專利名稱：低成本快速深度凈化空氣或水等流體的方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低成本快速深度凈化空氣或水等流體并回收再利用的方法及其設(shè)備。
背景技術(shù)：
空氣或水不僅是地球上萬物生命之源，更是人們生產(chǎn)生活必不可少的資源。但是，隨著社會的不斷發(fā)展空氣或水大都已經(jīng)被嚴(yán)重污染，污染的空氣或水不僅危害人們健康，制約社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，也危及其它動植物和整過生態(tài)環(huán)境的安全。
據(jù)世界衛(wèi)生組織官方網(wǎng)站報道，當(dāng)前空氣污染每年大約造成全球約200萬人早逝，其中一半以上發(fā)生在發(fā)展中國家。人們長期生活在污染的空氣中，會增加肺癌發(fā)生率和死亡率以及慢性支氣管炎、哮喘、肺氣腫和其他心肺病的危險。更為嚴(yán)重的是大量城市生活污水、工業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)的廢污水已將水體污染得十分嚴(yán)重并已殃及流域土地和海域。近海“赤潮”與內(nèi)湖水體富營養(yǎng)產(chǎn)生的“水華”已使我國每年損失300億以上，長期用污水農(nóng)灌和養(yǎng)殖不僅造成減產(chǎn)，而且污染物質(zhì)通過食物和飲水大量遷入人體，造成多種疾病發(fā)生。污染的空氣和水中的持久性有毒有害物質(zhì)除有“致畸、致癌、致突”變外，還有免疫毒性，生殖毒性和發(fā)育毒性，不僅影響著當(dāng)代人的身體健康，也嚴(yán)重威脅下一代和子孫后代的健康。
當(dāng)前凈化空氣和水的技術(shù)方法眾多，不計其數(shù)，傳統(tǒng)的物理法及生物化學(xué)法難將污染的空氣和水快速徹底凈化，進(jìn)一步深度凈化處理的投資和運(yùn)行費(fèi)用都將增加很多，化學(xué)處理法又存在投資及運(yùn)行費(fèi)用都高，伴有二次污染物產(chǎn)生，其傳統(tǒng)的相互組合處理技術(shù)往往投資大，過程控制復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)對空氣或水的低成本快速深度凈化處理，無論是單一方法還是組合方法都不能實(shí)現(xiàn)用同一技術(shù)方法及相應(yīng)的設(shè)備既能對水又能對空氣的低成本快速深度凈化處理，更難能回收混入和溶入空氣或水中的一些可回收利用的物質(zhì)，造成對資源的浪費(fèi)?？梢?，無論是當(dāng)前單一的還是組合的技術(shù)方法，要快速深度凈化水和空氣都有很多不足之處。
一種低成本既能快速深度凈化水又能快速深度凈化空氣等流體并同時回收再利用的技術(shù)方法及相應(yīng)的設(shè)備還是空白，其原創(chuàng)技術(shù)不僅對保障生產(chǎn)降低消耗、達(dá)到安全環(huán)保等方面具有十分重大的現(xiàn)實(shí)價值，而且對人的健康以及其它動植物和整過生態(tài)環(huán)境的安全都具有重要的現(xiàn)實(shí)價值和重大而深遠(yuǎn)的意義，極具廣闊的市場需求，將產(chǎn)生出巨大的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)環(huán)境效益，推動社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)和諧發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，利用流體力學(xué)、吸附、微波-光催化和高級氧化反應(yīng)的原理研制一種可實(shí)現(xiàn)低成本快速深度凈化空氣或水等流體并回收再利用的方法及其設(shè)備。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種低成本快速深度凈化空氣或水等流體并回收再利用的方法，其特征是該方法分為三部分依次進(jìn)行，即第一部分，預(yù)處理部分該部分由控制閥，旋流分離器和污物收集器構(gòu)成，污染的空氣或水等流體首先經(jīng)此部分初步分離，去除其中的沙塵、油等雜物后流入第二部分進(jìn)行快速反應(yīng)；第二部分，微波-多相光催化反應(yīng)部分該部分由微波發(fā)生器、紫外光無極燈、光催化材料、微波敏化催化劑組成的微波-多相光催化反應(yīng)器，旋流分離器和污物收集器構(gòu)成；微波發(fā)生器發(fā)射微波既激發(fā)紫外光無極燈發(fā)射紫外光，照射光催化材料產(chǎn)生出大量的電子-空穴、HO·自由基，發(fā)生多相光催化反應(yīng)，同時也輻射微波敏化催化劑誘導(dǎo)產(chǎn)生強(qiáng)烈的催化反應(yīng)，多相光催化反應(yīng)和微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)共同將從第一部分流入的水或空氣等流體中的各種有機(jī)無機(jī)污染物質(zhì)快速分解、礦化，同時殺滅細(xì)菌病毒，經(jīng)旋流分離器將礦化生成的固體物分離去除后流入第三部分進(jìn)行深度吸附分離凈化；第三部分，深度吸附分離部分該部分由自動監(jiān)控器，兩套分離脫附裝置和污物收集器構(gòu)成；由第二部分流入的水或空氣等流體經(jīng)該部分深度凈化分離為兩部分一部分為深度凈化的達(dá)標(biāo)空氣或水等流體，直接從達(dá)標(biāo)流體出口排出再利用或排放；另一部分為脫附分離出的污染礦化生成物質(zhì)，經(jīng)污物收集器收集利用或處理再利用；至此，污染的水或空氣等流體的低成本快速深度凈化處理及回收再利用得以實(shí)現(xiàn)。
第一部分的旋流分離器的上部為圓柱體并設(shè)有切線方式進(jìn)入的流體入口，流體出口，下部為圓錐體并在錐形底部設(shè)有排污口，在圓錐體中心線部位設(shè)有排油管并從上部圓柱體中心轉(zhuǎn)彎后穿出進(jìn)入下部帶有控制閥的污物收集器，如果處理的流體密度比油小或是流體中無油，就不設(shè)此排油管；第二部分的旋流分離器不設(shè)排油管。
第二部分的微波-多相光催化反應(yīng)器由微波發(fā)生器、紫外光無極燈、光催化材料、微波敏化催化劑構(gòu)成，具有獨(dú)立使用功能；其中，光催化材料是納米TiO2、CdS、Fe2O3等半導(dǎo)體光催化材料或是其它現(xiàn)有成熟的光催化材料及光催化復(fù)合材料，將其涂膜在紫外光無極燈、反應(yīng)器內(nèi)壁及投放在反應(yīng)器內(nèi)；微波敏化催化劑是活性炭，或是鐵磁物，或是人工合成的既具有強(qiáng)催化性又具有強(qiáng)吸收微波的材料，或是以上這些材料的混合構(gòu)成物；光催化材料和微波敏化催化劑的具體選擇根據(jù)反應(yīng)物空氣或水等流體的性狀確定；這種特殊的結(jié)構(gòu)和精妙結(jié)合鑄就的微波-多相光催化反應(yīng)器實(shí)際是同一微波發(fā)生器與紫外光無極燈構(gòu)成的具有多相光催化反應(yīng)器功能的紫外光源、與涂于反應(yīng)器內(nèi)壁上以及投入的光催化材料構(gòu)成的系列多相光催化反應(yīng)器、與微波敏化催化劑構(gòu)成的微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)器組成的系列反應(yīng)器的集合體，因而具有極高的反應(yīng)效能和極低的運(yùn)行成本，常規(guī)條件下難進(jìn)行的反應(yīng)或不能進(jìn)行的反應(yīng)都能在該微波-多相光催化反應(yīng)器中快速順利進(jìn)行。
微波-多相光催化反應(yīng)器運(yùn)行時，低功率的微波發(fā)生器發(fā)射的微波就能激活紫外光無極燈發(fā)出紫外光照射光催化材料發(fā)生多相光催化反應(yīng)，直接產(chǎn)生大量氧化性極強(qiáng)的電子-空穴、HO·自由基，發(fā)生氧化還原反應(yīng)和高級氧化反應(yīng)，同時誘導(dǎo)微波敏化催化劑發(fā)生強(qiáng)烈的催化反應(yīng)，更為美妙的是光催化反應(yīng)或多相光催化反應(yīng)在微波協(xié)同下進(jìn)行都將有效抑制光催化材料表面電子-空穴的復(fù)合，促進(jìn)HO·自由基的生成，提高光催化材料對光的吸收和表面活性，使該微波-多相光催化反應(yīng)器具有將常規(guī)條件下難進(jìn)行的反應(yīng)或不能進(jìn)行的反應(yīng)都能快速進(jìn)行的巨大反應(yīng)效能；微波、紫外光和納米光催化材料全都是無二次污染的優(yōu)異消毒殺菌物質(zhì)，三者協(xié)同作用下的消毒殺菌的能力更加強(qiáng)大和徹底，這又使該微波-多相光催化反應(yīng)器兼具有非常卓越的消毒殺菌效能。用這樣具有巨大反應(yīng)效能的反應(yīng)器來反應(yīng)、礦化去除水或空氣等流體中常規(guī)條件下難反應(yīng)或不反應(yīng)的污染物質(zhì)不僅非常容易，而且十分迅速，還成本特低。微波氧化與殺菌消毒及微波強(qiáng)化光催化氧化和微波激發(fā)紫外光的原理以及具體運(yùn)用于凈化處理空氣或水的實(shí)例參見由苑寶玲、王洪杰主編化學(xué)工業(yè)出版社2006年4月出版的《水處理新技術(shù)原理與應(yīng)用》P86-99和P199-201。紫外線消毒殺菌的原理及具體應(yīng)用的實(shí)例可參見由張林生主編由化學(xué)工業(yè)出版社2004年5月出版的《水的深度處理與回用技術(shù)》P119～121。
第三部分的分離脫附裝置由微波敏化疏水吸附劑，抽真空裝置，微波發(fā)生器，清洗劑罐和帶有控制閥的流體入口、清洗劑進(jìn)口、達(dá)標(biāo)流體出口和排污口構(gòu)成；其中，清洗劑罐，帶控制閥的清洗劑進(jìn)口、流體入口設(shè)在分離脫附裝置的上部，內(nèi)置微波敏化疏水吸附劑和微波發(fā)生器，內(nèi)壁是非常光滑的鏡面金屬結(jié)構(gòu)面或納米光催化材料涂層，抽真空裝置及帶控制閥的達(dá)標(biāo)流體出口和排污口置于下部，污物收集器設(shè)在底部；排污口接入污物收集器，自動監(jiān)控器分別與流體入口、流體出口、清洗劑進(jìn)口及排污口的控制閥、抽真空裝置和微波發(fā)生器連接，兩套分離脫附裝置在自動監(jiān)控器的指令下自動切換工作。如果吸附劑從流體中吸附的污質(zhì)、雜物等回用價值不大，吸附劑也價廉，則采取直接更換吸附劑的方式，取消分離脫附裝置的抽真空裝置，清洗劑罐和微波發(fā)生器的設(shè)置，不在分離脫附裝置內(nèi)直接對吸附劑進(jìn)行脫附；如果抽真空裝置能對吸附劑進(jìn)行比較徹底的脫附，則只取消分離脫附裝置的微波發(fā)生器。無論分離脫附裝置怎樣優(yōu)化設(shè)置其脫附配置，只為節(jié)省費(fèi)用，兩套分離脫附裝置都是在自動監(jiān)控器的指令下自動切換工作，且深度凈化分離效果不受任何影響。分離脫附裝置的脫附配置具體根據(jù)反應(yīng)物的性狀確定。
一種專用于上述低成本快速深度凈化空氣或水等流體并回收再利用方法的設(shè)備，其特征是該設(shè)備由三部分構(gòu)成，即，由預(yù)處理部分、微波-多相光催化反應(yīng)部分和深度吸附分離部分構(gòu)成，其中預(yù)處理部分由旋流分離器和污物收集器構(gòu)成，旋流分離器的上部為圓柱體并設(shè)有切線方式進(jìn)入的流體入口，流體入口之上設(shè)有連通微波-多相光催化反應(yīng)器流體入口的流體出口，下部為圓錐體并在錐形底部設(shè)有排污口，在圓錐體中心線部位設(shè)有排油管并從上部圓柱體中心轉(zhuǎn)彎后穿出接入下部的污物收集器，如果處理的流體密度比油小或是流體中無油，可不設(shè)此排油管；微波-多相光催化反應(yīng)部分由微波發(fā)生器、紫外光無極燈、光催化材料、微波敏化催化劑組成的微波-多相光催化反應(yīng)器，旋流分離器和污物收集器構(gòu)成；其中，微波-多相光催化反應(yīng)器前通預(yù)處理部分旋流分離器的流體出口，后上部設(shè)有流體出口并接通本部分的旋流分離器的流體入口；旋流分離器的上部為圓柱體并設(shè)有切線進(jìn)入方式的流體入口和連接分離脫附裝置的流體入口的流體出口，下部為圓錐體并在錐形底部設(shè)有排污口，排污口聯(lián)通污物收集器；深度吸附分離部分由自動監(jiān)控器，兩套都由微波敏化疏水吸附劑，抽真空裝置，微波發(fā)生器，清洗劑罐和帶有控制閥的流體入口、清洗劑進(jìn)口、達(dá)標(biāo)流體出口和排污口組成的分離脫附裝置和污物收集器構(gòu)成；在分離脫附裝置的上部開有帶控制閥的清洗劑進(jìn)口、流體入口連通微波-多相光催化反應(yīng)部分的流體出口，內(nèi)置微波敏化疏水吸附劑和微波發(fā)生器，內(nèi)壁是非常光滑的鏡面金屬結(jié)構(gòu)面或是納米光催化材料涂層，抽真空裝置設(shè)于下部，下部還開有帶控制閥的達(dá)標(biāo)流體出口和排污口，污物收集器設(shè)在底部，排污口接入污物收集器；如果是采取直接更換吸附劑的方式，則取消抽真空裝置，清洗劑罐和微波發(fā)生器，不在分離脫附裝置內(nèi)直接對吸附劑進(jìn)行脫附就能滿足要求；如果只用真空方式脫附就能滿足要求，則取消本部分的微波發(fā)生器；無論分離脫附裝置怎樣優(yōu)化設(shè)置其脫附配置，兩套分離脫附裝置都是在自動監(jiān)控器的指令下自動切換工作。
微波-多相光催化反應(yīng)器的紫外光無極燈是在石英或玻璃等透微波的透明堅固物體內(nèi)充填汞和少量的氫氣或氖氣，外部復(fù)膜光催化材料制成的任意形狀的密閉幾何體，無需導(dǎo)線連接通電，只要受到微波輻射即發(fā)出紫外光，紫外光無極燈外的介質(zhì)即使全部將其包裹并覆蓋到不透光的程度，也絲毫不會影響微波激發(fā)出的紫外光直接從內(nèi)向外照射燈殼的光催化材料產(chǎn)生出大量的電子-空穴、HO·自由基，產(chǎn)生光催化效應(yīng)，發(fā)生氧化反應(yīng)和高級氧化反應(yīng)，將細(xì)菌病毒殺滅、各種有機(jī)無機(jī)污染物質(zhì)被快速分解、反應(yīng)、礦化，因此，微波輻射下的紫外光無極燈不僅立即成為紫外光源，還是具有強(qiáng)大催化反應(yīng)能力的多相光催化反應(yīng)器；光催化材料如果不能牢固復(fù)膜于任意形狀的燈體上，或紫外光無極燈上不需要復(fù)膜光催化材料，只要是在石英或玻璃等透微波的透明堅固物體內(nèi)充填汞和少量的氫氣或氖氣制成的任意形狀的密閉幾何體都是受到微波輻射即激發(fā)出紫外光的紫外光無極燈，紫外光無極燈的類型以及與光催化材料的接觸方式的具體選擇根據(jù)反應(yīng)物的性狀確定。無論紫外光無極燈外表面是否涂覆光催化材料，其形狀都是根據(jù)反應(yīng)接觸面積的最大化和阻力最小化決定。光催化材料消毒殺菌以及發(fā)生多相光催化反應(yīng)的原理及具體應(yīng)用于處理空氣或水的實(shí)例可參見由鄧南圣、吳峰編著由化學(xué)工業(yè)出版社2003年5月出版的《環(huán)境光化學(xué)》P308～411。
紫外光無極燈可以是石英或玻璃等透微波的透明堅固物體做成的內(nèi)空小球體，小球體內(nèi)充填汞和少量的氫氣或氖氣，外表復(fù)膜半導(dǎo)體光催化材料；以達(dá)到比表面積的最大化，產(chǎn)生電子-空穴、HO·自由基的數(shù)量最多，實(shí)現(xiàn)反應(yīng)接觸面積的最大化，使反應(yīng)器具有極高的反應(yīng)效能。
紫外光無極燈可以是石英或玻璃等透微波的透明堅固物體做成的內(nèi)空小圓柱體，小圓柱體內(nèi)充填汞和少量的氫氣或氖氣，外表復(fù)膜半導(dǎo)體光催化材料；以達(dá)到比表面積的最大化下方便地安裝紫外光無極燈。
分離脫附裝置的微波敏化疏水吸附劑是活性炭，或是鐵磁物，或是人工合成的既具有強(qiáng)吸附性又具有強(qiáng)吸收微波的疏水材料，或是以上這些材料的混合構(gòu)成物，具體根據(jù)第二部分微波-多相光催化反應(yīng)后的空氣或水等流體中可能殘留的污染物及流體性狀確定。微波敏化疏水吸附劑是常用吸附劑中對微波敏感又疏水的種類而已，與一般種類的吸附劑并無別的差異。如果吸附劑從流體中吸附的污物雜物等回用價值不大，吸附劑也價廉，則不在分離脫附裝置內(nèi)對吸附劑進(jìn)行脫附，采取直接更換吸附劑的方式即可，這種情況下對微波不敏感的吸附劑也適用，只要能強(qiáng)力吸附流體中的污質(zhì)、雜質(zhì)的吸附劑都適用。吸附劑的吸附和脫附原理及具體應(yīng)用于凈化水和空氣等流體的實(shí)例參見由陳國華編著化學(xué)工業(yè)出版社2003年9月出版的《環(huán)境污染治理方法原理與工藝》P59-70頁和P164-165頁。
分離脫附裝置的清洗劑罐中所裝的清洗劑是純凈水，或是氧氣，或是氮?dú)?，或是其它具有相?yīng)脫附清洗作用的液體或是氣體。具體應(yīng)該根據(jù)流體性狀和吸附的污染雜物的種類、性質(zhì)來確定最合理的種類。
深度吸附分離部分是在自動監(jiān)控器指令下自動控制運(yùn)行自動監(jiān)控器首先將兩套分離脫附裝置設(shè)定為第一套開第二套關(guān)，當(dāng)從第二部分流出的流體進(jìn)入深度吸附分離部分時，先進(jìn)入第一套分離脫附裝置，由微波敏化疏水吸附劑進(jìn)行吸附，當(dāng)微波敏化疏水吸附劑趨于飽和時，自動監(jiān)控器指令先打開第二套分離脫附裝置的流體入口和達(dá)標(biāo)流體出口的控制閥，關(guān)閉第一套分離脫附裝置的流體入口和達(dá)標(biāo)流體出口的控制閥，將從第二部分流出的流體切換至第二套分離脫附裝置進(jìn)行吸附，再指令第一套分離脫附裝置的抽真空裝置打開進(jìn)行抽真空脫附，抽真空脫附結(jié)束即關(guān)閉再指令微波發(fā)生器、排污控制閥按先后設(shè)定時段打開進(jìn)行微波高溫脫附，微波高溫脫附結(jié)束即關(guān)閉又指令抽真空裝置打開，按抽真空-充清洗劑-抽真空的循環(huán)方式設(shè)定工作程序，對微波敏化疏水吸附劑進(jìn)行透析和腔體清潔，透清完畢即指令該分離脫附裝置關(guān)閉處于待工作狀態(tài)；當(dāng)?shù)诙追蛛x脫附裝置的微波敏化疏水吸附劑趨于飽和時，自動監(jiān)控器又指令其重復(fù)上述程序，并且該吸附和脫附程序自動循環(huán)進(jìn)行，從而實(shí)現(xiàn)第三部分的自動控制運(yùn)行。如果采取直接更換吸附劑的方式，則取消自動監(jiān)控器的上述脫附程序設(shè)置；如果只用抽真空方式脫附，則自動監(jiān)控器的脫附程序只設(shè)為抽真空-充清洗劑-抽真空的循環(huán)脫附方式。兩套分離脫附裝置的脫附設(shè)置變化始終不影響其自動切換工作程序和第三部分的自動控制運(yùn)行。分離脫附裝置的脫附配置具體根據(jù)反應(yīng)物的性狀確定。
該設(shè)備的所有控制閥分別與自動監(jiān)控器全部連通，即自動監(jiān)控器分別與預(yù)處理部分和微波-多相光催化反應(yīng)部分的旋流分離器下部的污物收集器控制閥，微波-多相光催化反應(yīng)器的微波發(fā)生器，深度吸附分離部分的兩套分離脫附裝置的抽真空裝置、微波發(fā)生器和流體入口、達(dá)標(biāo)流體出口、清洗劑進(jìn)口及排污口的控制閥全部連通，以實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的自動控制運(yùn)行。
該設(shè)備殼體全部是屏蔽微波的金屬體，并將最初的流體入口和所有的排出口都設(shè)為不泄漏微波的結(jié)構(gòu)體。
低成本快速深度凈化空氣或水等流體及回收再利用方法及設(shè)備為系統(tǒng)自動控制運(yùn)行自動監(jiān)控器將第一部分和第二部分的污物收集器下部的控制閥分別設(shè)定為按時開啟排污和關(guān)閉；將第二部分的微波發(fā)生器設(shè)定為有流體進(jìn)入即開，無流體進(jìn)入即關(guān)；將第三部分設(shè)定為兩套分離脫附裝置設(shè)定為第一套打開吸附第二套關(guān)閉，當(dāng)?shù)谝惶孜节呌陲柡蜁r，自動監(jiān)控器指令先打開第二套分離脫附裝置的流體入口和達(dá)標(biāo)流體出口的控制閥，關(guān)閉第一套分離脫附裝置，將流體切換至第二套吸附，再指令第一套分離脫附裝置的抽真空裝置打開進(jìn)行抽真空脫附，抽真空脫附結(jié)束再指令微波發(fā)生器、排污控制閥按先后設(shè)定時段打開進(jìn)行微波高溫脫附，微波高溫脫附結(jié)束又指令抽真空裝置打開，按抽真空-充清洗劑-抽真空的循環(huán)方式設(shè)定工作程序，對微波敏化疏水吸附劑進(jìn)行透析和腔體清潔，透清完畢即指令第一套關(guān)閉處于待工作狀態(tài)；當(dāng)?shù)诙孜节呌陲柡蜁r，自動監(jiān)控器又指令其重復(fù)上述程序，該程序自動循環(huán)進(jìn)行；這樣整過系統(tǒng)的自動控制運(yùn)行就得以實(shí)現(xiàn)；或?qū)⒌谌糠衷O(shè)定為兩套分離脫附裝置設(shè)為按以上第一套打開吸附第二套關(guān)閉，第二套打開吸附第一套關(guān)閉換吸附劑，如此自動循環(huán)進(jìn)行以適應(yīng)直接更換吸附劑的工作方式；或?qū)⒌谌糠衷O(shè)定為兩套分離脫附裝置設(shè)為按以上第一套打開吸附第二套關(guān)閉，第二套打開吸附第一套關(guān)閉并按抽真空-充清洗劑-抽真空的循環(huán)方式脫附，該程序自動循環(huán)進(jìn)行以適應(yīng)抽真空脫附的工作方式；實(shí)現(xiàn)不同的脫附方式整過系統(tǒng)都是自動控制運(yùn)行。
以上所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體及回收再利用方法不僅適用于空氣或水的低成本快速深度凈化并回收再利用，也適用于空氣或水的混合流體以及空氣、水以外的其它流體的低成本快速深度凈化并回收再利用，或是用于對其它流體進(jìn)行純化處理。
總之，空氣或水等流體經(jīng)過由預(yù)處理部分、微波-多相光催化反應(yīng)部分和深度吸附分離部分構(gòu)成的一體化設(shè)備即實(shí)現(xiàn)低成本快速深度凈化及回收再利用。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是不僅能實(shí)現(xiàn)對污染的空氣、水、空氣和水的混合流體以及其它流體的低成本快速深度凈化并回收再利用，而且還能用于對其它流體進(jìn)行純化處理。推廣運(yùn)用必將產(chǎn)生出巨大的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)環(huán)境效益，具有極大的社會需求和廣闊的市場前景，不僅能為減少資源消耗、生產(chǎn)節(jié)能降耗、安全環(huán)保提供技術(shù)裝備，而且對人的健康和其它動植物及整過生態(tài)環(huán)境的安全提供強(qiáng)大的支持和保障，具有巨大的現(xiàn)實(shí)價值和重大而深遠(yuǎn)的意義。
本發(fā)明的最大優(yōu)點(diǎn)是對空氣或水等流體的深度凈化快速且低成本，同時還實(shí)現(xiàn)回收再利用，融“高效低耗，多用途少管理，需求大效益高，成熟可靠更實(shí)用”于一體，推廣運(yùn)用必將產(chǎn)生重大的經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)、資源及環(huán)境效益，推動循環(huán)經(jīng)濟(jì)及社會的可持續(xù)和諧發(fā)展。
四

圖1是本發(fā)明所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體及其回收再利用方法的工藝流程圖。
圖2是專用于本發(fā)明所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體及其回收再利用方法的設(shè)備的組裝示意圖。
圖中1-預(yù)處理部分，2-微波-多相光催化反應(yīng)部分，3-深度吸附分離部分，4-污物收集器，5-旋流分離器，6-排油管，7-排污口，8-流體入口，9-控制閥，10-流體出口，11-微波-多相光催化反應(yīng)器，12-微波發(fā)生器，13-紫外光無極燈，14-光催化材料，15-微波敏化催化劑，16-自動監(jiān)控器，17-分離脫附裝置，18-清洗劑進(jìn)口，19-抽真空裝置，20-微波敏化疏水吸附劑，21-清洗劑罐，22-達(dá)標(biāo)流體出口。
五具體實(shí)施例方式
下面對本發(fā)明做出詳盡描述。
如圖1，一種低成本快速深度凈化空氣或水等流體并回收再利用的方法，其特征是該方法分為三部分依次進(jìn)行，即第一部分，預(yù)處理部分1該部分由控制閥9，旋流分離器5和污物收集器4構(gòu)成，污染的空氣或水等流體首先經(jīng)此部分初步分離，去除其中的沙塵、油等雜物后流入第二部分進(jìn)行快速反應(yīng)；第二部分，微波-多相光催化反應(yīng)部分2該部分由微波發(fā)生器12、紫外光無極燈13、光催化材料14、微波敏化催化劑15組成的微波-多相光催化反應(yīng)器11，旋流分離器5和污物收集器4構(gòu)成；微波發(fā)生器12發(fā)射微波既激發(fā)紫外光無極燈13發(fā)射紫外光，照射光催化材料14產(chǎn)生出大量的電子-空穴、HO·自由基，發(fā)生多相光催化反應(yīng)，同時也輻射微波敏化催化劑15誘導(dǎo)產(chǎn)生強(qiáng)烈的催化反應(yīng)，多相光催化反應(yīng)和微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)共同將從第一部分流入的水或空氣等流體中的各種有機(jī)無機(jī)污染物質(zhì)快速分解、礦化，同時殺滅細(xì)菌病毒，經(jīng)旋流分離器5將礦化生成的固體物分離去除后流入第三部分進(jìn)行深度吸附分離凈化；第三部分，深度吸附分離部分3該部分由自動監(jiān)控器16，兩套分離脫附裝置17和污物收集器4構(gòu)成；由第二部分流入的水或空氣等流體經(jīng)該部分深度凈化分離為兩部分一部分為深度凈化的達(dá)標(biāo)空氣或水等流體，直接從達(dá)標(biāo)流體出口22排出再利用或排放；另一部分為脫附分離出的污染礦化生成物質(zhì)，經(jīng)污物收集器4收集利用或處理再利用；至此，污染的水或空氣等流體的低成本快速深度凈化處理及回收再利用得以實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)處理的流體密度比油小或是流體中無油時，第一部分的旋流分離器5就不設(shè)排油管6；第二部分的旋流分離器5不設(shè)排油管6。
第二部分的微波-多相光催化反應(yīng)器11由微波發(fā)生器12、紫外光無極燈13、光催化材料14、微波敏化催化劑15構(gòu)成，具有獨(dú)立使用功能；其中，光催化材料14是納米TiO2、CdS、Fe2O3等半導(dǎo)體光催化材料或是其它現(xiàn)有成熟的光催化材料14及光催化復(fù)合材料，將其涂膜在紫外光無極燈13、反應(yīng)器內(nèi)壁和投放在反應(yīng)器內(nèi)；微波敏化催化劑15是活性炭，或是鐵磁物，或是人工合成的既具有強(qiáng)催化性又具有強(qiáng)吸收微波的材料，或是以上這些材料的混合構(gòu)成物；光催化材料14和微波敏化催化劑15的具體選擇根據(jù)反應(yīng)物空氣或水等流體的性狀確定；這種特殊的結(jié)構(gòu)和精妙結(jié)合鑄就的微波-多相光催化反應(yīng)器11實(shí)際是同一微波發(fā)生器12與紫外光無極燈13構(gòu)成的具有多相光催化反應(yīng)器功能的紫外光源、與涂于反應(yīng)器內(nèi)壁上以及投入的光催化材料14構(gòu)成的系列多相光催化反應(yīng)器、與微波敏化催化劑15構(gòu)成的微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)器組成的系列反應(yīng)器的集合體，因而具有極高的反應(yīng)效能和極低的運(yùn)行成本，常規(guī)條件下難進(jìn)行的反應(yīng)或不能進(jìn)行的反應(yīng)都能在該微波-多相光催化反應(yīng)器11中快速順利進(jìn)行。
微波-多相光催化反應(yīng)器11運(yùn)行時，低功率的微波發(fā)生器12發(fā)射的微波就能激活紫外光無極燈13發(fā)出紫外光照射光催化材料14直接產(chǎn)生大量氧化性極強(qiáng)的電子-空穴、HO·自由基，發(fā)生氧化還原反應(yīng)和高級氧化反應(yīng)，同時誘導(dǎo)微波敏化催化劑15發(fā)生強(qiáng)烈的催化反應(yīng)，更為美妙的是光催化反應(yīng)或多相光催化反應(yīng)在微波協(xié)同下進(jìn)行都將有效抑制光催化材料14表面電子-空穴的復(fù)合，促進(jìn)HO·自由基的生成，提高光催化材料14對光的吸收和表面活性，使該微波-多相光催化反應(yīng)器11具有將常規(guī)條件下難進(jìn)行的反應(yīng)或不能進(jìn)行的反應(yīng)都能快速進(jìn)行的巨大反應(yīng)效能；微波、紫外光和納米光催化材料14全都是無二次污染的優(yōu)異消毒殺菌物質(zhì)，三者協(xié)同作用下的消毒殺菌的能力更加強(qiáng)大和徹底，這又使該微波-多相光催化反應(yīng)器11兼具有非常卓越的消毒殺菌效能。用這樣具有巨大反應(yīng)效能的反應(yīng)器來反應(yīng)、礦化去除水或空氣等流體中常規(guī)條件下難反應(yīng)或不反應(yīng)的污染物質(zhì)不僅非常容易，而且十分迅速，還成本特低。
微波-多相光催化反應(yīng)器11的紫外光無極燈13是在石英或玻璃等透微波的透明堅固物體內(nèi)充填汞和少量的氫氣或氖氣，外部復(fù)膜光催化材料14制成的任意形狀的密閉幾何體，無需導(dǎo)線連接通電，只要受到微波輻射即發(fā)出紫外光，紫外光無極燈13外的介質(zhì)即使全部將其包裹并覆蓋到不透光的程度，也絲毫不會影響微波激發(fā)出的紫外光直接從內(nèi)向外照射燈殼的光催化材料14產(chǎn)生出大量的電子-空穴、HO·自由基，發(fā)生多相光催化反應(yīng)和高級氧化反應(yīng)，將細(xì)菌病毒殺滅、各種有機(jī)無機(jī)污染物質(zhì)被快速分解、反應(yīng)、礦化，因此，微波輻射下的紫外光無極燈13不僅立即成為紫外光源，還是具有強(qiáng)大催化反應(yīng)能力的多相光催化反應(yīng)器；光催化材料14如果不能牢固復(fù)膜于任意形狀的燈體上，或紫外光無極燈13上不需要復(fù)膜光催化材料14，只要是在石英或玻璃等透微波的透明堅固物體內(nèi)充填汞和少量的氫氣或氖氣制成的任意形狀的密閉幾何體都是受到微波輻射即激發(fā)出紫外光的紫外光無極燈13，紫外光無極燈13的類型以及與光催化材料14的接觸方式的具體選擇根據(jù)反應(yīng)物的性狀確定。無論紫外光無極燈13是否涂覆光催化材料14，其形狀都是根據(jù)反應(yīng)接觸面積的最大化和阻力最小化決定。
分離脫附裝置17的微波敏化疏水吸附劑20是活性炭，或是鐵磁物，或是人工合成的既具有強(qiáng)吸附性又具有強(qiáng)吸收微波的疏水材料，或是以上這些材料的混合構(gòu)成物，具體根據(jù)第二部分微波-多相光催化反應(yīng)后的空氣或水等流體中可能殘留的污染物及流體性狀確定；如果吸附劑從流體中吸附的污物雜物等回用價值不大，吸附劑也價廉，則不在分離脫附裝置17內(nèi)對吸附劑進(jìn)行脫附，采取直接更換吸附劑的方式即可，這種情況下對微波不敏感的吸附劑也適用，只要能強(qiáng)力吸附流體中的污質(zhì)、雜質(zhì)的吸附劑都適用；清洗劑罐21中所裝的清洗劑是純凈水，或是氧氣，或是氮?dú)?，或是其它具有相?yīng)脫附清洗作用的液體或是氣體，具體應(yīng)該根據(jù)流體性狀和吸附的污染雜物的種類、性質(zhì)來確定最合理的種類。
低成本快速深度凈化空氣或水等流體及回收再利用方法及設(shè)備為系統(tǒng)自動控制運(yùn)行自動監(jiān)控器16將第一部分和第二部分的污物收集器4下部的控制閥9分別設(shè)定為按時開啟排污和關(guān)閉；將第二部分的微波發(fā)生器12設(shè)定為有流體進(jìn)入即開，無流體進(jìn)入即關(guān)；將第三部分設(shè)定為兩套分離脫附裝置17設(shè)定為第一套打開吸附第二套關(guān)閉，當(dāng)?shù)谝惶孜节呌陲柡蜁r，自動監(jiān)控器16指令先打開第二套分離脫附裝置17的流體入口8和達(dá)標(biāo)流體出口22的控制閥9，關(guān)閉第一套分離脫附裝置17，將流體切換至第二套吸附，再指令第一套分離脫附裝置17的抽真空裝置19打開進(jìn)行抽真空脫附，抽真空脫附結(jié)束再指令微波發(fā)生器12、排污控制閥9按先后設(shè)定時段打開進(jìn)行微波高溫脫附，微波高溫脫附結(jié)束又指令抽真空裝置19打開，按抽真空-充清洗劑-抽真空的循環(huán)方式設(shè)定工作程序，對微波敏化疏水吸附劑20進(jìn)行透析和腔體清潔，透清完畢即指令第一套關(guān)閉處于待工作狀態(tài)；當(dāng)?shù)诙孜节呌陲柡蜁r，自動監(jiān)控器16又指令其重復(fù)上述程序，該程序自動循環(huán)進(jìn)行；這樣整過系統(tǒng)的自動控制運(yùn)行就得以實(shí)現(xiàn)；或?qū)⒌谌糠衷O(shè)定為兩套分離脫附裝置17設(shè)為按以上第一套打開吸附第二套關(guān)閉，第二套打開吸附第一套關(guān)閉換吸附劑，如此自動循環(huán)進(jìn)行以適應(yīng)直接更換吸附劑的工作方式；或?qū)⒌谌糠衷O(shè)定為兩套分離脫附裝置17設(shè)為按以上第一套打開吸附第二套關(guān)閉，第二套打開吸附第一套關(guān)閉并按抽真空-充清洗劑-抽真空的循環(huán)方式脫附，該程序自動循環(huán)進(jìn)行以適應(yīng)抽真空脫附的工作方式；實(shí)現(xiàn)不同的脫附方式整過系統(tǒng)都是自動控制運(yùn)行。
如圖2，一種專用于上述低成本快速深度凈化空氣或水等流體并回收再利用方法的設(shè)備，其特征是該設(shè)備由三部分構(gòu)成，即，由預(yù)處理部分1、微波-多相光催化反應(yīng)部分2和深度吸附分離部分3構(gòu)成，其中預(yù)處理部分1由旋流分離器5和污物收集器4構(gòu)成，旋流分離器5的上部為圓柱體并設(shè)有切線方式進(jìn)入的流體入口8，流體入口8之上設(shè)有連通微波-多相光催化反應(yīng)器11流體入口8的流體出口10，下部為圓錐體并在錐形底部設(shè)有排污口7，在圓錐體中心線部位設(shè)有排油管6并從上部圓柱體中心轉(zhuǎn)彎后穿出接入下部的污物收集器4，如果處理的流體密度比油小或是流體中無油，可不設(shè)此排油管6；微波-多相光催化反應(yīng)部分2由微波發(fā)生器12、紫外光無極燈13、光催化材料14、微波敏化催化劑15組成的微波-多相光催化反應(yīng)器11，旋流分離器5和污物收集器4構(gòu)成；其中，微波-多相光催化反應(yīng)器11前通預(yù)處理部分1旋流分離器5的流體出口10，后上部設(shè)有流體出口10并接通本部分的旋流分離器5的流體入口8；旋流分離器5的上部為圓柱體并設(shè)有切線進(jìn)入方式的流體入口8和連接分離脫附裝置17的流體入口8的流體出口10，下部為圓錐體并在錐形底部設(shè)有排污口7，排污口7聯(lián)通污物收集器4；深度吸附分離部分3由自動監(jiān)控器16，兩套都由微波敏化疏水吸附劑20，抽真空裝置19，微波發(fā)生器12，清洗劑罐21和帶有控制閥9的流體入口8、清洗劑進(jìn)口18、達(dá)標(biāo)流體出口22和排污口7組成的分離脫附裝置17和污物收集器4構(gòu)成；在分離脫附裝置17的上部開有帶控制閥9的清洗劑進(jìn)口18、流體入口8連通微波-多相光催化反應(yīng)部分2的流體出口10，內(nèi)置微波敏化疏水吸附劑20和微波發(fā)生器12，內(nèi)壁是非常光滑的鏡面金屬結(jié)構(gòu)面或是納米光催化材料14涂層，抽真空裝置19設(shè)于下部，下部還開有帶控制閥9的達(dá)標(biāo)流體出口22和排污口7，污物收集器4設(shè)在底部，排污口7接入污物收集器4；如果是采取直接更換吸附劑的方式，則取消抽真空裝置19，清洗劑罐21和微波發(fā)生器12，不在分離脫附裝置17內(nèi)直接對吸附劑進(jìn)行脫附；如果只用真空方式脫附，則取消本部分的微波發(fā)生器12；無論分離脫附裝置17怎樣優(yōu)化設(shè)置其脫附配置，兩套分離脫附裝置17都是在自動監(jiān)控器16的指令下自動切換工作。
該設(shè)備的所有控制閥9分別與自動監(jiān)控器16全部連通，即自動監(jiān)控器16分別與預(yù)處理部分1和微波-多相光催化反應(yīng)部分2的旋流分離器5下部的污物收集器4控制閥9，微波-多相光催化反應(yīng)器11的微波發(fā)生器12，深度吸附分離部分3的兩套分離脫附裝置17的抽真空裝置19、微波發(fā)生器12和流體入口8、達(dá)標(biāo)流體出口22、清洗劑進(jìn)口18及排污口7的控制閥9全部連通，以實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的自動控制運(yùn)行。
該設(shè)備殼體全部是屏蔽微波的金屬體，并將最初的流體入口8和所有的排出口都設(shè)為不泄漏微波的結(jié)構(gòu)體。
權(quán)利要求
1.一種低成本快速深度凈化空氣或水等流體并回收再利用的方法，其特征是該方法分為三部分依次進(jìn)行，即第一部分，預(yù)處理部分(1)該部分由控制閥(9)，旋流分離器(5)和污物收集器(4)構(gòu)成，污染的空氣或水等流體首先經(jīng)此部分初步分離，去除其中的沙塵、油等雜物后流入第二部分進(jìn)行快速反應(yīng)；第二部分，微波-多相光催化反應(yīng)部分(2)該部分由微波發(fā)生器(12)、紫外光無極燈(13)、光催化材料(14)、微波敏化催化劑(15)組成的微波-多相光催化反應(yīng)器(11)，旋流分離器(5)和污物收集器(4)構(gòu)成；微波發(fā)生器(12)發(fā)射微波既激發(fā)紫外光無極燈(13)發(fā)射紫外光，照射光催化材料(14)產(chǎn)生出大量的電子-空穴、HO·自由基，發(fā)生多相光催化反應(yīng)，同時也輻射微波敏化催化劑(15)誘導(dǎo)產(chǎn)生強(qiáng)烈的催化反應(yīng)，多相光催化反應(yīng)和微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)共同將從第一部分流入的水或空氣等流體中的各種有機(jī)無機(jī)污染物質(zhì)快速分解、礦化，同時殺滅細(xì)菌病毒，經(jīng)旋流分離器(5)將礦化生成的固體物分離去除后流入第三部分進(jìn)行深度吸附分離凈化；第三部分，深度吸附分離部分(3)該部分由自動監(jiān)控器(16)，兩套分離脫附裝置(17)和污物收集器(4)構(gòu)成；由第二部分流入的水或空氣等流體經(jīng)該部分深度凈化分離為兩部分一部分為深度凈化的達(dá)標(biāo)空氣或水等流體，直接從達(dá)標(biāo)流體出口(22)排出再利用或排放；另一部分為脫附分離出的污染礦化生成物質(zhì)，經(jīng)污物收集器(4)收集利用或處理再利用；至此，污染的水或空氣等流體的低成本快速深度凈化處理及回收再利用得以實(shí)現(xiàn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體并回收再利用的方法，其特征是在微波-多相光催化反應(yīng)部分(2)設(shè)有具有極高的反應(yīng)效能和極低的運(yùn)行成本兼有卓越消毒殺菌功能的微波-光催化反應(yīng)器(11)，該反應(yīng)器實(shí)際是同一微波發(fā)生器12與紫外光無極燈13構(gòu)成的具有多相光催化反應(yīng)器功能的紫外光源、與涂于反應(yīng)器內(nèi)壁上以及投入的光催化材料14構(gòu)成的系列多相光催化反應(yīng)器、與微波敏化催化劑15構(gòu)成的微波誘導(dǎo)催化反應(yīng)器組成的系列反應(yīng)器的集合體，能將水或空氣等流體中在常規(guī)條件下難反應(yīng)或不能反應(yīng)去除的污染物質(zhì)都能快速反應(yīng)去除，確保實(shí)現(xiàn)低成本快速深度凈化處理水或空氣等流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體并回收再利用的方法，其特征是分離脫附裝置(17)的脫附配置根據(jù)反應(yīng)物的性狀確定吸附的污質(zhì)、雜物回用價值不大，吸附劑也價廉，采取直接更換吸附劑的方式，取消抽真空裝置(19)，清洗劑罐(21)和微波發(fā)生器(12)的設(shè)置；抽真空裝置(19)能獨(dú)立脫附，則取消微波高溫脫附程序及微波發(fā)生器(12)的設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體并回收再利用的方法，其特征是該方法為系統(tǒng)自動控制運(yùn)行自動監(jiān)控器(16)將第一部分和第二部分的污物收集器(4)下部的控制閥(9)分別設(shè)定為按時開啟排污和關(guān)閉；將第二部分的微波發(fā)生器(12)設(shè)定為有流體進(jìn)入即打開，無流體進(jìn)入即關(guān)閉；將第三部分設(shè)定為兩套分離脫附裝置(17)設(shè)定為第一套打開吸附第二套關(guān)閉，當(dāng)?shù)谝惶孜节呌陲柡蜁r，自動監(jiān)控器(16)指令先打開第二套分離脫附裝置(17)的流體入口(8)和達(dá)標(biāo)流體出口(22)的控制閥(9)，關(guān)閉第一套分離脫附裝置(17)，將流體切換至第二套吸附，再指令第一套分離脫附裝置(17)的抽真空裝置(19)打開進(jìn)行抽真空脫附，抽真空脫附結(jié)束再指令微波發(fā)生器(12)、排污控制閥(9)同時打開進(jìn)行微波高溫脫附，微波高溫脫附結(jié)束又指令抽真空裝置(19)打開，按抽真空-充清洗劑-抽真空的循環(huán)方式設(shè)定工作程序，對微波敏化疏水吸附劑(20)進(jìn)行透析和腔體清潔，透清完畢即指令第一套關(guān)閉處于待工作狀態(tài)；當(dāng)?shù)诙孜节呌陲柡蜁r，自動監(jiān)控器(16)又指令其重復(fù)上述程序，該程序自動循環(huán)進(jìn)行；這樣整過系統(tǒng)的自動控制運(yùn)行就得以實(shí)現(xiàn)；或?qū)⒌谌糠衷O(shè)定為兩套分離脫附裝置(17)設(shè)為按以上第一套打開吸附第二套關(guān)閉，第二套打開吸附第一套關(guān)閉換吸附劑，如此自動循環(huán)進(jìn)行以適應(yīng)直接更換吸附劑的工作方式；或?qū)⒌谌糠衷O(shè)定為兩套分離脫附裝置(17)設(shè)為按以上第一套打開吸附第二套關(guān)閉，第二套打開吸附第一套關(guān)閉并按抽真空-充清洗劑-抽真空的循環(huán)方式設(shè)定脫附工作程序，該程序自動循環(huán)進(jìn)行以適應(yīng)抽真空的工作方式；實(shí)現(xiàn)不同的脫附方式整過系統(tǒng)都是自動控制運(yùn)行。
5.一種專門用于如權(quán)利要求1所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體及回收再利用方法的設(shè)備，其特征是該設(shè)備由三部分構(gòu)成，即，由預(yù)處理部分(1)、微波-光催化反應(yīng)部分(2)和深度吸附分離部分(3)構(gòu)成，其中預(yù)處理部分(1)由旋流分離器(5)和污物收集器(4)構(gòu)成，旋流分離器(5)的上部為圓柱體并設(shè)有切線方式進(jìn)入的流體入口(8)，流體入口(8)之上設(shè)有連通微波-光催化反應(yīng)器(11)流體入口(8)的流體出口(10)，下部為圓錐體并在錐形底部設(shè)有排污口(7)，在圓錐體中心線部位設(shè)有排油管(6)并從上部圓柱體中心轉(zhuǎn)彎后穿出接入下部的污物收集器(4)；處理的流體密度比油小或是流體中無油，不設(shè)排油管(6)；微波-光催化反應(yīng)部分(2)由微波發(fā)生器(12)、紫外光無極燈(13)、光催化材料(14)、微波敏化催化劑(15)組成的微波-光催化反應(yīng)器(11)，旋流分離器(5)和污物收集器(4)構(gòu)成；其中，微波-光催化反應(yīng)器(11)前通預(yù)處理部分(1)旋流分離器(5)的流體出口(10)，后上部設(shè)有流體出口(10)并接通本部分的旋流分離器(5)流體入口(8)；旋流分離器(5)的上部為圓柱體并設(shè)有切線進(jìn)入方式的流體入口(8)和連接分離脫附裝置(17)的流體入口(8)的流體出口(10)，下部為圓錐體并在錐形底部設(shè)有排污口(7)，排污口(7)聯(lián)通污物收集器(4)；深度吸附分離部分(3)由自動監(jiān)控器(16)，兩套都由微波敏化疏水吸附劑(20)，抽真空裝置(19)，微波發(fā)生器(12)，清洗劑罐(21)和帶有控制閥(9)的流體入口(8)、清洗劑進(jìn)口(18)、達(dá)標(biāo)流體出口(22)和排污口(7)組成的分離脫附裝置(17)和污物收集器(4)構(gòu)成；直接更換吸附劑的方式，則取消抽真空裝置(19)，清洗劑罐(21)和微波發(fā)生器(12)；只用真空方式脫附，則取消微波發(fā)生器(12)；無論分離脫附裝置(17)怎樣優(yōu)化設(shè)置其脫附配置，只為節(jié)省費(fèi)用，兩套分離脫附裝置(17)都是在自動監(jiān)控器(16)的指令下自動切換工作；在分離脫附裝置(17)的上部開有帶控制閥(9)的清洗劑進(jìn)口(18)、流體入口(8)連通微波-光催化反應(yīng)部分(2)的流體出口(10)，內(nèi)置微波敏化疏水吸附劑(18)和微波發(fā)生器(12)，內(nèi)壁是非常光滑的鏡面金屬結(jié)構(gòu)面，抽真空裝置(19)設(shè)于下部，下部還開有帶控制閥(9)的達(dá)標(biāo)流體出口(10)和排污口(7)，污物收集器(4)設(shè)在底部，排污口(7)接入污物收集器(4)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體及回收再利用方法的設(shè)備，其特征是微波-光催化反應(yīng)器(11)的光催化材料(14)是納米TiO2、CdS、Fe2O3一類半導(dǎo)體光催化材料(14)或是其它現(xiàn)有成熟的光催化材料(14)及光催化復(fù)合材料，將其涂膜在紫外光無極燈(13)、反應(yīng)器內(nèi)壁和投放在反應(yīng)器內(nèi)；微波敏化催化劑(15)是活性炭，或是鐵磁物，或是人工合成的既具有強(qiáng)催化性又具有強(qiáng)吸收微波的材料，或是以上這些材料的混合構(gòu)成物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體及回收再利用方法的設(shè)備，其特征是紫外光無極燈(13)是在石英或是玻璃這類透微波的透明堅固物體內(nèi)充填汞和少量的氫氣或氖氣，外部復(fù)膜光催化材料(14)制成的任意形狀的密閉幾何體，不僅是紫外光源，還是具有強(qiáng)大催化反應(yīng)能力的光催化反應(yīng)器；或是外部不復(fù)膜光催化材料(14)制成的任意形狀的密閉幾何體，均無導(dǎo)線連接通電，只要受到微波輻射即發(fā)出紫外光。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體及回收再利用方法的設(shè)備，其特征是分離脫附裝置(17)的微波敏化疏水吸附劑(20)是活性炭，或是鐵磁物，或是人工合成的既具有強(qiáng)吸附性又具有強(qiáng)吸收微波的疏水材料，或是以上這些材料的混合構(gòu)成物；吸附的污物雜物回用價值不大，吸附劑也價廉，采取直接更換吸附劑的方式，并且只要能強(qiáng)力吸附流體中的污質(zhì)、雜質(zhì)的吸附劑都適用；清洗劑罐(21)中所裝的清洗劑是純凈水，或是氧氣，或是氮?dú)?，或是其它具有相?yīng)脫附清洗作用的液體或是氣體；具體根據(jù)流體性狀和吸附的污染雜物的種類、性質(zhì)來選定吸附劑和清洗劑最合理的種類。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體及回收再利用方法的設(shè)備，其特征是該設(shè)備殼體全部是屏蔽微波的金屬體，并將最初的流體入口(8)和所有的排出口都設(shè)為不泄漏微波的結(jié)構(gòu)體，確保設(shè)備整體都不泄漏微波。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的低成本快速深度凈化空氣或水等流體及回收再利用方法的設(shè)備，其特征是該設(shè)備的所有控制閥(9)分別與自動監(jiān)控器(16)全部連通，即自動監(jiān)控器(16)分別與預(yù)處理部分(1)和微波-光催化反應(yīng)部分(2)的旋流分離器(5)下部的污物收集器(4)控制閥(9)，微波-光催化反應(yīng)器(11)的微波發(fā)生器(12)，深度吸附分離部分(3)的兩套分離脫附裝置(17)的抽真空裝置(19)、微波發(fā)生器(12)和流體入口(8)、流體出口(10)、清洗劑進(jìn)口(18)及排污口(7)的控制閥(9)全部連通。
全文摘要
一種低成本快速深度凈化空氣或水等流體并回收再利用的方法及設(shè)備，污染的空氣或水等流體先經(jīng)預(yù)處理部分1去除沙塵、油等雜物后流入微波－光催化反應(yīng)部分2經(jīng)微波激發(fā)的光催化及微波催化協(xié)同反應(yīng)，將其中的各種有機(jī)無機(jī)污染物質(zhì)快速分解、礦化，微波、光催化材料和紫外光共同殺滅細(xì)菌病毒，經(jīng)旋流分離器5將礦化固體物分離去除后流入深度吸附分離部分3深度凈化分離為兩部分達(dá)標(biāo)的空氣或水等流體，直接從達(dá)標(biāo)流體出口22排出再利用或排放；脫附分離出的污染礦化生成物收集利用或收集再處理利用，污染的水或空氣等流體的低成本快速深度凈化處理及回收再利用得以實(shí)現(xiàn)。
文檔編號B01D53/04GK101055106SQ200710048399
公開日2007年10月17日 申請日期2007年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月31日
發(fā)明者蔣遂安 申請人:蔣遂安