公布日：2023.04.04
申请日：2023.02.22
分类号：C02F1/30(2023.01)I;C02F1/32(2023.01)I;C02F1/72(2023.01)I
摘要
本发明公开了一种基于微波辐照的新型光催化污水处理设备及工艺，所述设备包括反应箱体，所述反应箱体内设置有多个廊道，相邻的两个廊道之间通过隔板隔开，并通过检测口相互连通，每个廊道内均设置多个催化剂极板和紫外灯管，所述催化剂极板和紫外灯管间隔设置；在每个廊道的中心位置设置有微波发射天线，所述微波发射天线的轴线与催化剂极板垂直；本发明将微波与光催化结合，可使反应速率大大提高，具有明显的高效无污染等特点；在微波辐照作用下，可对光催化剂产生极化作用，有利于羟基自由基的产生，增强光催化剂活性，提高污染物去除率。
权利要求书
1.一种基于微波辐照的新型光催化污水处理设备，其特征在于，包括反应箱体，所述反应箱体内设置有多个廊道，相邻的两个廊道之间通过隔板隔开，并通过检测口相互连通，每个廊道内均设置多个催化剂极板和紫外灯管，所述催化剂极板和紫外灯管间隔设置；在每个廊道的中心位置设置有微波发射天线，所述微波发射天线的轴线与催化剂极板垂直。
2.如权利要求1所述的基于微波辐照的新型光催化污水处理设备，其特征在于，所述廊道设置有三个，包括第一廊道、第二廊道和第三廊道。
3.如权利要求2的基于微波辐照的新型光催化污水处理设备，其特征在于，所述第一廊道的下部设置有进水口，进水口与进水管相连。
4.如权利要求2述的基于微波辐照的新型光催化污水处理设备，其特征在于，所述第三廊道的顶部设置有温度传感器，所述温度传感器插入箱体内部，所述第三廊道的侧壁上方设置有出水口，所述出水口与出水管相连。
5.如权利要求1述的基于微波辐照的新型光催化污水处理设备，其特征在于，每个所述廊道的下部均设置有曝气入口，所述曝气入口与曝气管、曝气风机依次相连。
6.如权利要求1所述的基于微波辐照的新型光催化污水处理设备，其特征在于，所述催化剂极板和紫外灯管平行间隔设置，相邻的两个催化剂极板之间设置两个紫外灯管，两个紫外灯管之间相隔一定的距离。
7.如权利要求6所述的基于微波辐照的新型光催化污水处理设备，其特征在于，所述微波发射天线位于两个紫外灯管之间并穿过催化剂极板。
8.如权利要求1所述的基于微波辐照的新型光催化污水处理设备，其特征在于，所述微波发射天线与微波发生器相连，所述微波发生器设置在反应箱体的外部。
9.如权利要求1所述的基于微波辐照的新型光催化污水处理设备，其特征在于，所述检测口设置在隔板的上部。
10.一种基于微波辐照的新型光催化污水处理工艺，采用权利要求1-9任一项所述的工艺来实现，其特征在于，污水进入反应箱体内部，利用微波辐照与光催化的协同作用，对污水进行处理。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于微波辐照的新型光催化污水处理设备及工艺，通过将微波辐照引入光催化废水处理体系中，相较于单一光催化技术，微波效应可产生e-或h+的捕获中心，抑制光催化中e-/h+复合，有利于游离态·OH的生成，从而增大废水处理效率，提高反应速率。
本发明的技术方案如下：
在本发明的第一方面，提供了一种基于微波辐照的新型光催化污水处理设备，包括反应箱体，所述反应箱体内设置有多个廊道，相邻的两个廊道之间通过隔板隔开，并通过检测口相互连通，每个廊道内均设置多个催化剂极板和紫外灯管，所述催化剂极板和紫外灯管间隔设置；在每个廊道的中心位置设置有微波发射天线，所述微波发射天线的轴线与催化剂极板垂直。
在本发明的一些实施方式中，所述廊道设置有三个，包括第一廊道、第二廊道和第三廊道。
在本发明的一些实施方式中，所述第一廊道的下部设置有进水口，进水口与进水管相连。
在本发明的一些实施方式中，所述第三廊道的顶部设置有温度传感器，所述温度传感器插入箱体内部，所述第三廊道的侧壁上方设置有出水口，所述出水口与出水管相连。
在本发明的一些实施方式中，每个所述廊道的下部均设置有曝气入口，所述曝气入口与曝气管、曝气风机依次相连。
在本发明的一些实施方式中，所述催化剂极板和紫外灯管平行间隔设置，相邻的两个催化剂极板之间设置两个紫外灯管，两个紫外灯管之间相隔一定的距离。
在本发明的一些实施方式中，所述微波发射天线位于两个紫外灯管之间并穿过催化剂极板。
在本发明的一些实施方式中，所述微波发射天线与微波发生器相连，所述微波发生器设置在反应箱体的外部。
在本发明的一些实施方式中，所述检测口设置在隔板的上部，并呈S型排布。
在本发明的第二方面，提供了一种基于微波辐照的新型光催化污水处理工艺，污水进入反应箱体内部，利用微波辐照与光催化的协同作用，对污水进行处理。
本发明一个或多个技术方案具有以下有益效果：
(1)本发明提供的基于微波辐照的新型光催化污水处理设备，将微波与光催化结合，可使反应速率大大提高，具有明显的高效无污染等特点；在微波辐照作用下，可对光催化剂产生极化作用，有利于羟基自由基的产生，增强光催化剂活性，提高污染物去除率；另外，微波效应可产生e-或h+的捕获中心，抑制光催化中e-/h+复合，有利于游离态·OH的生成，从而增大废水处理效率；
(2)本发明将催化剂以涂层的形式固定在极板上，便于回收，可重复利用，避免了粉末状催化剂难以回收利用的缺点，且反应装置安有曝气系统，加速水流搅动，使水中悬浮物质随水流出，从而可防止颗粒物沉淀在极板上而遮蔽催化剂与紫外光的接触。
(3)本发明使用的微波辐照通过微波发射天线直接引入水中，外部有密闭防水壳体，装置简单，操作方便，无需额外建筑构筑物，可直接置于室外，占地面积小。
(4)在本发明提供的基于微波辐照的新型光催化污水处理设备中，紫外灯与微波发射天线均匀布置于各个廊道中，保证均匀辐照污水，且污水S型流经各廊道，可经微波光催化作用多级处理，提高污染物去除效率。
（发明人：宫晓梅;王玉环;梁燃燃;张林建;刘帅;朱杰高）
