氧气,易于有机废水催化降解的发生;第二,是为了便于二氧化钛颗粒催化剂与有机废水充分混合,处于流化状态,增加二氧化钛颗粒催化剂和有机废水的有效接触面积,提升反应速率;第三,是为了使有机废水夹杂二氧化钛颗粒催化剂向上流动,通过石英玻璃筒4内的降解区域进行催化降解经缓流室7再流入反应器6,便于二氧化钛颗粒催化剂的重复利用。

本实施例中,设置紫外灯15,是因为光源必须能提供半导体带隙能的光子,二氧化钛的带隙能是3.2电子伏特,可以用发射380纳米波长或更短波长的灯作为辐射源,紫外灯可以发射350纳米到380纳米长的波长。二氧化钛作为催化剂必须要吸收足够的光子才能显现出催化作用,因此紫外灯15恰好能够提供这样的光子,使得二氧化钛显现出活性,使得有机废水降解更加充分。

本实施例中,具体实施时,石英玻璃筒4内设置紫外灯15,且紫外灯位于石英玻璃筒的内部,且反应器的内侧壁设置有反射镜,从而便于将紫外灯发射的紫外光反射回至石英玻璃筒内,照射面积大,且提高了光能利用率,提高催化效果。

本实施例中,设置石英玻璃筒4,是为了对减少紫外光的吸收,提高透过率,大大提升了光源的利用率,提高催化效果。

本实施例中,采用二氧化钛颗粒作为催化剂,具有成本低廉、无二次污染、催化活性高、无毒的特点而成为了较为理想的催化材料。

本实施例中,所述中降解催化室的横截面呈圆形,是为了紫外灯15发射紫外光的反射,以便为二氧化钛颗粒催化剂提供较多的光子,便于二氧化钛颗粒的催化。

本实施例中,缓流室7的横截面呈圆形,所述缓流室7的横截面由上至下逐渐减少的原因在于:第一,是为了适应反应器6的横截面形状,从而便于将反应器6的顶部与缓流室7连接;第二,是为了有机废水多次循环流动过程中,便于有机废水中的二氧化钛颗粒催化剂颗粒更好地经过缓流室7进入反应器6,便于有机废水的催化降解。

本实施例中,反应器6的内侧壁和石英玻璃筒4的外侧壁之间的距离d为10cm~12cm,是为了便于反应器6的内侧壁和石英玻璃筒4之间降流区,从而便于石英玻璃筒4内上升的有机废水和二氧化钛颗粒催化剂上升进入缓流室7后,一部分能落入降流区,从而进一步地流动至反应器6的底部,便于反应器6的底部汇集的有机废水和二氧化钛颗粒催化剂在曝气作用下再一次在石英玻璃筒4内进行循环催化降解;另外,是为了尽可能在增大石英玻璃筒4内反应区的同时使有机废水废水催化降解后能更顺畅地落到降流区再重新回到反应区,提高催化效率。

本实施例中,所述筒体12的内侧壁上设置有圆环38,所述固定环20-2的圆周卡装在圆环38上。

本实施例中,设置第一过滤板10和第二过滤板20,且第一过滤板10和第二过滤板20呈错位布设,第一,是为了将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物通入筒体12内,经过多个第一过滤板10和第二过滤板20进行过滤,以便于分离催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂;第二,是为了对催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物进行多次分离,提高催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂分离效果;第三,是为了催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物能依靠重力作用进行流动分离,降低了耗能;第四,是为了减缓催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂的流速,避免催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂流速过快,不能有效地沉淀二氧化钛颗粒催化剂。

本实施例中,实际使用过程中,所述固定环20-2的底部设置有供第一弹簧20-3和第二弹簧20-4的一端钩挂的第一挂杆,所述过流板20-1的底部设置有供第一弹簧20-3和第二弹簧20-4的另一端钩挂的第二挂杆。

本实施例中,固定环20-2的圆周设置有凹槽20-6,第一,是为了与筒体12的内侧壁上设置的圆环38相配合,从而使固定环20-2的圆周卡装在圆环38上,进而对固定环20-2进行定位;第二,是为了在电机23转动带动中心轴19上下移动过程中,固定环20-2的固定通过第一弹簧20-3和第二弹簧20-4以使过流板20-1远离中心轴19的边缘进行定位。

本实施例中,设置过流板20-1为优弧过流板,所述过流板20-1延伸至固定环20-2的内侧面,第一,是为了最大限度提高水流的过流面积,以使催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物能最大面积地流过过流板20-1;第二,是为了在催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物流过过流板20-1时,增大混合物与过流板20-1的接触面积,便于二氧化钛颗粒催化剂的聚集;第三,是为了过流板20-1与固定环20-2之间形成流通孔,便于催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物能进入下一层过流板20-1进行分离;第四,设置过流板20-1,且过流板20-1靠近安装孔20-5的边缘逐渐向下倾斜,二氧化钛颗粒催化剂与过流板20-1之间的摩擦力大于催化降解后水与过流板20-1之间的摩擦力,从而在沿过流板20-1流通时,以使二氧化钛颗粒催化剂停留在过流板20-1上;第五,是为了还能减少过流板20-1和固定环20-2的重量,便于运输和布设。

本实施例中,设置第一弹簧20-3和第二弹簧20-4,第一为了便于过流板20-1和固定环20-2的弹性连接,这样过流板20-1通过中心轴19的固定和固定环20-2的固定,提高了过流板20-1的稳定性,便于承受催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物的流淌;第二,是为了在振动机构作用下,中心轴19上下移动过程中,便于过流板20-1的上下移动,实现过流板20-1的振动。

本实施例中,设置第一弹簧20-3和第二弹簧20-4之间靠近中心轴19的夹角为锐角,从而调了过流板20-1和固定环20-2的弹性连接的稳定性。

本实施例中,设置电机23,是为了便于齿轮29的安装,便于将电机23的转动传递给齿轮29的转动;且设置齿轮29偏心安装在电机23的输出轴上,是为了当齿轮29传动至与齿条24啮合时,齿轮29传动推动齿条24沿滑轨26向上移动,齿条24沿滑轨26向上移动时推动中心轴19向上移动,从而推动各个过流板20-1靠近中心轴19处向上移动;当齿轮29传动脱离齿条24时,中心轴19在上弹簧18的作用下向下移动,从而使各个过流板20-1靠近中心轴19处向下移动;或者操作电机23反向转动,电机23的反向转动带动齿轮29反向转动,当齿轮29反向转动至与齿条24啮合时,齿轮29反向转动推动齿条24沿滑轨26向下移动,齿条24沿滑轨26向下移动时带动中心轴19向下移动,从而推动各个过流板20-1靠近中心轴19处向下移动;

当齿轮29转动脱离齿条24时,伸长的上弹簧18收缩,上弹簧18收缩带动中心轴19向上移动,同时齿条24沿滑轨26向上移动,从而推动各个过流板20-1靠近中心轴19处向上移动,实现各个过流板20-1的上下移动,这样反复带动过流板20-1振动,从而便于过流板20-1上聚集的二氧化钛颗粒催化剂筛落至筒体12内部。

本实施例中,所述出液管21上设置有过滤盒22,所述过滤盒22包括盒体和设置在所述盒体内且与水流方向呈垂直布设的纳米过滤膜。

本实施例中,设置过滤盒22,是为了在催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物经过多个过流板20-1过滤后,得到分离后催化降解后水通过出液管21排出时,对分离后催化降解后水进一步地过滤,便于进一步地除去分离后催化降解后水中含有少量的二氧化钛颗粒催化剂,增加了收集率。

本实施例中,设置加热板32,是为了催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物经过多个过流板20-1过滤后,对筒体12内部进行加热,便于过流板20-1上的聚集的二氧化钛颗粒催化剂的干燥,从而便于后续振动衰落。

本实施例中,设置通电线圈34,第一是因为通电线圈34产生的磁场对二氧化钛颗粒催化剂的活性影响,提高二氧化钛颗粒催化剂的特性;第二,是为了促进氧气在有机废水水中溶解,并可能在水中产生活性氧,这些活性氧基团或物质可以氧化水中的有机物,降低水中的有机物污染物含量;第三,是为了破坏有机废水水中有机物的共价键,使其形成低能量的小分子碎片或部分无机物,同时磁处理作用引起水体结构中氢键发生变化,也会对有机物降解造成影响;第四,是为了通过磁场对有机污染物能态的影响,有机废水水中的有机物分子在流经磁场时由于吸收了能量,从稳定态向不稳定的激发态靠近,发生化学反应的机会增多,化学反应速率相对提高,即通电线圈34产生的磁场可以在较短时间内催化降解有机物;第五,是因为磁场在一定范围内提高了紫外灯管的发光强度,发光强度的增加不仅提高了催化剂的光吸收率,还使反应体系温度升高从而导致光催化降解效率提高。

本实施例中,需要说明的是,底座33的前侧面可打开和关闭,所述安装座35的前侧面可打开和关闭,且实际使用过程中,所述底座33和安装座35内可设置配重块,以便于支撑反应器6和筒体12。

如图6所示的一种磁助光电耦合有机废水处理方法,包括以下步骤:

步骤一、二氧化钛颗粒催化剂的添加:

步骤101、采用cod快速测定仪对有机废水中的化学需氧量值进行测量,得到有机废水中的化学需氧量值并记作αcod;其中,有机废水中的化学需氧量值的单位为mg/l;

步骤102、根据有机废水中的化学需氧量值αcod和所述反应器6的体积vs,得到所需二氧化钛颗粒催化剂的质量;其中,反应器6的体积vs的单位为l;

步骤103、通过进样装置2中漏斗2-5向上箱体2-22内加入所需二氧化钛颗粒催化剂;

步骤104、将有机废水通过下箱体2-19上的进液管1进入废水流经室2-9,同时,操作塞子调节机构带动塞子2-7伸出所述填料口,所述填料口和废水流经室2-9连通,上箱体2-22内添加的二氧化钛颗粒催化剂进入废水流经室2-9,二氧化钛颗粒催化剂和有机废水混合后经下箱体2-19上的出液管2-8和蠕动泵16进入所述反应器6内,直至所述反应器6内液体的体积等于

步骤二、通电线圈的通电:

给通电线圈34通入直流电流;

步骤三、有机废水的催化降解处理:

步骤301、将紫外灯15打开,同时操作所述曝气机构为所述反应器6内曝气;

步骤302、在所述曝气机构曝气作用和紫外灯15照射下,二氧化钛颗粒催化剂活化,对有机废水进行催化降解,得到催化降解后水和二氧化钛催化剂颗粒混合物;

步骤四、催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物的分离:

步骤401、排液阀11-1、进液阀18-1和出液阀18-2打开,将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物通过排液管11和输液管17输送至筒体12内;

步骤402、催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物通过多个所述分离机构,将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂分离,得到聚集在多个所述分离机构上的二氧化钛颗粒催化剂和聚集在筒体12底部内的分离后催化降解后水;

步骤403、聚集在筒体12底部内的分离后催化降解后水经过滤盒22和出液管21排出;

步骤404、操作加热板32对筒体12内加热1小时~2小时;其中,加热温度为40℃~50℃;

步骤405、操作拉手30-1向筒体12外拉动,从而将盖板36打开;

步骤406、操作振动机构驱动中心轴19上下移动,中心轴19上下移动带动多个所述分离机构上下移动,以使聚集在多个所述分离机构上的二氧化钛颗粒催化剂振动筛落至收集盒25内,实现回收二氧化钛颗粒催化剂。

本实施例中,步骤402中催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物通过多个所述分离机构,将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂分离,具体过程如下:

步骤4021、输液管17内输送的催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物流经第一过滤板10上的过流板20-1,催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物沿倾斜的过流板20-1流过的过程中,因为二氧化钛颗粒催化剂与过流板20-1之间的摩擦力大于催化降解后水与过流板20-1之间的摩擦力,一部分二氧化钛颗粒催化剂停留在第一过滤板10上的过流板20-1上;

步骤4022、经过第一过滤板10的催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物流经第二过滤板20上的过流板20-1,一部分二氧化钛颗粒催化剂停留在第二过滤板20上的过流板20-1上;

步骤4023、多次重复步骤4021和步骤4022,实现催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物的分离,得到聚集在过流板20-1上的二氧化钛颗粒催化剂和聚集在筒体12底部的分离后催化降解后水;

步骤406中操作振动机构驱动中心轴19上下移动,中心轴19上下移动带动多个所述分离机构上下移动,具体过程如下:

操作电机23转动,电机23的转动带动齿轮29转动,当齿轮29转动至与齿条24啮合时,齿轮29转动推动齿条24沿滑轨26向上移动,齿条24沿滑轨26向上移动时推动中心轴19向上移动,从而推动各个过流板20-1靠近中心轴19处向上移动;

当齿轮29转动脱离齿条24时,压缩的上弹簧18伸长,上弹簧18伸长推动中心轴19向下移动,同时齿条24沿滑轨26向下移动,从而推动各个过流板20-1靠近中心轴19处向下移动,实现各个过流板20-1的上下移动;

或者操作电机23反向转动,电机23的反向转动带动齿轮29反向转动,当齿轮29反向转动至与齿条24啮合时,齿轮29反向转动推动齿条24沿滑轨26向下移动,齿条24沿滑轨26向下移动时带动中心轴19向下移动,从而推动各个过流板20-1靠近中心轴19处向下移动;

当齿轮29转动脱离齿条24时,伸长的上弹簧18收缩,上弹簧18收缩带动中心轴19向上移动,同时齿条24沿滑轨26向上移动,从而推动各个过流板20-1靠近中心轴19处向上移动,实现各个过流板20-1的上下移动。

本实施例中,当有机废水中含有酸性蓝时,通电线圈34产生的磁场强度范围为1mt~9mt;

当有机废水中含有酸性大红3r时,通电线圈34产生的磁场强度范围为1mt~400mt;

当有机废水中含有亚甲基蓝时,通电线圈34产生的磁场强度范围为50mt~100mt;

当有机废水中含有偶氮胭脂红b时,通电线圈34产生的磁场强度范围为1mt~30mt;

当有机废水中含有氯苯时,通电线圈34产生的磁场强度范围为100mt~320mt。

本实施例中,根据公式其中,μ0表示真空磁导率,且μ0=4π×10-7t·m·a-1即特斯拉·米/安培,i表示通电线圈34通入的电流,单位为安培,r表示反应器6的外径,单位为米,h表示反应器6的高度,单位为米,r表示通电线圈34的线径,单位为米,l表示通电线圈34缠绕在反应器6外侧壁上的长度,单位为米。

本实施例中,实际使用过程中,所述通电线圈34的线径r的取值范围为1.0mm~2.0mm。

本实施例中,实际使用过程中,所述上反应器6上还设置有排气管39,用于排空二氧化碳气体等。

步骤101中所需二氧化钛颗粒催化剂的质量为且二氧化钛颗粒催化剂的质量的单位为mg;

步骤102中所需二氧化钛颗粒催化剂的粒径为20nm~100nm;

步骤302中对有机废水进行催化处理的具体过程如下:

步骤3021、在所述曝气机构曝气作用,向所述反应器6内的有机废水中鼓入了空气,使得有机废水与二氧化钛颗粒催化剂充分混合;同时在所述曝气机构曝气作用,有机废水夹杂着二氧化钛颗粒催化剂向上运动,进入石英玻璃筒4内的催化区域;

步骤3022、在紫外灯15照射下,二氧化钛颗粒催化剂吸收紫外灯发射出的紫外光之后活化,二氧化钛颗粒催化剂产生电子和空穴,二氧化钛颗粒催化剂产生的空穴具有氧化性,二氧化钛颗粒催化剂产生的空穴将二氧化钛颗粒催化剂表面吸附的水反应产生羟基自由基,羟基自由基对有机废水进行催化降解,完成一次催化降解,得到一次催化后液体;

步骤3023、一次催化后液体经反应器6顶部的缓流室7再次进入反应器6底部,在所述曝气机构曝气作用,参与下一次催化降解;

步骤3024、多次重复步骤3021至步骤3023,直至达到设定的催化降解时间,完成有机废水降解,得到催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物;其中,设定的催化降解时间的取值范围为30min~60min。

综上所述,本发明设计合理且成本低,能对有机废水进行催化降解,提高光能利用率且能实现催化后催化降解后水与二氧化钛颗粒催剂的有效分离,实现对二氧化钛颗粒催化剂的回收,使光催化处理有机废水更加节能、环保,经济效益更突出。

以上所述,仅是本发明的较佳实施例,并非对本发明作任何限制,凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化,均仍属于本发明技术方案的保护范围内。


技术特征:

1.一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:包括底座(33)、设置在底座(33)上的进样装置(2)、设置在底座(33)上的催化降解机构和与所述反应器连接的分离收集装置;

所述进样装置(2)包括供通入有机废水的有机废水通入机构和用于添加二氧化钛颗粒催化剂的催化剂添加机构,所述有机废水通入机构包括下箱体(2-19)和连接于下箱体(2-19)与所述催化降解机构之间的蠕动泵(16),所述催化剂添加机构包括上箱体(2-22)、设置在上箱体(2-22)上的漏斗(2-5)和设置在上箱体(2-22)内的塞子(2-7),所述下箱体(2-19)顶部设置有填料口,所述上箱体(2-22)内设置有带动塞子(2-7)伸入或者伸出所述填料口的塞子调节机构,所述漏斗(2-5)伸出底座(33),所述漏斗(2-5)的底部设置有竖直管(2-14),所述竖直管(2-14)伸入上箱体(2-22);

所述催化降解机构包括由外至内依次设置的反应器(6)、石英玻璃筒(4)和紫外灯(15),以及设置在反应器(6)底部的曝气机构,所述反应器(6)、石英玻璃筒(4)和紫外灯(15)呈同轴布设,所述反应器(6)内侧壁和石英玻璃筒(4)之间设置有间隙,所述反应器(6)的内侧壁设置有反射镜,所述反应器(6)外侧壁缠绕有通电线圈(34),所述反应器(6)底部设置有排液管(11),所述排液管(11)上设置有排液阀(11-1),所述蠕动泵(16)与反应器(6)连通;

所述分离收集装置包括筒体(12)、设置在筒体(12)内的中心轴(19)、多个设置在中心轴(19)上的分离机构和设置在筒体(12)底部的收集盒,以及设置在筒体(12)底部且驱动中心轴(19)上下移动的振动机构,所述筒体(12)内设置有加热板(32),所述排液管(11)通过输液管(17)与筒体(12)连接,所述输液管(17)上设置有进液阀(18-1),所述输液管(17)伸入筒体(12)内,且所述输液管(17)的出口位于所述分离机构的上方,所述筒体(12)连接出液管(21),所述出液管(21)上设置有出液阀(18-2)。

2.按照权利要求1所述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述塞子调节机构包括设置在上箱体(2-22)上的滑块部件、安装在上箱体(2-22)底部内的支撑杆(2-12)和安装在支撑杆(2-12)上且能沿支撑杆(2-12)转动的杠杆(2-11),所述上箱体(2-22)上设置有供所述滑块部件上下滑动的滑槽(2-2),所述杠杆(2-11)的一端通过第一铁丝(2-16)与所述滑块部件的一端连接,所述杠杆(2-11)的另一端通过第二铁丝(2-17)与塞子(2-7)的一端连接,所述杠杆(2-11)转动带动塞子(2-7)上下移动。

3.按照权利要求2所述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述上箱体(2-22)内设置有定位部件,所述定位部件包括设置在上箱体(2-22)顶部内的上定位竖板(2-6)和设置在上箱体(2-22)底部内的下定位竖板(2-10),所述塞子(2-7)的一侧上部设置有左凸块,所述塞子(2-7)的顶部设置有l形板(2-13),所述上定位竖板(2-6)为l形,所述塞子(2-7)的一侧面和下定位竖板(2-10)相贴合,所述l形板(2-13)和下定位竖板(2-10)相贴合,所述上定位竖板(2-6)上设置有上限位凸块(2-18);

所述滑块部件包括伸入上箱体(2-22)内的水平部(2-21)和设置在所述水平部(2-21)伸出上箱体(2-22)的端部的滑动头(2-4),所述水平部(2-21)能沿滑槽(2-2)上下滑动,所述水平部(2-21)的底部与上箱体(2-22)底部之间设置有复位弹簧(2-3),第一铁丝(2-16)与所述水平部(2-21)固定连接,所述第二铁丝(2-17)与所述左凸块固定连接;

所述上定位竖板(2-6)、l形板(2-13)、塞子(2-7)和所述上箱体(2-22)围设成容纳二氧化钛颗粒催化剂的容纳腔,所述漏斗(2-5)与所述容纳腔连通,所述容纳腔内设置有倾斜板(2-20),所述倾斜板(2-20)位于漏斗(2-5)的下方,所述倾斜板(2-20)靠近所述填料口的一端低于所述倾斜板(2-20)的另一端。

4.按照权利要求1所述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述下箱体(2-19)上设置有进液口(2-1),所述进液口(2-1)上设置有进液管(1),所述进液管(1)伸出底座(31),所述下箱体(2-19)底部设置出液管(2-8),所述下箱体(2-19)内设置有废水流经室(2-9),所述填料口与废水流经室(2-9)连通,所述蠕动泵(16)与出液管(2-8)连接,所述蠕动泵(16)通过连接管(16-1)与所述反应器(6)连接;

所述反应器(6)靠近底部处设置有供石英玻璃筒(4)安装的下安装支座,所述反应器(6)的顶部设置有供石英玻璃筒(4)安装的上安装支座,所述下安装支座和所述上安装支座的结构相同,且所述下安装支座和所述上安装支座均包括多个沿石英玻璃筒(4)圆周方向均布的固定支架(3-1),所述固定支架(3-1)上设置有卡槽(3-2),所述石英玻璃筒(4)的两端伸入卡槽(3-2)内。

5.按照权利要求1所述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述反应器(6)顶部设置有缓流室(7),所述缓流室(7)的横截面大于反应器(6)的横截面,所述缓流室(7)的中下部至缓流室(7)的底部横截面逐渐减少,所述缓流室(7)的底部与反应器(6)的顶部连接,所述反应器(6)的下部至底座(33)的横截面逐渐减少;

所述反应器(6)和缓流室(7)的横截面呈圆形,所述反应器(6)的内侧壁和石英玻璃筒(4)的外侧壁之间的距离为10cm~12cm。

6.按照权利要求1所述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述筒体(12)靠近底部处设置有两个盖板部件,两个盖板部件的结构相同,所述盖板部件包括盖板(36)、与盖板(36)伸出端连接的l形拉杆(30)和与l形拉杆(30)伸出筒体(12)的端部连接的拉手(30-1),所述盖板(36)为半圆形,且所述盖板(36)上设置与中心轴(19)配合的第一半圆孔;

所述收集盒包括两个收集盒(25),所述收集盒(25)的横截面为半圆形,所述筒体(12)的底面上设置有第一永磁铁(31-1),所述收集盒(25)的顶面设置有第二永磁铁(31-2),所述收集盒(25)上设置有供中心轴(19)穿设的第二半圆孔(25-1)。

7.按照权利要求1所述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:多个所述分离机构分别为多个沿中心轴(19)高度方向均布的第一过滤板(10)和第二过滤板(20),所述第一过滤板(10)和第二过滤板(20)的结构相同,且第一过滤板(10)和第二过滤板(20)呈错位布设,相邻两个第一过滤板(10)之间设置有一个第二过滤板(20),相邻两个第二过滤板(20)之间设置有一个第一过滤板(10);

所述第一过滤板(10)和第二过滤板(20)均包括过流板(20-1)和固定环(20-2),以及对称连接于过流板(20-1)和固定环(20-2)底部的第一弹簧(20-3)和第二弹簧(20-4),所述固定环(20-2)为半圆环,所述过流板(20-1)为优弧过流板,所述过流板(20-1)延伸至固定环(20-2)的内侧面,所述固定环(20-2)的圆周设置有凹槽(20-6),所述过流板(20-1)上设置有供中心轴(19)穿设的安装孔(20-5),所述过流板(20-1)靠近安装孔(20-5)的边缘逐渐向下倾斜。

8.按照权利要求1所述的一种磁助光电耦合有机废水处理系统,其特征在于:所述筒体(12)的底部设置有安装座(35),所述振动机构位于安装座(35)内,所述振动机构包括电机(23)、安装在电机(23)上的齿轮(29)和与齿轮(29)传动连接的齿条(24),所述齿轮(29)偏心安装在电机(23)的输出轴上,所述安装座(35)内设置有安装板(27),所述安装板(27)上设置有供电机(23)安装的电机座(23-1)和供齿条(24)滑动安装的滑轨(26),所述齿条(24)通过滑块(28)安装在滑轨(26)上,且所述滑轨(26)和齿条(24)呈竖直布设,所述齿条(24)的顶部与中心轴(19)的底部固定连接,所述中心轴(19)的顶部与筒体(12)的顶部内之间设置有上弹簧(18)。

9.一种利用如权利要求1所述的系统对有机废水进行处理的方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

步骤一、二氧化钛颗粒催化剂的添加:

步骤101、采用cod快速测定仪对有机废水中的化学需氧量值进行测定,得到有机废水中的化学需氧量值并记作αcod;其中,有机废水中的化学需氧量值的单位为mg/l;

步骤102、根据有机废水中的化学需氧量值αcod和所述反应器(6)的体积vs,得到所需二氧化钛颗粒催化剂的质量;其中,反应器(6)的体积vs的单位为l;

步骤103、通过进样装置(2)中漏斗(2-5)向上箱体(2-22)内加入所需二氧化钛颗粒催化剂;

步骤104、将有机废水通过下箱体(2-19)上的进液管(1)进入废水流经室(2-9),同时,操作塞子调节机构带动塞子(2-7)伸出所述填料口,所述填料口和废水流经室(2-9)连通,上箱体(2-22)内添加的二氧化钛颗粒催化剂进入废水流经室(2-9),二氧化钛颗粒催化剂和有机废水混合后经下箱体(2-19)上的出液管(2-8)和蠕动泵(16)进入所述反应器(6)内,直至所述反应器(6)内液体的体积等于

步骤二、通电线圈的通电:

给通电线圈(34)通入直流电流;

步骤三、有机废水的催化降解处理:

步骤301、将紫外灯(15)打开,同时操作所述曝气机构为所述反应器(6)内曝气;

步骤302、在所述曝气机构曝气作用和紫外灯(15)照射下,二氧化钛颗粒催化剂活化,对有机废水进行催化降解,得到催化降解后水和二氧化钛催化剂颗粒混合物;

步骤四、催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物的分离:

步骤401、排液阀(11-1)、进液阀(18-1)和出液阀(18-2)打开,将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物通过排液管(11)和输液管(17)输送至筒体(12)内;

步骤402、催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物通过多个所述分离机构,将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂分离,得到聚集在多个所述分离机构上的二氧化钛颗粒催化剂和聚集在筒体(12)底部内的分离后催化降解后水;

步骤403、聚集在筒体(12)底部的分离后催化降解后水经过滤盒(22)和出液管(21)排出;

步骤404、操作加热板(32)对筒体(12)内加热1小时~2小时;其中,加热温度为40℃~50℃;

步骤405、操作拉手(30-1)向筒体(12)外拉动,从而将盖板(36)打开;

步骤406、操作振动机构驱动中心轴(19)上下移动,中心轴(19)上下移动带动多个所述分离机构上下移动,以使聚集在多个所述分离机构上的二氧化钛颗粒催化剂振动筛落至收集盒(25)内,实现回收二氧化钛颗粒催化剂。

10.按照权利要求9所述的方法,其特征在于:步骤402中催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物通过多个所述分离机构,将催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂分离,具体过程如下:

步骤4021、输液管(17)内输送的催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物流经第一过滤板(10)上的过流板(20-1),催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物沿倾斜的过流板(20-1)流过的过程中,因为二氧化钛颗粒催化剂与过流板(20-1)之间的摩擦力大于催化降解后水与过流板(20-1)之间的摩擦力,一部分二氧化钛颗粒催化剂停留在第一过滤板(10)上的过流板(20-1)上;

步骤4022、经过第一过滤板(10)的催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物流经第二过滤板(20)上的过流板(20-1),一部分二氧化钛颗粒催化剂停留在第二过滤板(20)上的过流板(20-1)上;

步骤4023、多次重复步骤4021和步骤4022,实现催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物的分离,得到聚集在过流板(20-1)上的二氧化钛颗粒催化剂和聚集在筒体(12)底部的分离后催化降解后水;

步骤406中操作振动机构驱动中心轴(19)上下移动,中心轴(19)上下移动带动多个所述分离机构上下移动,具体过程如下:

操作电机(23)转动,电机(23)的转动带动齿轮(29)转动,当齿轮(29)转动至与齿条(24)啮合时,齿轮(29)转动推动齿条(24)沿滑轨(26)向上移动,齿条(24)沿滑轨(26)向上移动时推动中心轴(19)向上移动,从而推动各个过流板(20-1)靠近中心轴(19)处向上移动;

当齿轮(29)转动脱离齿条(24)时,压缩的上弹簧(18)伸长,上弹簧(18)伸长推动中心轴(19)向下移动,同时齿条(24)沿滑轨(26)向下移动,从而推动各个过流板(20-1)靠近中心轴(19)处向下移动,实现各个过流板(20-1)的上下移动;

或者操作电机(23)反向转动,电机(23)的反向转动带动齿轮(29)反向转动,当齿轮(29)反向转动至与齿条(24)啮合时,齿轮(29)反向转动推动齿条(24)沿滑轨(26)向下移动,齿条(24)沿滑轨(26)向下移动时带动中心轴(19)向下移动,从而推动各个过流板(20-1)靠近中心轴(19)处向下移动;

当齿轮(29)转动脱离齿条(24)时,伸长的上弹簧(18)收缩,上弹簧(18)收缩带动中心轴(19)向上移动,同时齿条(24)沿滑轨(26)向上移动,从而推动各个过流板(20-1)靠近中心轴(19)处向上移动,实现各个过流板(20-1)的上下移动。

技术总结
本发明公开了一种磁助光电耦合有机废水处理系统及方法,该系统包括底座、进样装置、催化降解机构和分离收集装置,进样装置包括有机废水通入机构和催化剂添加机构,催化降解机构包括反应器、石英玻璃筒和紫外灯,以及曝气机构,反应器的内侧壁设置有反射镜,所述反应器外侧壁缠绕有通电线圈,分离收集装置包括筒体、中心轴、多个分离机构、收集盒和振动机构,筒体内设置有加热板;该方法包括以下步骤:一、二氧化钛颗粒催化剂的添加;二、通电线圈的通电;三、有机废水的催化降解处理;四、催化降解后水和二氧化钛颗粒催化剂混合物的分离。本发明能对有机废水进行催化降解,实现二氧化钛颗粒催化剂的回收。

技术研发人员:王艳华;赵丽云;张叶悦;李薇;王宏念;李宁
受保护的技术使用者:陕西师范大学
技术研发日:2020.02.27
技术公布日:2020.06.05

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