申请日2019.07.27
公开(公告)日2019.10.11
IPC分类号C02F1/32; C02F9/08; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种水催化器及其基于光催化的污水处理系统，其污水处理系统包括：换向水阀，用于串联在污水的排水管上，且择一将污水与沉淀池、下一换向水阀连接;沉淀池，用于存储污水，且使其静置、沉淀;截止阀，用于控制沉淀池上清液与第一水泵的进口之间管道的通断;水位计，用于探测沉淀池内的水位;第一水泵，其出口与过滤器的进口连通，从而将沉淀池内沉淀后的上清液抽送至过滤器;过滤器，用于过滤水中的悬浮固体或大颗粒杂质;水催化器，用于通过紫外光照射污水，使得污水中的有机物分解为无机物。
权利要求书
1.一种水催化器，其特征在于，包括底座桶、外桶，所述底座桶、外桶之间通过底板密封装配固定，所述外桶内部为中空的催化腔;
所述催化腔内安装有至少两个第一外罩、第二外罩，所述第一外罩沿着第二外罩圆周方向混匀分布、第二外罩与催化腔同轴;所述第一外罩、第二外罩内部分别、密封安装有紫外线灯管，催化腔顶部通过顶板密封，第一外罩、第二外罩底部分别穿过底板后进入底板与第一隔板之间;
其中一根第一外罩位于底板与第一隔板之间的部分上固定有第二催化齿轮，所述第二催化齿轮与第一催化齿轮啮合传动，所述第一催化齿轮固定在搅拌输出轴一端，搅拌输出轴安装在搅拌电机内;所述第一外罩位于底板与第一隔板之间的部分上还分别固定有搅拌带轮，各个搅拌带轮之间通过搅拌皮带连接并形成带传动机构;
第一外罩外壁上、在轴向上、由第一保持环向第二保持环依次安装有搅拌轮、内清洗刷、外清洗刷、另一搅拌轮，搅拌轮用于搅拌污水，并形成涡流沿着催化腔上升;
所述第一外罩位于两个搅拌轮之间的部分上设置有往复螺纹，往复螺纹与外清洗刷内壁旋合装配，当第一外罩同一方向圆周转动时，外清洗刷在第一外罩轴向上移动，直到达到往复螺纹端部，然后外清洗刷进入往复螺纹的另一个螺纹槽内，在不改变第一外罩转向前提下，外清洗刷在第一外罩轴向上反向移动，且在移动过程中，外清洗刷会随着第一外罩圆周转动。
2.如权利要求1所述的水催化器，其特征在于，催化腔内壁上固定有保护罩，所述保护罩采用透明材料制作，且外桶内壁为镜面且涂装有反光材料。
3.如权利要求1所述的水催化器，其特征在于，顶板、底板上分别固定有第一保持环、第二保持环，所述第一外罩、第二外罩顶部分别装入第一保持环内且与之可圆周转动装配;所述第一外罩、第二外罩底部分别穿过第二保持环;
且第一外罩、第二外罩分别与第二保持环、底板密封、可圆周转动装配;所述第一隔板固定在底座桶内，所述底座桶内还分别固定有第二隔板、封板;搅拌输出轴另一端穿过第二隔板后与搅拌电机装配。
4.如权利要求1所述的水催化器，其特征在于，紫外线灯管底部分别穿出第一外罩、第二外罩，所述第一外罩、第二外罩均采用透明材料制成。
5.如权利要求1所述的水催化器，其特征在于，所述外清洗刷为凸轮，其长轴端上设置有外刷毛，所述外刷毛在以第一外罩轴线为中心转动时可分别与保护罩内壁、第二外罩外壁接触、刷洗;
所述内清洗刷有两个且分别固定在外清洗刷两端面上，内清洗刷内侧设置有内刷毛内刷毛与第一外罩外壁贴紧，且在外清洗刷转动时可带动内清洗刷对第一外罩外壁进行刷洗。
6.如权利要求1所述的水催化器，其特征在于，两个搅拌轮面向外清洗刷的端面上分别安装有推力球轴承，其中推力球轴承的轴圈与第一外罩装配固定、座圈面向外清洗刷。
7.如权利要求1所述的水催化器，其特征在于，所述催化腔底部与第二催化进水管一端连通，第二催化进水管另一端与螺旋混合器的出口连通，螺旋混合器的第一进料管与第一催化进水管连通、第二进料管与换向气阀的第三出口连通;
所述催化腔顶部与催化排水管一端连通、催化排水管另一端接入蓄水池中，顶板上固定有催化排气管，催化排气管用于将催化腔内的气流输送至气泵中。
8.一种基于光催化的污水处理系统，其特征在于，应用有权利要求1-7任一项所述的水催化器。
9.如权利要求8所述的污水处理系统，其特征在于，还包括：
换向水阀，用于串联在污水的排水管上，且择一将污水与沉淀池、下一换向水阀连接;
沉淀池，用于存储污水，且使其静置、沉淀;
截止阀，用于控制沉淀池上清液与第一水泵的进口之间管道的通断;
水位计，用于探测沉淀池内的水位;
第一水泵，其出口与过滤器的进口连通，从而将沉淀池内沉淀后的上清液抽送至过滤器;
过滤器，用于过滤水中的悬浮固体或大颗粒杂质;
水催化器，用于通过紫外光照射污水，使得污水中的有机物分解为无机物;过滤器过滤后的水通过水管与混合箱的混合进水管连通，所述混合箱内部还与加药器连通，加药器用于将催化剂注入混合箱内;
还包括混合箱，用于将催化剂和水均匀混合，且混合箱的混合出水管与第二水泵的进口连通，第二水泵的出口与水催化器的第一催化进水管连通，从而将污水接入水催化器;
蓄水池，用于存储经过净化处理后的水;
水催化器的催化排气管还与气泵的进口连通，气泵的进口还与补气阀的出口连通，补压阀的进口与大气连通;气泵的出口与气催化器的进口连通，气催化器通过紫外光照射气流;
缓冲罐，其进口与气催化器的出口连通，用于存储净化后的气体，且缓冲罐内置有气压计，气压计用于检测缓冲罐内的气压;
换向气阀，其进口与缓冲罐的出口连通，且换向气阀的第一出口与除湿器的进口连通、第二出口与加药器的药箱连通、第三出口与螺旋混合器的第二进料管连通;
除湿器，用于将气流中的水汽分离出来，且分离后的水直接返回蓄水池循环使用;
吸附罐，用于吸附气流中还存在的微量VOC。
10.如权利要求9所述的污水处理系统，其特征在于，还包括PLC、挤干机，PLC的信号端分别与换向水阀的控制端、截止阀的控制端、换向气阀的控制端、水位计的信号端、气压计的控制端通讯连接;
挤干机用于将沉淀池沉淀后的泥浆进行挤压，固液分离，分离出的固体直接排除，并进行进一步处理;分离出的废水引回排水管继续作为污水处理。
说明书
一种水催化器及其基于光催化的污水处理系统
技术领域
本发明涉及污水处理技术，特别是涉及一种水催化器及其基于光催化的污水处理系统。
背景技术
对于一些含有大量有机物(VOC)的废水，目前主要采用好氧发酵、厌氧发酵的方式进行处理，但是这种方式会占用较大的空间，对于场地不足的工厂来说，显然不适用。而随着环保法令的日益加强、以及环保理念的日益深入，超标的有机废水不能直接排放。对于能够建立废水处理系统的企业来说，基本上自行处理废水。而对于场地不足的企业，其废水往往需要运送至专业的废水处理站处理。这显然会造成高昂的处理成本，给企业造成较大的制造成本，大大降低了产品的市场竞争力。对此目前的解决方案之一是采用紫外光催化水中的有机物，使得有机物分解为二氧化碳、水等无机物，从而可以达到排放或回收利用的标准。如公开号为CN109052550A、CN2410032、CN101654297等中国专利中公开的技术方案。
采用紫外光催化的方式，虽然能够大大缩小体积，但是其成本偏高，究其原因主要是其处理效率较低，而且紫外线灯管需要定时清理，从而造成高昂的维护成本。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种水催化器及其基于光催化的污水处理系统，其水催化器污水效率高、净化效果好且具有自清洁功能。
为实现上述目的，本发明提供了一种水催化器，包括底座桶、外桶，所述底座桶、外桶之间通过底板密封装配固定，所述外桶内部为中空的催化腔;
所述催化腔内安装有至少两个第一外罩、第二外罩，所述第一外罩沿着第二外罩圆周方向混匀分布、第二外罩与催化腔同轴;所述第一外罩、第二外罩内部分别、密封安装有紫外线灯管，催化腔顶部通过顶板密封，第一外罩、第二外罩底部分别穿过底板后进入底板与第一隔板之间;
其中一根第一外罩位于底板与第一隔板之间的部分上固定有第二催化齿轮，所述第二催化齿轮与第一催化齿轮啮合传动，所述第一催化齿轮固定在搅拌输出轴一端，搅拌输出轴安装在搅拌电机内;所述第一外罩位于底板与第一隔板之间的部分上还分别固定有搅拌带轮，各个搅拌带轮之间通过搅拌皮带连接并形成带传动机构;
第一外罩外壁上、在轴向上、由第一保持环向第二保持环依次安装有搅拌轮、内清洗刷、外清洗刷、另一搅拌轮，搅拌轮用于搅拌污水，并形成涡流沿着催化腔上升;
所述第一外罩位于两个搅拌轮之间的部分上设置有往复螺纹，往复螺纹与外清洗刷内壁旋合装配，当第一外罩同一方向圆周转动时，外清洗刷在第一外罩轴向上移动，直到达到往复螺纹端部，然后外清洗刷进入往复螺纹的另一个螺纹槽内，在不改变第一外罩转向前提下，外清洗刷在第一外罩轴向上反向移动，且在移动过程中，外清洗刷会随着第一外罩圆周转动。
优选地，催化腔内壁上固定有保护罩，所述保护罩采用透明材料制作，且外桶内壁为镜面且涂装有反光材料。
优选地，顶板、底板上分别固定有第一保持环、第二保持环，所述第一外罩、第二外罩顶部分别装入第一保持环内且与之可圆周转动装配;所述第一外罩、第二外罩底部分别穿过第二保持环;
且第一外罩、第二外罩分别与第二保持环、底板密封、可圆周转动装配;所述第一隔板固定在底座桶内，所述底座桶内还分别固定有第二隔板、封板;搅拌输出轴另一端穿过第二隔板后与搅拌电机装配。
优选地，紫外线灯管底部分别穿出第一外罩、第二外罩，所述第一外罩、第二外罩均采用透明材料制成。
优选地，所述外清洗刷为凸轮，其长轴端上设置有外刷毛，所述外刷毛在以第一外罩轴线为中心转动时可分别与保护罩内壁、第二外罩外壁接触、刷洗;
所述内清洗刷有两个且分别固定在外清洗刷两端面上，内清洗刷内侧设置有内刷毛内刷毛与第一外罩外壁贴紧，且在外清洗刷转动时可带动内清洗刷对第一外罩外壁进行刷洗。
优选地，两个搅拌轮面向外清洗刷的端面上分别安装有推力球轴承，其中推力球轴承的轴圈与第一外罩装配固定、座圈面向外清洗刷。
优选地，所述催化腔底部与第二催化进水管一端连通，第二催化进水管另一端与螺旋混合器的出口连通，螺旋混合器的第一进料管与第一催化进水管连通、第二进料管与换向气阀的第三出口连通;
所述催化腔顶部与催化排水管一端连通、催化排水管另一端接入蓄水池中，顶板上固定有催化排气管，催化排气管用于将催化腔内的气流输送至气泵中。
本发明还公开一种基于光催化的污水处理系统，其应用有上述水催化器。
优选地，还包括：
换向水阀，用于串联在污水的排水管上，且择一将污水与沉淀池、下一换向水阀连接;
沉淀池，用于存储污水，且使其静置、沉淀;
截止阀，用于控制沉淀池上清液与第一水泵的进口之间管道的通断;
水位计，用于探测沉淀池内的水位;
第一水泵，其出口与过滤器的进口连通，从而将沉淀池内沉淀后的上清液抽送至过滤器;
过滤器，用于过滤水中的悬浮固体或大颗粒杂质;
水催化器，用于通过紫外光照射污水，使得污水中的有机物分解为无机物;过滤器过滤后的水通过水管与混合箱的混合进水管连通，所述混合箱内部还与加药器连通，加药器用于将催化剂注入混合箱内;
还包括混合箱，用于将催化剂和水均匀混合，且混合箱的混合出水管与第二水泵的进口连通，第二水泵的出口与水催化器的第一催化进水管连通，从而将污水接入水催化器;
蓄水池，用于存储经过净化处理后的水;
水催化器的催化排气管还与气泵的进口连通，气泵的进口还与补气阀的出口连通，补压阀的进口与大气连通;气泵的出口与气催化器的进口连通，气催化器通过紫外光照射气流;
缓冲罐，其进口与气催化器的出口连通，用于存储净化后的气体，且缓冲罐内置有气压计，气压计用于检测缓冲罐内的气压;
换向气阀，其进口与缓冲罐的出口连通，且换向气阀的第一出口与除湿器的进口连通、第二出口与加药器的药箱连通、第三出口与螺旋混合器的第二进料管连通;
除湿器，用于将气流中的水汽分离出来，且分离后的水直接返回蓄水池循环使用;
吸附罐，用于吸附气流中还存在的微量VOC。
优选地，还包括PLC、挤干机，PLC的信号端分别与换向水阀的控制端、截止阀的控制端、换向气阀的控制端、水位计的信号端、气压计的控制端通讯连接;
挤干机用于将沉淀池沉淀后的泥浆进行挤压，固液分离，分离出的固体直接排除，并进行进一步处理;分离出的废水引回排水管继续作为污水处理。
本发明的有益效果是：
1、本发明的换向水阀可以实现双向择一导通的功能，其与现有的换向阀相比，成本大大降低，而且能够满足本发明的需求。另外在安装测漏组件后，能够及时检测到各管路连接处是否存在漏水情况，从而防止泄露，造成环境污染，而且能够大大降低人工检测成本。
2、本发明的加药模块能够实现根据流速调节加药量，而且结构十分简单，从而必须采用传统的传感器监测、计算、然后再调节加药量，从而可以降低成本。而且混合箱内设置有水轮，从而通过水轮的搅拌作用将药剂与废水充分混合，而且搅拌时通过加入高压空气，使得空气释放瞬间产生无数小气泡，以进一步增加药剂与废水的混合程度，且还起到曝气的效果，从而提高废水处理效率。
3、本发明的差压组件能够自动探测第二排药管与混合进水管之间的压差，从而自动增加加药箱、缓冲罐内的气压。这一方便可以保证药剂加入量与水流量基本上成比例投入;另一方面可以根据水流量调节气压，从而调节水中气流的汇入量，以保证处理效率，且防止气流混入量过多或过少以影响净化效率。
4、本发明的水催化器通过清扫轮能够实现保护罩、第一外罩、第二外罩的自动清理，从而大大降低后期的人工维护成本，而且降低检修频率，从而增加工作时间，也就是增加了处理效率。另外水催化器通过搅拌轮、注入高压气体能够使内桶内部的水发生旋转、混合、且气体释放产生无数细小气泡、穿插在水中形成沸腾效果，从而大大增加废水与紫外光的接触时间及废水与紫外光接触的均匀程度，从而大大提高处理效率。而且水催化器内设置反光层、多根紫外线灯管，从而可以大大提高其内部的水流速度，也就是提高了催化效率、处理效率。
