公布日：2022.09.13
申请日：2022.07.01
分类号：C02F1/32(2006.01)I;C02F1/78(2006.01)I
摘要
本发明公开了一种光催化氧化法污水处理装置及其污水处理方法，污水处理装置包括有水箱、臭氧注入机构、紫外线照射机构和液基机械撞击机构，臭氧注入机构包括有臭氧发生器、设置于水箱的底部且与臭氧发生器连接的臭氧曝气器，紫外线照射机构包括有与水箱顺次循环连接的进水管、管道式紫外线消毒器和出水管，液基机械撞击机构包括有驱动电机和离心叶轮，离心叶轮水平设置于水箱内的顶部且与驱动电机的驱动轴固定连接，离心叶轮底端的水平高度高于水箱的最高水位，出水管的出水端朝向离心叶轮。本发明既可以阻止臭氧导致的气泡溢出问题，提高光催化氧化的深度氧化效率，同时还提高了设备可小型化，模块化设计的可行性。
权利要求书
1.一种光催化氧化法污水处理装置，其特征在于：包括有水箱、臭氧注入机构、紫外线照射机构和液基机械撞击机构；所述的臭氧注入机构包括有臭氧曝气器和臭氧发生器，臭氧曝气器设置于水箱的底部，臭氧发生器设置于水箱的外部且与臭氧曝气器连接；所述的紫外线照射机构包括有管道式紫外线消毒器、进水管和出水管，所述的进水管的进水端与水箱的底部连通，进水管的出水端与管道式紫外线消毒器的进口连接，管道式紫外线消毒器的出口与出水管的进水端连接，出水管的出水端与水箱的顶部连通；所述的液基机械撞击机构包括有驱动电机和离心叶轮，驱动电机设置于水箱的外部且固定于水箱的顶端，离心叶轮水平设置于水箱内的顶部且与驱动电机的驱动轴固定连接，离心叶轮底端的水平高度高于水箱的最高水位，出水管的出水端朝向离心叶轮。
2.根据权利要求1所述的一种光催化氧化法污水处理装置，其特征在于：所述的水箱的顶部设置有进水口，水箱的底部设置有出水口。
3.根据权利要求1所述的一种光催化氧化法污水处理装置，其特征在于：所述的水箱的顶部设置有排气口，所述的离心叶轮位于排气口的水平下方。
4.根据权利要求1所述的一种光催化氧化法污水处理装置，其特征在于：所述的水箱的顶部设置有臭氧接头，臭氧发生器通过臭氧进气管与臭氧接头连接，臭氧接头通过臭氧出气管与臭氧曝气器连接，所述的臭氧进气管上设置有进气单向阀。
5.根据权利要求1所述的一种光催化氧化法污水处理装置，其特征在于：所述的臭氧曝气器选用臭氧曝气石。
6.根据权利要求1所述的一种光催化氧化法污水处理装置，其特征在于：所述的进水管上连接有增压泵，进水管的进水端和出水管的出水端处均连接有水阀，所述的出水管的出水端处连接有朝向离心叶轮的加压喷头。
7.根据权利要求6所述的一种光催化氧化法污水处理装置，其特征在于：所述的加压喷头为变径喷头，变径喷头进水端的管径与出水管的管径一致，变径喷头出水端的管径小于变径喷头进水端的管径，变径喷头的出水端朝向离心叶轮。
8.根据权利要求1所述的一种光催化氧化法污水处理装置，其特征在于：所述的离心叶轮是由一圈竖直设置的弧形叶片组成，出水管的出水端水平朝向离心叶轮，即出水管出水端喷射的水柱垂直喷射于离心叶轮的弧形叶片上。
9.根据权利要求1所述的一种光催化氧化法污水处理装置的污水处理方法，其特征在于：具体包括有以下步骤：(1)、将待处理的污水注入水箱内，然后启动臭氧注入机构、紫外线照射机构和液基机械撞击机构；(2)、臭氧发生机组产生的臭氧进入臭氧曝气石，经过臭氧曝气石的细化，臭氧变成了臭氧气泡，臭氧气泡一部分分散在水箱内的污水中，另一部分臭氧气泡堆积于污水的液面处，形成了气液混合泡沫层，此时，水箱内的污水进入臭氧饱和状态；(3)、臭氧饱和的污水被导入管道式紫外线消毒器中，污水在高辐射密度的紫外线照射场内进行光催化氧化反应处理，被光催化氧化后的高压液流喷射于离心叶轮的弧形叶片上；(4)、因液基机械撞击机构离心风轮的高速运动，高压液流被破坏，形成液珠群，以螺纹线路向水箱的内壁射出，形成离心激射的刀幕屏障，刀幕屏障一方面阻断了不断往上涨的气液混合泡沫层，同时将气泡中逃逸的臭氧再次通过液珠群强行溶入于因被光催化氧化反应处理而臭氧含量变少的污水中。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种光催化氧化法污水处理装置及其污水处理方法，既可以阻止臭氧导致的气泡溢出问题，提高光催化氧化的深度氧化效率，同时还提高了设备可小型化，模块化设计的可行性。
本发明的技术方案为：
一种光催化氧化法污水处理装置，包括有水箱、臭氧注入机构、紫外线照射机构和液基机械撞击机构；所述的臭氧注入机构包括有臭氧曝气器和臭氧发生器，臭氧曝气器设置于水箱的底部，臭氧发生器设置于水箱的外部且与臭氧曝气器连接；所述的紫外线照射机构包括有管道式紫外线消毒器、进水管和出水管，所述的进水管的进水端与水箱的底部连通，进水管的出水端与管道式紫外线消毒器的进口连接，管道式紫外线消毒器的出口与出水管的进水端连接，出水管的出水端与水箱的顶部连通；所述的液基机械撞击机构包括有驱动电机和离心叶轮，驱动电机设置于水箱的外部且固定于水箱的顶端，离心叶轮水平设置于水箱内的顶部且与驱动电机的驱动轴固定连接，离心叶轮底端的水平高度高于水箱的最高水位，出水管的出水端朝向离心叶轮。
所述的水箱的顶部设置有进水口，水箱的底部设置有出水口。
所述的水箱的顶部设置有排气口，所述的离心叶轮位于排气口的水平下方。
所述的水箱的顶部设置有臭氧接头，臭氧发生器通过臭氧进气管与臭氧接头连接，臭氧接头通过臭氧出气管与臭氧曝气器连接，所述的臭氧进气管上设置有进气单向阀。
所述的臭氧曝气器选用臭氧曝气石。
所述的进水管上连接有增压泵，进水管的进水端和出水管的出水端处均连接有水阀，所述的出水管的出水端处连接有朝向离心叶轮的加压喷头。
所述的加压喷头为变径喷头，变径喷头进水端的管径与出水管的管径一致，变径喷头出水端的管径小于变径喷头进水端的管径，变径喷头的出水端朝向离心叶轮。
所述的离心叶轮是由一圈竖直设置的弧形叶片组成，出水管的出水端水平朝向离心叶轮，即出水管出水端喷射的水柱垂直喷射于离心叶轮的弧形叶片上。
一种光催化氧化法污水处理方法，具体包括有以下步骤：
(1)、将待处理的污水注入水箱内，然后启动臭氧注入机构、紫外线照射机构和液基机械撞击机构；
(2)、臭氧发生机组产生的臭氧进入臭氧曝气石，经过臭氧曝气石的细化，臭氧变成了臭氧气泡，臭氧气泡一部分分散在水箱内的污水中，另一部分臭氧气泡堆积于污水的液面处，形成了气液混合泡沫层，此时，水箱内的污水进入臭氧饱和状态；
(3)、臭氧饱和的污水被导入管道式紫外线消毒器中，污水在高辐射密度的紫外线照射场内进行光催化氧化反应处理，被光催化氧化后的高压液流喷射于离心叶轮的弧形叶片上；
(4)、因液基机械撞击机构离心风轮的高速运动，高压液流被破坏，形成液珠群，以螺纹线路向水箱的内壁射出，形成离心激射的刀幕屏障，刀幕屏障一方面阻断了不断往上涨的气液混合泡沫层，同时将气泡中逃逸的臭氧再次通过液珠群强行溶入于因被光催化氧化反应处理而臭氧含量变少的污水中。
本发明的优点：
本发明液基机械撞击机构的离心叶轮在工作的时候，将激射入水箱的污水以离心激射的方式甩至水箱的内壁上，相当于在水箱内安置一把不断旋转的水刀，离心叶轮的高速旋转运动使水刀在污水水面处的气液混合泡沫层上方形成一道刀幕屏障，有效阻断因臭氧曝气器不断注入臭氧而造成的不断上升的气液混合泡沫层；本发明采用液基切削泡沫，液基切削泡沫和固体基(比如金属网，金属针刺)的消泡结构有本质上的区别，因为液基(一般是水基)的基体有溶气的效果，可以压制伴生小气泡的连锁反应，可以将呈叠加势的气液混合泡沫层转化成可控的乳化层，在成功处理和控制泡沫堆的同时，还最大程度地提高了臭氧和污水的接触面积。污水乳化层以下的污水处于臭氧饱和状态，此部分污水被输送到管道式紫外线消毒器内，于近距离范围内被高剂量的紫外线照射，紫外线催化了臭氧氧化活性物质(*OH)的形成，实现了污水杂质的分解、降解，同时也将臭氧转化成环保的氧气。
（发明人：林晨星;宋伟龙;卢育发;李凤光）
