專利名稱：懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光催化反應(yīng)器，具體是涉及一種懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置。
背景技術(shù)：
隨著水污染問題日益嚴(yán)重，水中有機(jī)污染物對人體和生物產(chǎn)生了明顯的毒害作 用，消除水中有機(jī)污染物已成為環(huán)保領(lǐng)域的一項重要課題。利用催化臭氧技術(shù)處理難降解 的有機(jī)廢水是近些年來研究的熱點(diǎn)，為提高催化臭氧產(chǎn)生強(qiáng)氧化能力的羥基自由基(0H ·) 的反應(yīng)速率，極大提高反應(yīng)效率，研究采用活性炭和紫外光聯(lián)合催化臭氧能夠極大地提高 羥基自由基(0H ·)的生成速率。但活性炭比水重，若將其填充在普通光催化臭氧反應(yīng)器中， 活性炭在反應(yīng)器中沉積下來，紫外燈管被活性炭包圍，極大地影響紫外光的穿透作用，進(jìn)而 使催化效能降低，使得活性炭和紫外光催化臭氧工藝必須通過兩個單獨(dú)的反應(yīng)器串聯(lián)才能 夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)合催化臭氧的功能，造成裝置設(shè)備復(fù)雜、占地面積大。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型旨在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種懸浮活性炭光催化臭氧水處 理裝置，是通過氣提原理使水形成循環(huán)運(yùn)動，循環(huán)水流夾帶著活性炭使其懸浮起來。懸浮的 活性炭可以使紫外光通過，并可以減少活性炭的用量。同時水流的循環(huán)可以減少紫外燈的 數(shù)量，并可減少石英玻璃套管的結(jié)垢問題。這樣在一個反應(yīng)器內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)活性炭和紫外光 協(xié)同催化臭氧工藝。本實用新型的懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，由光催化反應(yīng)筒，紫外光源和 分離器構(gòu)成，在光催化反應(yīng)筒的軸線位設(shè)有紫外光源，在紫外光源的外周同軸心地套裝導(dǎo) 流筒。光源化反應(yīng)筒的下端有下封蓋，下封蓋上有進(jìn)水口、軸線位設(shè)進(jìn)氣口，在下封蓋的內(nèi) 側(cè)設(shè)有氣體整流罩，在氣體整流罩內(nèi)的進(jìn)氣口的管口上設(shè)分布器；在光催化反應(yīng)筒的上口 聯(lián)接分離器，在分離器的上口有上封帽，分離器的上口器壁延伸至上封帽內(nèi)的部分構(gòu)成了 溢流堰，在溢流堰之上的上封帽的側(cè)壁上設(shè)有排氣口，對應(yīng)于溢流堰位置的上封帽的側(cè)壁 上設(shè)有出水口，紫外光源的上端與上封帽的軸線位相固定，在上封帽的內(nèi)側(cè)同軸心地連接 著隔板，隔板內(nèi)亦同軸心地聯(lián)接著導(dǎo)流罩，導(dǎo)流罩的上口置于隔板中、其下口罩于導(dǎo)流筒的 上口。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述的紫外光源是由封閉于石英管中的紫外光燈 管構(gòu)成。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，所述導(dǎo)流筒的上口與導(dǎo)流罩的下口相聯(lián)接。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，氣體整流罩的上口與導(dǎo)流筒的下口相對應(yīng)。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，導(dǎo)流罩的上部為筒狀、下部為傘狀。作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，光催化反應(yīng)筒和分離器內(nèi)均散在有炭素顆粒。本實用新型懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，通過氣提作用使顆?；钚蕴刻幱趹腋∵\(yùn)動狀態(tài)，在一個裝置內(nèi)實現(xiàn)固體催化劑和紫外光協(xié)同催化臭氧生成羥基自由基 (0H ·)，反應(yīng)器效率高；升降流區(qū)密度差形成的液體循環(huán)，增強(qiáng)了臭氧化氣體和液體間的傳 質(zhì)作用，同時降流區(qū)的液體向下流運(yùn)動形成臭氧化氣體的夾帶效應(yīng)，增加了臭氧化氣體在 反應(yīng)器內(nèi)停留時間，極大地提高了臭氧的利用率；氣提作用形成的不斷地循環(huán)運(yùn)動，使液體 交替進(jìn)行活性炭催化臭氧和活性炭紫外光復(fù)合催化臭氧作用，減少了紫外燈的數(shù)量，減少 耗電量；液體循環(huán)運(yùn)動增強(qiáng)了水流的剪切力，避免石英管內(nèi)有結(jié)垢；液體循環(huán)運(yùn)動使活性 炭固體催化劑處于懸浮狀態(tài)，使其與臭氧化氣體和有機(jī)物接觸充分，提高其催化效能；液體 循環(huán)運(yùn)動速度通過改變臭氧化氣體流量可調(diào)，便于工藝調(diào)控。

下圖為本實用新型懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖中所示1為由光催化反應(yīng)筒、2為紫外光源、3為分離器、4為導(dǎo)流筒、5為下封 蓋、6為進(jìn)水口、7為進(jìn)氣口、8為氣體整流罩、9為分布器、10為上封帽、11為溢流堰、12為排 氣口 12、13為出水口、14為隔板、15為導(dǎo)流罩、16為石英管。
具體實施方式
本實用新型的懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，由光催化反應(yīng)筒1，紫外光源2 和分離器3構(gòu)成，如圖所示，在光催化反應(yīng)筒1的軸線位設(shè)有紫外光源2，在紫外光源2的外 周同軸心地套裝導(dǎo)流筒4。光催化反應(yīng)筒1的下端有下封蓋5，下封蓋5上有進(jìn)水口 6、軸 線位設(shè)進(jìn)氣口 7，在下封蓋5的內(nèi)側(cè)設(shè)有氣體整流罩8，氣體整流罩8的上口與導(dǎo)流筒4的 下口相對應(yīng)，在氣體整流罩8內(nèi)的進(jìn)氣口 7的管口上設(shè)分布器9。在光催化反應(yīng)筒1的上 口聯(lián)接分離器3，在分離器3的上口有上封帽10，分離器3的上口器壁延伸至上封帽10內(nèi) 的部分構(gòu)成了溢流堰11，在溢流堰11之上的上封帽的側(cè)壁上設(shè)有排氣口 12，對應(yīng)于溢流堰 11位置的上封帽10的側(cè)壁上設(shè)有出水口 13，紫外光源2的上端與上封帽10的軸線位相固 定，在上封帽10的內(nèi)側(cè)同軸心地連接著隔板14，隔板14內(nèi)亦同軸心地聯(lián)接著導(dǎo)流罩15，導(dǎo) 流罩15的上口置于隔板14中、其下口罩于導(dǎo)流筒4的上口，所述的導(dǎo)流罩15的上部為筒 狀、下部為傘狀。所述的紫外光源2可在封閉于石英管16中的紫外光燈管構(gòu)成，導(dǎo)線伸出外部。在光催化反應(yīng)筒1和分離器3內(nèi)均散在有炭素顆粒。難降解有機(jī)污水經(jīng)進(jìn)水口進(jìn)入，臭氧化氣體經(jīng)進(jìn)氣口進(jìn)入分布器，使臭氧化氣體 均勻分布于導(dǎo)流筒整個斷面上，再經(jīng)氣體整流罩整流后全部進(jìn)入導(dǎo)流筒內(nèi)部所包圍的升流 區(qū)。升流區(qū)內(nèi)水和臭氧化氣體混合液其密度較外壁筒和導(dǎo)流圓筒所包圍的降流區(qū)混合液的 密度小，這樣升降流區(qū)兩側(cè)的密度差構(gòu)成了液體循環(huán)的推動力，通過調(diào)節(jié)臭氧化氣體的流 量可以改變這個推動力的大小。循環(huán)的液體把顆粒活性炭夾帶起來，使其處于懸浮運(yùn)動狀 態(tài)，并形成沿著導(dǎo)流筒的循環(huán)運(yùn)動。改變懸浮的活性炭投加量，使其不妨礙紫外光的透過。 夾帶活性炭的液體經(jīng)過導(dǎo)流筒內(nèi)部時，與設(shè)置其內(nèi)部的紫外光源接觸，形成活性炭和紫外 光源協(xié)同催化臭氧。其作用高效地產(chǎn)生了大量羥基自由基(0H ·)，使難降解有機(jī)物得以有 效地降解。同時降流區(qū)的下向流運(yùn)動也能使臭氧化氣體被夾帶回來，增加了臭氧化氣體在 光催化反應(yīng)筒內(nèi)停留時間，提高了臭氧的利用率。被氣體攜帶到上部的活性炭經(jīng)分離器分離后，重新進(jìn)入降流區(qū)參與催化反應(yīng)。經(jīng)分離的氣體從排氣口排除。處理后污水經(jīng)溢流堰 后由出水口排出。
權(quán)利要求懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，由光催化反應(yīng)筒(1)，紫外光源(2)和分離器(3)構(gòu)成，其特征在于光催化反應(yīng)筒(1)的軸線位設(shè)有紫外光源(2)，在紫外光源(2)的外周同軸心地套裝導(dǎo)流筒(4)；光催化反應(yīng)筒(1)的下端有下封蓋(5)，下封蓋(5)上有進(jìn)水口(6)、軸線位設(shè)進(jìn)氣口(7)，在下封蓋(5)的內(nèi)側(cè)設(shè)有氣體整流罩(8)，在氣體整流罩(8)內(nèi)的進(jìn)氣口(7)的管口上設(shè)分布器(9)；在光催化反應(yīng)筒(1)的上口聯(lián)接分離器(3)，在分離器(3)的上口有上封帽(10)，分離器(3)的上口器壁延伸至上封帽(10)內(nèi)的部分構(gòu)成了溢流堰(11)，在溢流堰(11)之上的上封帽的側(cè)壁上設(shè)有排氣口(12)，對應(yīng)于溢流堰(11)位置的上封帽(10)的側(cè)壁上設(shè)有出水口(13)，紫外光源(2)的上端與上封帽(10)的軸線位相固定，在上封帽(10)的內(nèi)側(cè)同軸心地連接著隔板(14)，隔板(14)內(nèi)亦同軸心地聯(lián)接著導(dǎo)流罩(15)，導(dǎo)流罩(15)的上口置于隔板(14)中、其下口罩于導(dǎo)流筒(4)的上口。
2.如權(quán)利要求1所述的懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，其特征在于紫外光源(2) 是由封閉于石英管(16)中的紫外光燈管構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求1所述的懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，其特征在于導(dǎo)流筒(4)的 上口與導(dǎo)流罩(15)的下口相聯(lián)接。
4.如權(quán)利要求1所述的懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，其特征在于氣體整流罩 (8)的上口與導(dǎo)流筒(4)的下口相對應(yīng)。
5.如權(quán)利要求1所述的懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，其特征在于導(dǎo)流罩(15)的 上部為筒狀、下部為傘狀。
6.如權(quán)利要求1或2或3或4或5所述的懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，其特征 是在光催化反應(yīng)筒(1)和分離器(3 )內(nèi)均散在有炭素顆粒。
專利摘要本實用新型的一種懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置屬于分離裝置，是由光催化反應(yīng)筒、紫外光源和分離器組成。光催化反應(yīng)筒下端蓋上設(shè)有進(jìn)水口和進(jìn)氣口，在下封蓋的內(nèi)側(cè)設(shè)有氣體整流罩，其管口上設(shè)分布器，氣體整流罩上部同心安裝導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒外部為光催化反應(yīng)筒，與分離器相聯(lián)接。石英管從分離器頂部穿過，直接深入導(dǎo)流筒內(nèi)，并通過紫斥光燈管固定板固定。紫外光燈管安轉(zhuǎn)于石英管內(nèi)，導(dǎo)線伸出外部。本實用新型懸浮活性炭光催化臭氧水處理裝置，通過氣提作用使顆?；钚蕴刻幱趹腋∵\(yùn)動狀態(tài)，在一個裝置內(nèi)實現(xiàn)固體催化劑和紫外光協(xié)同催化臭氧生成羥基自由基(OH·)，反應(yīng)器效率高；升降流區(qū)密度差形成的液體循環(huán)，增強(qiáng)了臭氧化氣體和液體間的傳質(zhì)作用，同時降流區(qū)的液體向下流運(yùn)動形成臭氧化氣體的夾帶效應(yīng)，增加了臭氧化氣體在反應(yīng)器內(nèi)停留時間，極大地提高了臭氧的利用率。
文檔編號C02F1/32GK201762164SQ20102050534
公開日2011年3月16日 申請日期2010年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月26日
發(fā)明者于忠臣, 吳浩, 王松, 董文霞, 謝暉 申請人:東北石油大學(xué)