申请日2013.08.21
公开(公告)日2015.08.05
IPC分类号C02F1/32; C02F1/52; C02F1/48
摘要
本发明公开了一种磁助光催化污水处理装置，包括电动机、反应器、磁线圈、旋转装置、高梯度磁分离器和磁絮凝剂回流泵，在反应器内部设置有旋转装置和紫外灯组，旋转装置上设置有磁铁条组和刮泥板。污水从反应器进水管进入，磁性光催化剂在紫外光照射下，通过磁铁条的搅拌和磁场作用与污水反应，达到处理污水的效果。本发明使污水中的污染物通过磁场、光催化、絮凝等作用得到有效地去除;磁性光催化剂还能回收，有广阔地市场应用前景;本发明的污水处理装置具有结构紧凑、占地面积少、运行成本低、处理效果好等特点。
权利要求书
1.一种磁助光催化污水处理装置，其特征在于包括：电动机、反应器、磁线圈、旋转装置、高梯度磁分离器和磁絮凝剂回流泵;
其中所述电动机设置于反应器顶端中央;
所述反应器的底部为锥形，在反应器内部设置有旋转装置和紫外灯组，旋转装置上设置有磁铁条组和刮泥板，刮泥板位于反应器的底部;紫外灯组固定在反应器内;反应器外的电动机与旋转装置连接，可带动磁铁条组和刮泥板旋转;在反应器的上部设置有进水管和出水管，在反应器的底部两侧设置有排泥管与反应器外部的高梯度磁分离器相连;
所述磁线圈位于反应器的底部外侧;
所述磁絮凝剂回流泵连接高梯度磁分离器，并通过输药管连接伸入反应器顶部中央的分布器;
所述紫外灯组包括超过一根的紫外灯管;所述磁铁条组包括超过一根的磁铁条;所述紫外灯管和磁铁条交错均匀排列。
2.根据权利要求1所述的磁助光催化污水处理装置，其特征在于：所述反应器在出水管的内侧设置有挡板。
3.根据权利要求2所述的磁助光催化污水处理装置，其特征在于：在所述出水管一侧的挡板底部设置排空管。
4.根据权利要求3所述的磁助光催化污水处理装置，其特征在于：所述高梯度磁分离器连接有排泥口。
5.根据权利要求4所述的磁助光催化污水处理装置，其特征在于：在所述排空管、排泥管、排泥口和输药管设置有控制阀。
说明书
一种磁助光催化污水处理装置
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种磁助光催化污水的处理装置。
背景技术
近年来随着科学技术的发展和跨学科的综合利用，通过光催化氧化技术降解水中的污染物(尤其是高浓度和低浓度的污染物)已成为一项新型的水处理技术。它可以单独使用也可以与其它水处理技术联合使用，其降解过程中能耗低、易于操作、无二次污染且成本低，它是一项极具发展前景的技术。光催化反应器作为光催化反应的主体设备决定了催化剂活性的发挥和对光的利用问题也将直接影响光催化反应的效率。光催化反应器的设计和研制是光催化技术走向实用化的关键步骤。一个成功的光催化反应器必然体现了催化剂活性和光源利用的最优化组合。如何提高对光源的利用率及使催化剂活性得到最大发挥已成为反应器研制和开发的中心也是光催化研究的重点之一。优质饮用水及其处理设备市场广阔,这为新技术的发展提供了巨大空间。 我国研究人员根据各自不同的设计思想研制了众多的光催化反应器。
在污水处理净化等工艺中，可以利用磁场对水，其他溶剂以及溶解氧的作用直接降解有机物。磁效应可以促进氧气在水中溶解，并可能在水中产生活性氧。这些活性氧集团具有较强的氧化性能，可以氧化水中的有机物，从而降低水体中的有机物的含量。而且，转动的磁铁条产生的磁场能够起一定的搅拌作用，有机物颗粒能附着在磁絮凝剂上，从而使吸附在磁粉上的污染物质发生磁聚絮凝并加速沉降。有机物所处的媒介—水溶剂在外界磁场作用下，理性性质会发生一定变化，在液相化学反应过程中，通过溶剂的静电作用、笼效应等对化学反应过程产生影响，使有机物氧化降解的速率短时间迅速提高。尤其在光催化降解有机物的反应中，由于光催化降解反应时间较长，反应速率较慢，使得降解效率较低。磁场能够大幅度提高光催化降解污水的反应速率，促进有机物的进一步降解。另外磁场的加入不但能够取得良好的处理效果，并且在处理过程中减少了新的杂质及某些有害物质的引入。
公开的专利磁絮凝反应器(CN 101423272A)以及短时絮凝-高速沉降污水处理装置(CN 102126774A)，这类反应器只是单独具有絮凝沉降功能，而不具有光催化降解有机物的功能。公开的专利光磁处理污水装置及方法(CN 101618918A),此装置对紫外光的利用率低，而且占地面积大，结构复杂。在公开的专利一种光磁污水处理装置(CN 102942283A),此装置中的磁场分布不均，容易使磁性光催化剂在污水中不能均匀分布，所以此装置有对紫外光利用率低、絮凝效果差、催化剂的消耗量大等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于针对现有污水光催化处理装置的不足，提供一种结构紧凑、占地面积小、污水处理效果好、投资省、运行成本低的污水处理装置。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种磁助光催化污水处理装置，包括：电动机、反应器、磁线圈、旋转装置、高梯度磁分离器和磁絮凝剂回流泵;其中所述电动机设置于反应器顶端中央;所述反应器的底部为锥形，在反应器内部设置有旋转装置和紫外灯组，旋转装置上设置有磁铁条组和刮泥板，刮泥板位于反应器的底部;紫外灯组固定在反应器内;反应器外的电动机与旋转装置连接，可带动磁铁条组和刮泥板旋转;在反应器的上部设置有进水管和出水管，在反应器的底部两侧设置有排泥管与反应器外部的高梯度磁分离器相连;所述磁线圈位于反应器的底部外侧;所述磁絮凝剂回流泵连接高梯度磁分离器，并通过输药管连接伸入反应器顶部中央的分布器。
所述紫外灯组包括超过一根的紫外灯管;所述磁铁条组包括超过一根的磁铁条;所述紫外灯管和磁铁条交错均匀排列。
所述反应器在出水管的内侧设置有挡板。
在所述出水管一侧的挡板底部设置排空管。
所述高梯度磁分离器连接有排泥口。
在所述排空管、排泥管、排泥口和输药管设置有控制阀。
所述电动机转速为30～60rpm。
一方面通过旋转磁场增加提升污水颗粒污染物在磁场中的絮凝沉降效果;另一方面，磁场的加入可以强化光催化反应效果，提升污染物去除效果，同时可大幅缩短沉降时间，降低反应装置的水力停留时间，减少设备投资;第三，磁分离装置可以实现磁性光催化剂的回收，降低装置的运行成本。
本污水处理装置在进行工作时，污水通过进水管进入反应器，同时磁性光催化剂通过分布器加入反应器，旋转装置上的磁铁条在转速30～60rpm的转速下对加入磁性光催化剂的污水进行均匀搅拌，污水中的污染物质在反应器中的紫外灯管的照射下及磁铁旋转产生的均匀磁场的共同作用下，发生光催化反应和磁反应，使污水中的污染物质得以去除。同时磁性光催化剂还可以对污水中的悬浮固体物质进行絮凝反应。反应10～30min后，关闭旋转装置和紫外灯光，开启磁线圈，污水中的磁性光催化剂携裹污染物质形成污泥快速下沉，5～10min后打开排泥管上的阀门及开启高梯度磁分离器，排出的污泥中磁性光催化剂被高梯度磁分离器回收，通过磁絮凝剂回流泵可回收用于反应过程。
本发明的有益效果是：污水中的污染物通过磁场，光催化，絮凝等作用得到有效地去除。磁性光催化剂还能回收，有广阔地市场应用前景。该污水处理装置具有结构紧凑、占地面积少、运行成本低、处理效果好等特点。