申请日2018.09.03
公开(公告)日2019.01.01
IPC分类号C02F1/30; C02F1/72; C02F1/74
摘要
本发明属于污水处理技术领域，具体的说是一种光催化氧化分解的污水处理系统，包括箱体、隔板一、隔板二、分配单元、阻挡板、敲击单元、弧形板、支架、第一收集框包括反应器、光催化光源、催化剂颗粒物隔层、搅拌单元和动力单元，反应器的顶部下方间隔设置催化剂颗粒物隔层，反应器内设置光催化光源和搅拌单元，搅拌单元用于对反应器中的污水进行搅拌;反应器的底部设置沉淀池;反应器的顶部设置进水口，进水口连接抽水管和抽水泵，沉淀池的清水区连接出水口;动力单元设置在反应器内部，动力单元位于进水口下方，动力单元用于向反应器内鼓入氧气，同时为搅拌单元提供动力。本发明提高了催化氧化分解的效率，污水处理效果好、能量利用率高。
权利要求书
1.一种光催化氧化分解的污水处理系统，其特征在于：包括反应器(1)、光催化光源(2)、催化剂颗粒物隔层(3)、搅拌单元(4)和动力单元(5)，所述反应器(1)的顶部下方间隔设置催化剂颗粒物隔层(3),催化剂颗粒物隔层(3)设置为至少两层，从而将反应器(1)的内部腔体分割成多个反应室(11)，实现自上而下的多级处理结构，反应器(1)内设置光催化光源(2)和搅拌单元(4)，光催化光源(2)电连接外部控制单元(6)，控制单元(6)电连接显示按键单元(7)，搅拌单元(4)用于对反应器(1)中的污水进行搅拌;所述反应器(1)的底部设置沉淀池(12)，且反应器(1)的底部和沉淀池(12)的顶部之间设置倾斜的半挡板(8)，沉淀池(12)的底部和半挡板(8)底部之间设置上下交错的竖直隔板(9)，将沉淀池(12)分割成沉淀区(121)和清水区(122)，沉淀区(121)的底面向沉淀池(12)池壁倾斜，沉淀池(12)池壁的最低点处设置排污口(13);所述反应器(1)的顶部设置进水口(14)，进水口(14)连接抽水管和抽水泵(15)，沉淀池(12)的清水区(122)连接出水口(16)，进水口(14)和出水口(16)处设置光纤传感器(17)，光纤传感器(17)电连接控制单元(6);所述动力单元(5)设置在反应器(1)内部，动力单元(5)位于进水口(14)下方，动力单元(5)用于向反应器(1)内鼓入氧气，同时为搅拌单元(4)提供动力;其中，
所述动力单元(5)包括叶轮一(51)、转轴(52)、固定架(53)、凸轮(54)、弹性气囊(55)和喷头(56)，所述叶轮一(51)通过转轴(52)安装在固定架(53)上，叶轮一(51)位于进水口(14)的下方;所述凸轮(54)安装在转轴(52)上，反应器(1)内壁上设置有弹性气囊(55)，凸轮(54)与弹性气囊(55)接触对气囊进行压缩，使弹性气囊(55)产生压缩空气，弹性气囊(55)表面设置进气口和出气口，进气口和出气口的位置均设置单向阀，进气口延伸到反应器(1)外部，进气口与外界空气相接触;所述喷头(56)安装在催化剂颗粒物隔层(3)的下方，喷头(56)通过软管与气囊的出气口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种光催化氧化分解的污水 处理系统，其特征在于：所述搅拌单元(4)包括搅拌轴(41)、叶轮二(42)、气缸(43)、连杆(44)和活动板(45)，所述搅拌轴(41)竖直安装在反应器(1)内部，搅拌轴(41)上端延伸出反应器(1);所述叶轮二(42)安装在搅拌轴(41)的上端，反应器(1)顶部设置有气体出口(18)，气体出口(18)位于叶轮二(42)的下方，气体出口(18)位置设置泄压阀;所述活动板(45)竖直放置;所述气缸(43)一端铰接在搅拌轴(41)上，气缸(43)另一端与活动板(45)的端面相铰接，气缸(43)通过气管与弹性气囊(55)相连，一块活动板(45)设置一个气缸(43);所述连杆(44)数量与气缸(43)的数量相同，连杆(44)一端铰接在搅拌轴(41)上，连杆(44)另一端与活动板(45)相铰接。
3.根据权利要求2所述的一种光催化氧化分解的污水处理系统，其特征在于：所述活动板(45)分为左右两个独立的部分，活动板(45)的两部分之间通过弹性布(46)和弹簧实现连接，并在活动板(45)的两部分之间形成储存腔(451)，储存腔(451)内设置催化剂颗粒，活动板(45)表面设置通孔。
4.根据权利要求3所述的一种光催化氧化分解的污水处理系统，其特征在于：所述活动板(45)上水平设置有转动轴(47)，转动轴(47)中部转动安装在活动板(45)上，转动轴(47)位于储存腔(451)内的一端设置有研磨盘(48)，研磨盘(48)用于对储存腔(451)内的催化剂颗粒进行研磨，去除催化剂颗粒表面的失效层，转动轴(47)位于活动板(45)外的一端设置有叶轮三(49)。
5.根据权利要求1所述的一种光催化氧化分解的污水处理系统，其特征在于：所述出水口(16)连接精过滤装置(10)，精过滤装置(10)对出水口(16)流出的污水进行二次处理，再将处理后的水排出，出水口(16)和精过滤装置(10)之间可设置储水池和水泵。
6.根据权利要求1所述的一种光催化氧化分解的污水处理系统，其特征在于：所述反应器(1)的顶部设置塑料隔层(19)，塑料隔层(19)上设有通过孔，塑料隔层(19)位于转轴(52)的下方。
说明书
一种光催化氧化分解的污水处理系统
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体的说是一种光催化氧化分解的污水处理系统。
背景技术
光催化氧化技术(PhotocatalyticOxidation，PCO)处理污水是近十几年来兴起的一门新技术，目前在污染治理领域的研究很活跃。其基本原理是：半导体光催化剂，例如TiO2、SnO2、ZnO2Ag3PO4BiOClBi4Ti3O12BiWO3等受到光照后，形成电子-空穴对，在水中能产生氧化能力极强的·OH自由基，从而将污染物氧化降解;其中，它主要是利用紫外光(Ultraviolet，UV)辐射强化氧化处理效果，加速污染物的氧化降解，使一些难发生的反应顺利进行，以大大提高氧化降解速率。
专利文献：一种基于光催化氧化分解有机物的污水处理系统，申请号：2015105051362
上述专利文献中，通过设置多级催化剂颗粒物隔层实现对污水的多级处理并且通过搅拌使污水中的有机物能够被充分的照射和催化，但是由于采用氧化分解，该方案中缺少氧气发生装置并且设置的催化剂颗粒物隔层由于一段时间的使用而导致表面失效，限制了催化剂效用的发挥，从而限制了该系统的使用。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种光催化氧化分解的污水处理系统。本发明通过污水抽入时的冲击力驱动叶轮一转动，叶轮一的转动使凸轮对弹性气囊进行挤压，弹性气囊产生的压缩空气从催化剂颗粒物隔层下方鼓入，一方面增加了污水中的含氧量，另一方面对催化剂颗粒物隔层内部进行疏通，增加了催化剂与污水的接触，气体排出反应器时作为动力驱动叶轮二转动，使叶轮二带动活动板运动对污水进行搅拌，提高了催化氧化分解的效率，污水处理效果好、能量利用率高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种光催化氧化分解的污水处理系统，包括反应器、光催化光源、催化剂颗粒物隔层、搅拌单元和动力单元，所述反应器的顶部下方间隔设置催化剂颗粒物隔层,催化剂颗粒物隔层设置为至少两层，从而将反应器的内部腔体分割成多个反应室，实现自上而下的多级处理结构，反应器内设置光催化光源和搅拌单元，光催化光源电连接外部控制单元，控制单元电连接显示按键单元，搅拌单元用于对反应器中的污水进行搅拌;所述反应器的底部设置沉淀池，且反应器的底部和沉淀池的顶部之间设置倾斜的半挡板，沉淀池的底部和半挡板底部之间设置上下交错的竖直隔板，将沉淀池分割成沉淀区和清水区，沉淀区的底面向沉淀池池壁倾斜，沉淀池池壁的最低点处设置排污口;所述反应器的顶部设置进水口，进水口连接抽水管和抽水泵，沉淀池的清水区连接出水口，进水口和出水口处设置光纤传感器，光纤传感器电连接控制单元;所述动力单元设置在反应器内部，动力单元位于进水口下方，动力单元用于向反应器内鼓入氧气，同时为搅拌单元提供动力;其中，
所述动力单元包括叶轮一、转轴、固定架、凸轮、弹性气囊和喷头，所述叶轮一通过转轴安装在固定架上，叶轮一位于进水口的下方;所述凸轮安装在转轴上，反应器内壁上设置有弹性气囊，凸轮与弹性气囊接触对气囊进行压缩，使弹性气囊产生压缩空气，弹性气囊表面设置进气口和出气口，进气口和出气口的位置均设置单向阀，进气口延伸到反应器外部，进气口与外界空气相接触;所述喷头安装在催化剂颗粒物隔层的下方，喷头通过软管与气囊的出气口相连通。工作时，抽水泵将待处理污水通过抽水管从进水口抽入反应器，污水流出进水口时的冲击力推动叶轮一转动，叶轮一通过转轴带动凸轮转动，凸轮的转动对弹性气囊产生周期性的压缩，使弹性气囊产生压缩空气，弹性气囊产生的压缩空气通过喷头喷出，增加了反应器中污水的含氧量，提高了污水处理的效果;同时，喷头喷出的氧气由于向上运动对催化剂颗粒物隔层内部进行疏通，使污水能够更好地与催化剂接触，污水中的有机物在催化剂和光催化光源照射的双重作用下实现分解，污水逐层穿过催化剂颗粒物隔层实现了多级的处理，保证了污水处理的效果，污水穿过催化剂颗粒物隔层后进入沉淀池，由于半挡板的存在，经处理的污水首先流入沉淀区，隔板的存在减小了水的流速，提高了污水沉淀的效果，上层清水流入右侧的清水区，实现了沉淀物的分离;之后，清水从出水口流出，沉淀物从排污口流出，实现了对污水的处理。
所述搅拌单元包括搅拌轴、叶轮二、气缸、连杆和活动板，所述搅拌轴竖直安装在反应器内部，搅拌轴上端延伸出反应器;所述叶轮二安装在搅拌轴的上端，反应器顶部设置有气体出口，气体出口位于叶轮二的下方，气体出口位置设置泄压阀;所述活动板竖直放置;所述气缸一端铰接在搅拌轴上，气缸另一端与活动板的端面相铰接，气缸通过气管与弹性气囊相连，一块活动板设置一个气缸;所述连杆数量与气缸的数量相同，连杆一端铰接在搅拌轴上，连杆另一端与活动板相铰接。由于弹性气囊在凸轮的挤压下不断地将外界的空气鼓入反应器，反应器内压力升高，当压力超过泄压阀的设定压力时，气体从反应器的气体出口排出，排出的气体推动叶轮二转动,叶轮二的转动带动搅拌轴转动，搅拌轴转动使活动板对反应器中的污水进行搅拌，在这过程中气囊产生的压缩空气部分向气缸供应，使气缸动作，活动板由于受气缸和连杆的连接而发生摆动，搅拌效果更好，从而避免了污水中有机物的聚集，提高了催化分解的效率。
所述活动板分为左右两个独立的部分，活动板的两部分之间通过弹性布和弹簧实现连接，并在活动板的两部分之间形成储存腔，储存腔内设置催化剂颗粒，活动板表面设置通孔。活动板在污水中摆动并转动时，污水通过通孔进入活动板内部，从而使污水更好地与活动板内部的催化剂颗粒接触，提高了催化分解的效果。
所述活动板上水平设置有转动轴，转动轴中部转动安装在活动板上，转动轴位于储存腔内的一端设置有研磨盘，研磨盘用于对储存腔内的催化剂颗粒进行研磨，去除催化剂颗粒表面的失效层，转动轴位于活动板外的一端设置有叶轮三。活动板转动时带动叶轮三在污水中运动，使叶轮三发生转动，叶轮三的转动带动转动轴转动，转动轴使研磨盘在储存腔内运动，对储存腔内的催化剂颗粒进行研磨，从而保证了催化剂的有效性。
所述出水口连接精过滤装置，精过滤装置对出水口流出的污水进行二次处理，再将处理后的水排出，出水口和精过滤装置之间可设置储水池和水泵。清水经出水口流出后，进入储水池，水泵将储水池内的水泵入精过滤装置中实现第二次处理。
所述反应器的顶部设置塑料隔层，塑料隔层上设有通过孔，塑料隔层位于转轴的下方。塑料隔层的存在使污水均匀分布地流入反应室，从而使催化剂颗粒物隔层能够充分地与污水接触，提高了催化剂颗粒物隔层的催化效果。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种光催化氧化分解的污水处理系统，本发明通过污水抽入时的冲击力驱动叶轮一转动，叶轮一的转动使凸轮对弹性气囊进行挤压，弹性气囊产生的压缩空气从催化剂颗粒物隔层下方鼓入，一方面增加了污水中的含氧量，另一方面对催化剂颗粒物隔层内部进行疏通，增加了催化剂与污水的接触，气体排出反应器时作为动力驱动叶轮二转动，使叶轮二带动活动板运动对污水进行搅拌，提高了催化氧化分解的效率，污水处理效果好、能量利用率高。
2.本发明所述的一种光催化氧化分解的污水处理系统，本发明通过将活动板设置为左右独立的两部分，并利用弹性布和弹簧实现连接形成储存腔，在储存腔内设置催化剂，利用活动板的运动使催化剂与污水充分接触，提高了催化分解的效果。
3.本发明所述的一种光催化氧化分解的污水处理系统，本发明在活动板上设置转动轴，转动轴位于储存腔内的一端设置研磨盘，转动轴另一端安装叶轮三，利用活动板在污水中的运动使叶轮三转动，从而驱动研磨盘对储存腔内的催化剂进行研磨，保证了催化剂效用的发挥，催化效果好。
