申请日2013.04.12
公开(公告)日2013.08.14
IPC分类号C02F9/08
摘要
本发明涉及一种可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法，属于废水处理技术领域。现有的相关技术中，存在微波能量浪费、单罐废水处理量偏小、内部大循环强度不足、重点区域供氧集中度不够、触媒流失、降解反应终点时刻难辨明、触媒团聚物无法原位强力消散、触媒团聚无法及时觉察等等问题，本案针对上述系列问题。本案方法主要步骤包括：用金属笼制约微波辐照空域，便于反应器大幅扩容;使气泡流集中地向重点降解反应区域释放;用外置的级联的三级反冲洗式过滤器逐级拦截触媒;用发自反应器底部的超声波原位强力消散触媒团聚物，同时捎带清洁石英管;用臭氧传感器感知降解终点，并在降解终点自动断开电源;自检触媒团聚倾向。
权利要求书
1.可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法，该方法的主要步骤如下：a， 用金属材质的笼状的微波辐照空域约束器将其内部架设有无极紫外灯的石英管包裹起来，使 得石英管处于该笼状的微波辐照空域约束器的内部，该笼状的微波辐照空域约束器其整体的 结构位置是在反应器的内部，该金属材质的笼状的微波辐照空域约束器就是一个金属笼，该 金属笼自身结构中遍布着孔洞或网眼;b，将源自磁控管的波导管探入反应器的内部，并将 该波导管的探入反应器内部的那一端与所述金属笼的内腔进行联通，所述联通指的是微波通 道意义上的连接与贯通;c，在三维方向上延展、扩大反应器内部微波弱辐照空域或微波零 辐照空域的尺寸;d，将散布于反应器内腔下部区域的许多的微孔曝气头聚拢起来形成团簇 状微孔曝气头集群，并将该团簇状微孔曝气头集群悬空地架设在反应器内腔下部区域，该团 簇状微孔曝气头集群其底侧边缘与反应器内腔底面的纵向距离控制在10厘米与50厘米之 间，该团簇状微孔曝气头集群其周遭边缘与反应器内腔侧壁的横向距离控制在20厘米与300 厘米之间，并且控制该团簇状微孔曝气头使其中心或重心定位于所述石英管的正下方;e， 在反应器的外部架设增压泵，该增压泵用于增压泵送混有催化剂悬浮粒的降解反应之后的 水，并将该增压泵的进水端与反应器的内腔进行联接;f，将所述增压泵的出水端与反冲洗式 前置预过滤器的进水口进行联接，该反冲洗式前置预过滤器的滤孔孔径介于5微米与300微 米之间;g，将所述反冲洗式前置预过滤器的净水出口经由第一个净水阀与反冲洗式中空纤 维膜微滤过滤器的进水口进行联接，该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的滤孔孔径介于25 纳米与1000纳米之间;h，将所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的净水出口经由第二个净 水阀与反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水口进行联接，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤 器的滤孔孔径介于15纳米与2纳米之间;i，将所述反冲洗式前置预过滤器的污水出口经由 第一个污水阀与反应器的内腔进行联接;j，将所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的污水出 口经由第二个污水阀与反应器的内腔进行联接;k，将反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的污 水出口经由第三个污水阀与反应器的内腔进行联接;1，在反应器尾气排放口位置架设臭氧传 感器;m，将该臭氧传感器的取样管移近反应器尾气排放口或伸入反应器尾气排放口的内部; n，将该臭氧传感器其臭氧感应电讯号输出电路与臭氧含量显示器、臭氧警示器或臭氧含量 显示器与臭氧警示器的复合机构进行联接;o，将该臭氧传感器其臭氧感应电讯号输出电路 与电源控制器进行联接，该电源控制器是能够根据其所接收的所述电讯号进行电源开关动作 的电源控制器;p，将该电源控制器通过电缆与磁控管进行联接;q，将该电源控制器通过另 一条电缆与空气泵进行联接;r，塑造该反应器内腔底面使其呈现由周边向中心区域逐渐洼陷 的形貌，所述洼陷其坡度介于5度与35度之间;s，在该反应器内腔底面其洼陷最深处所对 应的那部分反应器底壁的外侧面位置或内侧面位置安装超声波换能器;t，将该超声波换能器 通过高频振荡电讯号传输电缆与高频振荡电讯号发生器进行联接;u，将pH探头透过反应器 的顶部伸入反应器内腔，并用经粉末冶金工艺制成的笔帽状的微孔不锈钢套筒对该pH探头 其伸入到反应器内腔的部分进行套装围护;v，将该pH探头与pH分析仪进行联接;w，将 该pH分析仪与警报器进行联接，该警报器是用于对pH值超限状况发出警报;x，在该笔帽 状的微孔不锈钢套筒其敞口端与反应器顶部之间的接合部位楔入氟橡胶或硅橡胶材质的缓 冲隔离垫。
2.根据权利要求1所述的可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法，其特 征在于，该金属笼是不锈钢材质的金属笼，以及，该金属笼其孔洞或网眼的口径介于0.5厘 米与3.0厘米之间。
3.根据权利要求1所述的可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法，其特 征在于，在步骤a中，控制金属笼的内壁与其内所包裹的石英管的外壁之间的距离，使该距 离介于3.0厘米与30.0厘米之间。
4.根据权利要求3所述的可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法，其特 征在于，在步骤a中，控制金属笼的内壁与其内所包裹的石英管的外壁之间的距离，使该距 离介于10.0厘米与20.0厘米之间。
5.根据权利要求1所述的可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法，其特 征在于，该波导管选定材质是不锈钢材质。
6.根据权利要求1所述的可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法，其特 征在于，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器是由数量在一个以上的反冲洗式中空纤维膜超滤 过滤器单体相互并联联接组成。
7.根据权利要求1所述的可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法，其特 征在于，该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器是由数量在一个以上的反冲洗式中空纤维膜微滤 过滤器单体相互并联联接组成。
8.根据权利要求1所述的可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法，其特 征在于，该方法还包括以下步骤：在所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其净水出口与所述 反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水口的联接管路上，串接入第二个增压泵，该第二个增 压泵用于增补水压以满足所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水压力需求。
9.根据权利要求1所述的可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法，其特 征在于，该微孔不锈钢套筒其壁厚在3毫米至30毫米之间，该微孔不锈钢套筒其微孔孔径 在0.5微米至50微米之间，该缓冲隔离垫其厚度在1毫米至8毫米之间。
说明书
可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法
技术领域
本发明涉及一种可对团聚诱因主动侦测的光催化废水降解反应器扩容方法，属于C02F 废水处理技术领域。
背景技术
微波光催化降解处理技术，作为一种有效的针对含有机污染物工业废水的无害化处理技 术，近年来颇受关注。
关于微波光催化降解技术，作为一例，可以参见公开号为CN102260003A的中国专利申 请案。
该公开号为CN102260003A的中国专利申请案，是以微波作为激发源，激发无极紫外灯 发射紫外线，于液体内部照射掺有光催化剂二氧化钛的悬浊液，该无极紫外灯被石英管所笼 罩保护着，有空气泵向该石英管内腔持续注入空气，由石英腔溢出的空气经由管道与位于反 应器底部的微孔曝气头联通，该反应器内部的下方区域为曝气区，该反应器内部的上方区域 是微波光催化反应区，该方案还以反应器内置的膜分离组件，来提析净化后的水，并以该膜 分离组件实现光催化剂二氧化钛微粒的截留再用;该方案还在无极紫外光源与膜分离组件之 间架设隔板，用于防止紫外线对有机质的膜分离组件的辐射损伤;通入反应器内部的空气， 部分直接参与依托光催化剂二氧化钛的光催化降解反应，还有一部分空气，在紫外光的直接 照射下，生成一定量的臭氧，该生成的臭氧当然也发挥着针对有机污染物的直接的氧化降解 作用。
该公开号为CN102260003A的中国专利申请案毫无疑问为微波光催化废水降解技术的 进步起到了不可忽视的推动作用，其研发人员在该领域所展开的工作令人敬佩。
基于由衷的敬佩之意，以及，共同的努力方向，我们下面要谈的是问题。
以下将要谈到的问题，共有十一个;该十一个问题是并列的十一个问题;其排序的先后 仅仅是出于论述便捷的考虑。
问题之一：
该公开号为CN102260003A的中国专利申请案，其用于拦截催化剂二氧化钛微粒的膜分 离组件是安置于反应器内腔，浸没在处理对象液体之中，并且依靠升腾的含臭氧气泡来冲刷 膜分离组件，藉此除去其表面所吸附、滞留的催化剂微粒，达成催化剂微粒的回收、再利用 目的，同时，膜分离组件也是依靠这个方式自洁并保持其分离能力，那么，基于该结构，只 能选用商业用帘式中空纤维膜组件或平板膜组件，并且，该膜分离组件是需要浸泡在有臭氧 气泡升腾的强氧化性的周遭环境中，因此，对膜分离组件的氧化耐受力必然有要求，普通材 质的有机膜分离组件不能耐受这样的使用环境，故只能选用PVDF材质的膜分离组件，这一 点已在该案公开文本第0009段文字以及权项3中清楚地表明;该种需要特殊的氧化耐受力的 滤膜其材质成本较高，其市售价格当然也高于无氧化耐受力要求的普通有机微滤膜组件;换 句话说，该案的结构方式，导致膜分离组件的材质被局限于较昂贵的PVDF材质。再有，装 置内可能的紫外光泄露，可能触及有机膜组件，这也要求装置内的有机膜组件材质能够抵抗 紫外光辐照，从这一点看，基于该装置的结构方案，有机膜分离组件的材质也只能被局限在 较昂贵的PVDF材质。
有机膜组件相较于陶制过滤组件，有其显而易见的优势;关于这一点，对于过滤技术专 业的人士来说，是公知的，在这里不展开赘述。
那么，在使用有机材质膜组件的前提之下，能否撇开这种PVDF滤膜材质局限呢?这是 一个需要解决的问题，此为问题之一。
问题之二：
鉴于所述升腾气泡的冲刷力、清洁能力比较弱，因此，与该清洁方式配合使用的膜分离 组件其孔径只能选用比较大的微滤级别的滤孔孔径，该微滤级别的滤孔孔径为0.1-0.2微米， 关于这一点，同样在该案公开文本第0009段文字以及权项3中有清楚的限定，该种滤孔孔径 限定，从该案这样的膜分离组件的选型、内置且浸泡使用方式、升腾气泡自洁方法来看，是 必然的，只能限定其滤孔孔径在微滤级别。换句话说，这种以升腾气泡冲刷的方式其冲刷力、 清洁力太弱，以至于根本无法应对更小孔径的滤膜，所以说，在该案装置中，滤膜孔径限定 在0.1微米-0.2微米之间，是没有商量余地的必然选择。
所谓0.1-0.2微米的滤孔孔径，如果换一个计量单位，对应的就是100-200纳米的滤孔孔 径;那是什么概念呢?以其下限的100纳米滤孔孔径来说，它所能拦截的催化剂微粒其尺寸 必须是在100纳米以上，而小于100纳米的催化剂微粒是无法被拦截的;换句话说，小于100 纳米的催化剂微粒将直接穿透、通过膜组件的滤孔，混入降解反应器所输出的所谓的净水之 中。
现在需要来谈谈紫外光催化降解反应所涉光催化剂的粒径以及光催化剂剂型选择。
从事光催化降解研究的专业人士都知道，以紫外光激励的光化学降解反应，其催化剂多 选用二氧化钛微粒催化剂;目前，在实验室水平上已经研发出品种繁多的基于二氧化钛光催 化特性的光降解用微粒催化剂，当然，这些不同制备方式形成的光降解用催化剂，其粒径也 是多样的;不同制备方法制成的光催化剂其粒径小至20纳米，大至100000纳米也即100微米， 都有，其中不乏性能优异的光催化剂品种;但是，由于性能长期稳定性评价、制备成本以及 市场拓展等等方面因素的制约，绝大多数的所述光催化剂其供应能力仅局限于实验室水平， 而没有能够形成大规模市售的生产水平;目前周知的能够大量购买到的市售的能够实际大量 使用的用于紫外光波段的光催化剂是著名的气相二氧化钛P25;气相二氧化钛P25其具体技 术含义，业内人士都知道，在这里不展开赘述;气相二氧化钛P25的平均粒径是21纳米;气 相二氧化钛P25性能不算最优，但是，其性能稳定，关键是可以在市场上大量购买得到，并 可以在工业规模上大量使用，因此，光催化专业实验室里也常常用P25催化剂来作为衡量各 种自制光催化剂催化性能的参照指针或对比指针，事实上，鉴于紫外光催化降解反应的特点， 分散度越高的光催化剂，越是适合该型反应的需要，也就是说，平均粒径在21纳米左右的光 催化剂其所能够提供的触媒界面面积、抗沉降能力、催化性能长期稳定性等等方面，综合而 言，是最理想的。简单地讲，目前，价廉物美，能够实际大量购买、使用的现成的市售的商 品级的紫外光波段的光催化剂，就是平均粒径为21纳米的气相二氧化钛P25催化剂;在工业 规模的应用层面，这种平均粒径为21纳米的光催化剂是事实上的首选。
上文已述及，该公开号为CN102260003A的中国专利申请案，其用于拦截光催化剂的膜 组件，是以升腾气泡的冲刷来剥离膜组件表面所吸附、沉积的催化剂微粒，然而，该种以升 腾气泡冲刷的方式其冲刷力、清洁力太弱，以至于根本无法应对更小孔径的滤膜，因此，在 该案装置中，滤膜孔径被限定在0.1微米-0.2微米之间微滤滤孔级别，换个计量单位来说，在 该案装置中，滤膜孔径被限定在100纳米-200纳米之间的微滤滤孔级别，这是没有商量余地 的必然选择;该案无可选择的100纳米-200纳米之间的微滤滤孔当然无法拦截如上所述的平 均粒径为21纳米的气相二氧化钛P25颗粒;那么，如果使用P25光催化剂，该催化剂将完全 无法拦截，并流入所谓的净水中，形成二次污染，当然也造成催化剂的严重损失和无法再用; 即便是使用其它品种的为此而特制的大粒径的二氧化钛光催化剂，其使用过程中因相互碰撞 或与器壁碰撞，必然也会产生大量小粒径碎片，其中粒径小于100纳米的碎片，同样不能被 100纳米-200纳米之间的微滤滤孔所拦截，这些小碎片也会透过其膜组件进入所谓的净水之 中，形成二次污染。
可见，该公开号为CN102260003A的中国专利申请案，其针对光催化剂微粒的拦截结构 方案以及相关膜组件的清洁方案都不理想。
因此，如何在兼收并蓄该案优点的前提之下，达成针对光催化剂微粒的精细的拦截和回 收再用，是一个很值得深思的重要课题，此为问题之二。
问题之三;
我们知道，液态水体其本身也能够吸收微波的能量，并导致被处理的液态水体其本身的 温升效应，而这种伴随废水处理过程而出现的温升效应，却不是我们所期待的情形，换句话 说，来自磁控管的微波能量没有完全被用于激发无极紫外灯，而有相当一部分本应只用于激 发无极紫外灯的微波能量被耗散于所述的温升效应，该种不受待见的温升效应造成了不必要 的微波能量浪费，鉴于上述公开号为CN102260003A的中国专利申请案所展示的装置结构方 案，其合理的途径，只能是通过减少微波光催化反应器的体积或者说减少单罐处理容量来来 达成弱化微波多余耗散的目的，关于这一点，在该CN102260003A申请案其具体实施方式中 清晰表达了关于该装置结构整体的适宜尺寸，其所表达的优选尺寸对应的就是一个外形很小 的装置，那么，如此一来，反应器内壁与微波辐射源的距离小了，与微波接触的废水量小了， 废水所吸收的微波能量相对也小了，与之相对应地，单罐的废水处理量因此也小了，更具体 地说，其实施例中所表达的装置适宜尺寸所对应的内部容积是40升，也即单罐废水处理量是 40升，即0.04立方，换句话说，其一次全套、全程操作只解决了0.04立方的工业废水，那么， 就需要进行很多次的由首至尾的全套操作的重复，其处理量的累加才具有工业规模的意义， 打个比方说，只是个大致的比方，该案其优选结构尺寸大致对应的单罐0.04立方这样的废水 处理量，需要重复1000次的由首至尾的全套、全程操作，其累加量，才能达到40立方这样一 个具有工业水平的的废水处理量，如此过度繁琐的重复操作将导致人力、物力的严重浪费， 可见，该种由CN102260003A所展示的方案其实际的废水降解处理效率可能不能尽如人意。 因此，如何在不造成更多微波能量浪费或减少微波能量浪费的前提下，增加单罐废水处理量， 减少该间歇式废水处理装置的不必要的太多的由首至尾的重复操作次数，提高其废水处理效 率，是一个有意义的值得关注的技术问题。
另一方面，据文献报道，某些体系，在微波直接辐照废水液体的情况下，光化学催化降 解效率确有提高，也就是说，在某些体系中，微波直接辐照废水液体与光化学催化降解之间， 存在一定的耦合作用。
因此，如何在兼顾所述耦合作用的前提下，提高废水降解装置的处理效率，值得探讨， 此为问题之三。
问题之四：
该种由CN102260003A所展示的方案，其反应罐内部漫布升腾的气泡，对于推动反应罐 内部液体的相对大尺度的循环运动，贡献稍显不足;当然，该不足之处，对于CN102260003A 方案如其具体实施方式中清晰表达的事实上对应的小尺寸、小容量装置来说，几乎没有什么 可观测的影响。从工业规模的应用需求来看，小尺寸的不能扩张处理量的装置当然没有多大 的吸引力;那么，作为一种可能性，倘若有某种方式能够实现处理量的大幅扩张，此情形下， 反应罐内部液体的相对大尺度的循环运动其重要性就会自然地凸显出来;设想一下这种处理 量大幅扩张的可能性，那么，如何强化反应罐内部液体的相对大尺度的循环运动，当然就是 个问题，此为问题之四。
问题之五：
对于紫外光波段的光化学催化氧化反应来说，有以下这么几个要素会影响到该种氧化反 应的效率，其一是紫外光波长、强度，其二是光催化剂的粒径、单位体积反应液中光催化剂 的使用量、光催化剂其自身的催化性能等等，其三是被氧化对象即水体中有机物的浓度、有 机物分子结构其自身所决定的氧化难易程度等等，其四是氧气气氛的充足程度，在其它条件 相同的情况下，氧气气氛的充足程度，就会成为影响光化学催化氧化降解能力的一个举足轻 重的要素。
如CN102260003A所展示的方案，其安置于反应器内腔下部的众多微孔曝气头漫布在底 部，并借由其所称的布水板，使得这种微孔曝气头漫布安排的效果变得更甚，当然，这对于 使用相对容易沉降的大颗粒的微米级的光催化剂的情形而言，的确存在其有利的一面，但是， 从另一面来看，这种微孔曝气头漫布安排的方式，氧气气氛的供给过于分散，而实际上最需 要强化供氧的区域的是光化学催化氧化的最有效区域，由于短波紫外线在液态水体中的有效 穿透深度只有20厘米左右，因此，最需要强化供氧以促进光化学催化氧化进程的有效区域实 际上就是在石英管周边约20厘米距离之内的区域，换句话说，石英管周边约20厘米距离之内 的区域是真正需要强化氧气气氛供给保障的区域，这个区域氧气气氛供给越强，氧化反应也 就进行得越快;尤其特别地，以微波激励方式来产生无极紫外发射，其特点就是可以做到大 功率、高强度，这是无极紫外灯这种灯型的强项，然而，正因为其紫外辐射的高功率、高强 度，就更需要以强大的氧气气氛供给能力进行匹配，否则的话，那个强大的紫外辐射能力就 真的是大部分被浪费了。上文已经述及，如CN102260003A所展示的方案，诸多因素限制了 它的反应器尺寸，限制了它的实际处理容量，就如其具体实施例中清楚地表明的那样，那只 能是一个单罐单次处理量只有40升左右的小反应器，在这样的小反应器、小内腔的情况下， 因为尺寸本身就很小，那么，它在光化学催化氧化有效区域供氧集中度方面的欠缺，就不会 那么明显，甚至可以忽略不计，更甚至完全可以看做是一个根本不存在的问题，面对那样的 小尺寸的小反应器，关于供氧集中度方面的欠缺问题，根本就不可能浮上脑际;但是，设想 一下，倘若能够克服所述诸多限制因素，倘若能够有办法实际构建一个大型、大处理量的反 应器，那么上述石英管周边20厘米距离之内有效区域供氧强化问题就会凸现出来，尤其对于 使用无极紫外灯作为紫外辐射源的情况，上述石英管周边20厘米距离之内有效区域供氧强化 问题更加不容藐视，因此，如何在可能的大型无极紫外光催化氧化降解反应器的构建之中， 增强所述有效区域的供氧集中度、提高废水降解设备的效能，就是个需要盯住的问题，此为 问题之五。
问题之六：
该CN102260003A方案将空气泵入内含无极紫外灯的石英管之内，达成无极紫外灯的通 风降温、冷却的目的，而那些流动经过石英管的空气，因受紫外线的照射，有一部分空气会 转变为臭氧，因此，从石英管中流出的空气当然就是含有一些臭氧的空气，该方案将该含臭 氧空气传输到位于反应器下方微孔曝气头，并从微孔曝气头释出，在这些含臭氧气泡自下而 上的升腾过程中，其中所含的臭氧会与路程之中遇到的有机分子遭遇并发生氧化还原反应， 这一氧化还原反应当然会消耗一部分臭氧，这是没有疑问的，但是，上文已经述及，如 CN102260003A所展示的方案，必然存在的无法忽视的诸多的因素限制了它的反应器尺寸， 限制了它的实际处理容量，就如其具体实施例中清楚地表明的那样，那只能是一个单罐单次 处理量只有40升左右的小反应器，在这样的小反应器、小内腔的情况下，因为总体尺寸本身 就很小，那么，其反应器内腔的纵向尺寸或者满打满算地视作盛液深度也只能是一个很小的 尺寸，这个尺寸如其具体实施方式之中所清楚地表明的，只有大约40厘米，满打满算盛液深 度也就只有40厘米，实际上盛液深度当然要小于这个数，就以40厘米的盛液深度来分析，那 么，这个40厘米的盛液深度是个什么概念呢?那就是说，含臭氧空气升腾通过废水的路径只 有短短的40厘米，这个路径太短了，含臭氧空气气泡飞快地穿越仅仅只有40厘米深的水体， 与水体接触时间太短了，气泡中所含的臭氧，只能有很小的一部分被用于氧化降解有机物， 而大部分的臭氧实际上只是简单地路过液体，从液面上逸出并经尾气排放口排空，简单地说， 这些臭氧的氧化作用潜力大部分被浪费了，并且，逸出的、被浪费的臭氧实际上会造成不必 要的空气污染;本案主要发明人曾以普通家用臭氧机经由微孔曝气头向一米深的储水池中打 入含臭氧空气，在水深深度达一米的情况下，仍然能够在水面附近明显嗅到臭氧的气味，可 见，那种40厘米深的盛液深度，显然是不足以完全利用臭氧;可见，对于无极紫外光化学催 化废水降解反应器这种类型的设备来说，臭氧利用不完全的问题也需要关注，显然，人们更 期待的是臭氧利用更完全、污染性尾气排放更少的无极紫外废水降解反应器，此为问题之六。
问题之七：
废水催化降解反应器其运作，需要消耗能量，因此，操作人员一定会希望，当废水降解 反应进行到终点时，能够不偏不倚地、不过早也不过晚地即时地停止向反应器内部继续注入 能量;停止注入能量的时刻倘若过早，则废水降解不完全;而如果早已达到反应终点，却仍 然继续地向反应器内部注入能量，那毫无疑问是在浪费宝贵的能源。作为本案技术背景的 CN102260003A方案其结构不能对废水降解反应终点时刻给出任何的即时的信息，那么，就 只能靠经验来估计废水降解反应的终点;而靠经验来估计废水降解反应的终点，那显然不能 令人满意;那么，如何针对废水降解反应终点时刻作出既不提前也无延迟的即时的信息输出， 并在恰到好处的时刻即时地关闭对反应器的能量输入，就是一个不可藐视的技术门槛，此为 问题之七。
问题之八：
接受微波光催化降解处理的所述工业废水，其中难免夹杂一些缘自机械系统磨耗过程的 金属微粒以及碳粒之类的物质，即便数量微小，其存在几乎难以避免，该公开号为 CN102260003A的中国专利申请案中的所述有机质膜分离组件装设于微波光催化反应区，其 中的装设在石英管与膜分离组件之间的用于阻隔紫外线的隔板当然阻挡不了微波，如此，微 波的实际作用区域必然覆盖该方案中所述有机质膜分离组件所装设区域，基于膜分离组件的 工作机制，如上所述的金属微粒以及碳粒之类的微粒其在膜分离组件有机质表层的积淀过程 难以避免，而此类所述金属微粒以及碳粒之类的微粒，恰恰是微波能量的良好吸收介质，吸 收了微波能量的积淀态的所述金属微粒以及碳粒之类的微粒，自然会对其紧贴的有机质膜分 离组件的表层产生基于热透蚀机制的持续的洞穿破坏，如上所述，由于该CN102260003A 申请案其装置的结构决定了只能选用聚偏氟乙烯膜材，该聚偏氟乙烯膜材耐温约140摄氏度， 比一般膜材耐温确实高不少，然而，吸收了微波能量的积淀态的所述金属微粒以及碳粒之类 的微粒其点状洞穿式的热透蚀作用十分容易突破该聚偏氟乙烯膜材的耐温温限，由于上述原 因，可想而知，该CN102260003A申请案其装置中的PVDF膜材其实际使用寿命将大大低 于所期待的理想的使用寿命，该CN102260003A申请案其装置的结构，决定了在该结构框 架下，上述点状洞穿式的热透蚀破坏问题无法回避;因此，如何绕开该点状洞穿式的热透蚀 破坏问题，亦需思量，此为问题之八。
问题之九：
该公开号为CN102260003A的中国专利申请案，其说明书公开文本正文第0008段文字 及权利要求第二项，对于其装置所能适用的催化剂粒径范围，有一个限定，该粒径范围限定 为20纳米至100微米。我们知道，在某些PH值预先调节不到位、PH值不恰当的情况下， 二氧化钛微粒容易发生团聚，进而影响其有效工作界面面积，影响其光催化效能;尤其对于 该粒径范围之中的那些相对较小粒径的区段，更是容易出现因PH值预调不到位、PH值不 恰当而导致的团聚问题;对于这种催化剂微粒团聚的情况，是必须即时地采取有效措施，进 行针对团聚体的解聚运作;然而，我们在该CN102260003A方案之中，没有看到任何的有 助于即时地化解这一问题的结构或能够即时地化解该问题的方案提示。对于如 CN102260003A方案那般因诸多因素限制而只能是小尺寸结构的反应器，尚可以人工直接提 起反应器，进行倾倒并在反应器外部检视、处理上述团聚情况，那么，倘若有可能扩张其容 量，只是打个比方说，倘若是数个立方到数十个立方的大型反应器或巨型反应器，那显然不 是手工倾倒其操作所能够对付的问题了，那么，对于这种催化剂微粒相互团聚的情况，如何 实现即时原位处置，就是一个技术问题，此为问题之九。
问题之十：
在该公开号为CN102260003A的中国专利申请案所表达的装置结构中，用于屏护无极紫 外灯的石英管，其外壁，指的是石英管的外壁，经长时间的与被处理工业废水的接触，难免 逐渐积垢，垢积的物质当然主要是不易被光催化反应所触动的无机类杂质，因该机制形成的 积垢现象，在设备长时间运行之后很容易被观察到;附着于所述石英管外壁的垢积层，虽然 只是薄薄的一层，也足以对无极紫外灯的紫外光辐射造成显著的阻挡，这将导致该微波光催 化反应处理装置的实际处理效力大幅减小;其反应器内漫布升腾的气泡因过于分散，冲刷力 量较弱，倘若仅依靠该比较分散的气泡来维持石英管表面的光洁，着实是勉为其难，换句话 说，该比较分散的气泡，其较弱的冲刷力量尚不足以完全阻挡该石英管表面的积垢进程;在 实验室尺度的使用过程中，上述积垢问题不易觉察，但是，在工业应用尺度上，该积垢问题 毫无疑问将凸显出来;因此，如何在不拆机的前提下，即时、有效地清除该石英管外壁上的 垢积层，维持该微波光催化处理装置的持续的高效率，该问题亦不可忽视，此为问题之十。
问题之十一：
此问题为上文述及的问题之九其所衍生的问题。前面谈到，在某些PH值预先调节不到 位、PH值不恰当的情况下，二氧化钛微粒容易发生团聚，进而影响其有效工作界面面积， 影响其光催化效能;尤其对于该CN102260003A方案论及的其所适用催化剂粒径范围之中 的那些相对较小粒径的区段，更是容易出现因PH值预调不到位、PH值不恰当而导致的团 聚问题;对于这种催化剂微粒团聚的情况，是必须即时地采取有效措施，进行针对团聚体的 解聚运作;基于该CN102260003A方案其架构，操作人员无法即时觉察反应器内部发生所 述团聚的情况，因而也无法作出即时的处置，由此，该受诸多因素限制而只能是小尺寸结构 的反应器其有限的效能会进一步降低;因此，在反应器的应用运作之中，特别是，比方说， 在可能的大型反应器或巨型反应器的应用运作之中，如何即时地觉知反应器内部催化剂微粒 团聚的主要诱因参数，是一个关键问题，此为问题之十一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，以CN102260003A方案为技术背景，针对上文述及的 该技术背景方案其所存在的问题之一、二、三、四、五、六、七、八、九、十、十一，并兼 顾微波辐照激励与光化学催化降解的协同、耦合作用，研发一种能够一揽子地解决该系列问 题的新方法。
本发明通过如下方案解决所述技术问题，该方案提供一种可对团聚诱因主动侦测的光催 化废水降解反应器扩容方法，该方法的主要步骤如下：a，用金属材质的笼状的微波辐照空 域约束器将其内部架设有无极紫外灯的石英管包裹起来，使得石英管处于该笼状的微波辐照 空域约束器的内部，该笼状的微波辐照空域约束器其整体的结构位置是在反应器的内部，该 金属材质的笼状的微波辐照空域约束器就是一个金属笼，该金属笼自身结构中遍布着孔洞或 网眼;b，将源自磁控管的波导管探入反应器的内部，并将该波导管的探入反应器内部的那 一端与所述金属笼的内腔进行联通，所述联通指的是微波通道意义上的连接与贯通;c，在 三维方向上延展、扩大反应器内部微波弱辐照空域或微波零辐照空域的尺寸;d，将散布于 反应器内腔下部区域的许多的微孔曝气头聚拢起来形成团簇状微孔曝气头集群，并将该团簇 状微孔曝气头集群悬空地架设在反应器内腔下部区域，该团簇状微孔曝气头集群其底侧边缘 与反应器内腔底面的纵向距离控制在10厘米与50厘米之间，该团簇状微孔曝气头集群其周 遭边缘与反应器内腔侧壁的横向距离控制在20厘米与300厘米之间，并且控制该团簇状微 孔曝气头使其中心或重心定位于所述石英管的正下方;e，在反应器的外部架设增压泵，该 增压泵用于增压泵送混有催化剂悬浮粒的降解反应之后的水，并将该增压泵的进水端与反应 器的内腔进行联接;f，将所述增压泵的出水端与反冲洗式前置预过滤器的进水口进行联接， 该反冲洗式前置预过滤器的滤孔孔径介于5微米与300微米之间;g，将所述反冲洗式前置 预过滤器的净水出口经由第一个净水阀与反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的进水口进行联 接，该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的滤孔孔径介于25纳米与1000纳米之间;h，将所 述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的净水出口经由第二个净水阀与反冲洗式中空纤维膜超 滤过滤器的进水口进行联接，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的滤孔孔径介于15纳米与2 纳米之间;i，将所述反冲洗式前置预过滤器的污水出口经由第一个污水阀与反应器的内腔 进行联接;j，将所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的污水出口经由第二个污水阀与反应 器的内腔进行联接;k，将反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的污水出口经由第三个污水阀与 反应器的内腔进行联接;1，在反应器尾气排放口位置架设臭氧传感器;m，将该臭氧传感器 的取样管移近反应器尾气排放口或伸入反应器尾气排放口的内部;n，将该臭氧传感器其臭 氧感应电讯号输出电路与臭氧含量显示器、臭氧警示器或臭氧含量显示器与臭氧警示器的复 合机构进行联接;o，将该臭氧传感器其臭氧感应电讯号输出电路与电源控制器进行联接， 该电源控制器是能够根据其所接收的所述电讯号进行电源开关动作的电源控制器;p，将该 电源控制器通过电缆与磁控管进行联接;q，将该电源控制器通过另一条电缆与空气泵进行 联接;r，塑造该反应器内腔底面使其呈现由周边向中心区域逐渐洼陷的形貌，所述洼陷其 坡度介于5度与35度之间;s，在该反应器内腔底面其洼陷最深处所对应的那部分反应器底 壁的外侧面位置或内侧面位置安装超声波换能器;t，将该超声波换能器通过高频振荡电讯 号传输电缆与高频振荡电讯号发生器进行联接;u，将pH探头透过反应器的顶部伸入反应器 内腔，并用经粉末冶金工艺制成的笔帽状的微孔不锈钢套筒对该pH探头其伸入到反应器内 腔的部分进行套装围护;v，将该pH探头与pH分析仪进行联接;w，将该pH分析仪与警报 器进行联接，该警报器是用于对pH值超限状况发出警报;x，在该笔帽状的微孔不锈钢套筒 其敞口端与反应器顶部之间的接合部位楔入氟橡胶或硅橡胶材质的缓冲隔离垫。
所涉pH探头市场有售;所述pH探头亦称pH传感器;pH探头或曰pH传感器其本身的技 术含义是公知的。
所涉pH分析仪市场有售;pH分析仪其本身的技术含义是公知的。本案pH分析仪一词泛 指任何型号的能够利用pH探头探查、捡拾、显示pH值信息，并能对外输出pH相关电讯号 的仪表，市场上销售的或简易或复杂的但都符合这一基本要求的pH相关仪表其品种繁多， 可以根据需要选用。
所涉缓冲隔离垫其厚度不限;但是，有一个优选范围，该缓冲隔离垫其厚度的优选范围 在1毫米至8毫米之间。
所涉氟橡胶及所涉硅橡胶它们本身的技术含义是公知的;所涉氟橡胶及所涉硅橡胶，市 场均有售。
所涉微孔不锈钢套筒其壁厚不限;但是，也有一个与之相关的优选范围，该微孔不锈钢 套筒其壁厚的优选范围在3毫米至30毫米之间。
所涉粉末烧结一词，其本身的技术含义对于冶金技术领域的专业人员而言，是公知的。
所涉微孔不锈钢套筒，可以向相关粉末冶金专业厂家定制。
可以将粉末烧结工艺制成的套筒状微孔不锈钢过滤器转用为本案所述的微孔不锈钢套 筒;所述粉末烧结工艺制成的套筒状微孔不锈钢过滤器市场有售。
所涉微孔不锈钢套筒其微孔的孔径不限;但是，该微孔的孔径也是有一个优选范围，该 微孔孔径的优选范围在0.5微米至50微米之间。
所述警报器是能够根据其所接收到的电讯号发出声频警示讯息或光频警示讯息的器件; 所述警报器其本身的技术含义是公知的;所述警报器市场有售。
超声波换能器一词其本身的技术含义对于超声波技术领域的专业人员而言是公知的。
高频振荡电讯号传输电缆一词其本身的技术含义对于超声波技术领域的专业人员而言 亦是公知的。
超声波换能器及高频振荡电讯号传输电缆市场均有售;所述超声波换能器及高频振荡电 讯号传输电缆等也可向超声波换能器专业厂家及电缆专业厂家定制。
高频振荡电讯号发生器一词其本身的技术含义对于超声波技术领域的专业人员而言亦 是公知的;各型高频振荡电讯号发生器均有市售;所述高频振荡电讯号发生器也可向超声波 器材专业厂家定制。
所涉臭氧传感器市场有售;也可根据需要向臭氧传感器专业厂家定制。
所涉臭氧含量显示器市场有售;也可根据需要向臭氧含量显示器专业厂家定制;臭氧传 感器厂家通常也销售配套使用的臭氧含量显示器。
所涉臭氧警示器，指的是以警示声音或警示闪光或警示声音与警示闪光相结合的两者兼 而有之的用于警示的机构;臭氧警示器市场有售;也可向臭氧警示器专业厂家定制;臭氧传 感器厂家通常也能够销售配套使用的臭氧警示器。
所涉该电源控制器是能够根据其所接收的所述电讯号进行电源开关动作的电源控制器; 能够根据其所接收的电讯号进行电源开关动作的电源控制器仅就其电路技术本身而言，是已 经成熟的、公知的技术;所述电源控制器市场有售;也可利用市售的电源控制器根据需要进 行改制;所述电源控制器也可向电源控制器专业制造商定制;电源控制器之类的电子器件其 专业制造商遍布全球。
用于制作金属笼的材质可以是任何的金属材质;但是，鉴于废水降解操作所面对的特殊 环境条件，该金属笼优选的材质是不锈钢材质;以及，该金属笼其孔洞或网眼的口径的优选 范围是介于0.5厘米与3.0厘米之间，当然，如果一定要选择此范围之外的口径值，也是本 案所允许的。
在选择使用不锈钢材质的情况下，本案该方法的步骤还可以包括金属笼的制作步骤：该 步骤以不锈钢冲孔板为原料，经模压、焊接、铆接或借助螺丝、螺帽的拼接工艺制成所述金 属笼。
在选择使用不锈钢材质的情况下，制作金属笼的步骤也可以是这样的：该步骤以不锈钢 丝为原料，经编织工艺制成所述金属笼。
金属笼的内壁与石英管外壁之间的距离是任意的，任何距离都是允许的、可实施的，然 而，优选的方案是，在步骤a中，控制金属笼的内壁与其内所包裹的石英管的外壁之间的距 离，使该距离介于3.0厘米与30.0厘米之间。
关于金属笼内壁与石英管外壁之间的距离的更进一步优选的方案是，在步骤a中，控制 金属笼的内壁与其内所包裹的石英管的外壁之间的距离，使该距离介于10.0厘米与20.0厘 米之间。
任何具有足够导电性的金属材质，都可以选用来作为波导管材质，然而，鉴于废水降解 操作的特殊环境，耐蚀性能是优先考虑的因素，故而，波导管的优选材质是不锈钢材质。
所述增压泵，是用于增压泵送液体的机械，当然，其泵送压力可以根据需要来进行任意 的选择，并且，各型增压泵市场均有售。
所述净水阀、污水阀，都是水阀，各型水阀市场均有售;关于水阀，该词其本身的技术 含义是公知的;本案采用不同的名称，只是为了方便表述、方便区分各个不同结构位置的水 阀。
所述反冲洗式前置预过滤器也称反冲洗式前置过滤器或反冲洗式预过滤器，所述反冲洗 式前置预过滤器其本身的技术含义是公知的;所述反冲洗式前置预过滤器市场有售。
所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器是适于微滤的过滤器;所述微滤一词其本身的技术 含义是公知的;所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其本身的技术含义对于膜分离技术领域 的专业人员而言，是公知的;所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器市场有售。
所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器是适于超滤的过滤器;所述超滤一词其本身的技术 含义是公知的;所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器其本身的技术含义对于膜分离技术领域 的专业人员而言，是公知的;所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器市场有售。
所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器可以是仅有一个反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器 单体的形态;当然，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器也可以是由数量在一个以上的反冲洗 式中空纤维膜超滤过滤器单体相互并联联接组成。
表达所涉并联一词，其本身所指代的技术含义是清楚的。
表达所涉单体一词，指的是其本身功能及结构完全的设备个体。
类似地，所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器可以是仅有一个反冲洗式中空纤维膜微滤 过滤器单体的形态;当然，该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器也可以是由数量在一个以上的 反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器单体相互并联联接组成。
该方法还可以包括以下步骤：在所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其净水出口与所述 反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水口的联接管路上，串接入第二个增压泵，该第二个增 压泵用于增补水压以满足所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水压力需求;该步骤不是 必需的。
本案方法还可以进一步包括一些其它步骤，所述其它步骤例如：金属笼与其内所包裹的 石英管之间相对距离的调节步骤;所述其它步骤再例如：金属笼在废水降解反应器内部的安 装位置的调节步骤;所述其它步骤更例如：通气管道的改动步骤，在安装本案所述金属笼的 情况下，与石英管两端联通的通气管道需要穿透金属笼，因此要进行通气管道改动步骤;所 述其它步骤再例如：在反应器废水输入端串接用于过滤杂质的过滤器，以免杂质颗粒进入反 应器内腔;所述其它步骤再例如：在反应器废水输入前端串接沉淀池，用于沉淀部分可沉淀 之杂质;所述其它步骤再例如：在反应器废水输入前端串接废水PH值调节池，以使得输入 反应器的废水PH值达到设备需要水平;所述其它步骤再例如：拆除那个反应器外置的用于 和内置膜分离组件联接的抽水泵，该步骤是针对背景技术方案而言的;等等。
本案所述空域一词指的是空间、界域。
本发明的优点是，对废水降解反应器内部的微波辐照空域进行强制配分，本案用金属笼 将无极紫外灯及其屏护用石英管笼罩其内，金属笼同时约束微波的作用空域，如此，在石英 管外壁与金属笼内壁之间的空域形成了一个微波激励促进与光化学催化耦合作用的废水降 解区域，而且，金属笼的多孔洞或多网眼的结构，不影响废水及反应器下部鼓泡而上的空气 自由进、出该空域;而在金属笼与反应器内壁之间的空域，废水水体对微波的单纯的致热吸 收被遏制，由此大幅弱化了微波能量的无益耗散;本案方法强制隔断废水降解反应器内部的 微波辐照空域，基于此，本案方法允许通过大幅扩张该微波零辐照空域或微波弱辐照空域的 设计体积，实现单罐反应器体积的大幅扩张;本案方法允许反应器单罐废水处理量大幅提升， 而不用再担心微波能量过多地耗散于无益的废水水体温升效应。
依托本案方法，微波光催化废水降解反应器的设计容积即单罐废水处理量可以扩张到数 个立方至数十个立方;甚至单罐数百个立方的容积，也是允许的;依托本案方法，扩张反应 器处理容量后，可以大幅度地降低全套、全程的废水降解设备操作的频度，有利于人力、物 力的节约。
本案方法在兼顾所述微波与光化学催化耦合作用的前提下，为相关废水降解反应器其设 计容量的大幅扩张提供了一个广阔空间。
另一方面，本案方法之中，所述团簇状微孔曝气头集群其所释放的高密度升腾气泡流， 在向上升腾的同时，并且裹夹、携带、引导液流，形成一种类似于喷泉形态的运动，该种运 动中，源自所述团簇状微孔曝气头集群的高密度气泡流裹夹着液体向金属笼所在区域喷涌而 上，进而比较集中地冲击金属笼内、外邻近位置，受所述高密度气泡流裹夹、携带的液流在 冲击、通过金属笼内、外邻近位置之后，由顶部区域的液层向四周扩散，经由周边区域下沉， 到达反应器内腔底部区域，再经所述团簇状微孔曝气头集群其所释放的高密度升腾气泡流的 裹夹、携带，继续其类似于喷泉形态的运动，如此循环不已;这种受引导的相对大尺度的液 体循环运动，有助于确保反应器内部液体降解反应进程的均匀化，这对于大型无极紫外光催 化降解反应器来说，是必须的。
本案方法其紫外辐射源是依托微波激励的无极紫外灯，此灯型的紫外辐射特点就是可以 做到大功率、高强度，然而紫外线在液态水体中的有效穿透深度只有20厘米左右，因此， 石英管周边约20厘米距离之内的区域是光化学催化氧化降解反应的有效区域，这个区域同 时也是微波激励促进与光化学催化氧化降解反应耦合作用的有效率的区域;这个有效区域的 部分或全部被透水、透气也透光的金属笼所包覆;本案方法以位于金属笼正下方的所述团簇 状微孔曝气头集群，来集中地释放高密度的升腾气泡流，使其如喷泉般集中地朝向所述有效 区域释放，此方法有助于提高所述有效区域的氧气气氛供给强度，有助于加速降解反应进程。
基于本案方法，反应器的容量或处理量可以大幅扩张，所述大幅扩张，是通过大幅扩张 微波零辐照区域或微波弱辐照区域的设计体积来实现的，那么，反应器的横向尺寸、纵向尺 寸当然都是能够大幅扩张，因此，反应器内部盛液深度也同样地可以大幅地加深，例如，可 以加深到一米、两米、三米、四米、五米、六米，甚至十米，等等，在盛液深度足够深的情 况下，含臭氧空气泡升腾路径足够长，含臭氧空气泡与水体接触的时间足够长，其升腾过程 中就能够与足够多的还原性物质际遇，并彻底或近乎彻底地耗尽气泡中所含的臭氧，由此， 含臭氧空气气泡中臭氧成分氧化潜力利用不完全的问题能够得到彻底解决，并且，由于长长 的升腾路径导致臭氧耗尽，反应器尾气中就不会再夹带有会造成环境污染的臭氧。
本案方法是以外置的多级过滤器，达成对催化剂微粒的从团聚体大颗粒到十数纳米的小 尺度的碰撞碎片的逐级拦截，近乎彻底地回收、回用光催化剂，近乎彻底地防范催化剂流失 而造成的二次污染;该逐级拦截方法并能够保护次级过滤器使其过滤结构通道免受大颗粒物 质的硬性阻塞;其中第一级的预过滤孔径在5微米与300微米之间，第二级的微滤其孔径在 25纳米与1000纳米之间，第三级的超滤其孔径介于15纳米与2纳米之间;这样的拦截方法， 能够充分拦截纳米级的光催化剂，它当然能够近乎彻底地拦截气相二氧化钛P25这种平均粒 径为21纳米的催化剂;前文述及，纳米级的P25之类的气相二氧化钛催化剂，是能够大量 购得的市售的催化剂，也是耐久性、稳定性、紫外光波段光催化性能已知优良的光催化剂， 当然，它也是工业级应用中事实上优先考虑选用的光催化剂;本案催化剂拦截方法与催化剂 市场供应的实际能力、实际品种相匹配、相融合。
并且，本案方法中，催化剂拦截机构是外置机构，基于该方法，其滤芯不必浸泡于反应 器内部的强氧化、强紫外辐照的液体中，因此，可以完全不必考虑对紫外辐照、强氧化条件 的耐受力，这样，在滤芯材质的选用上就没有了特种耐受力方面的限制，可以在更广大的可 选材质种类上进行选择，而完全无须再局限于比较昂贵的PVDF之类的材质。
所涉各级过滤器均有市售，市售的各级过滤器，其排污口就是反冲洗时排除污水的排放 口，本案使用这类反冲洗式装备，是用来逐级拦截催化剂微粒，原本市售相关设备的排污口， 在本案方法中被转用来作为受截留催化剂微粒的回收再用输出口或回流再用输出口。
上文已述及，基于本案方法，反应器的容量或处理量可以大幅扩张，所述大幅扩张，是 通过大幅扩张微波零辐照区域或微波弱辐照区域的设计体积来实现的，那么，从外观上看， 反应器的横向尺寸、纵向尺寸当然都是能够大幅扩张，因此，反应器内部盛液深度也同样地 可以大幅地加深，例如，可以加深到一米、两米、三米、四米、五米、六米，甚至十米，等 等，在盛液深度足够深的情况下，含臭氧空气泡升腾路径足够长，含臭氧空气泡与水体接触 的时间足够长，其升腾过程中就能够与足够多的还原性物质际遇，并彻底或近乎彻底地耗尽 气泡中所含的臭氧，由此，含臭氧空气气泡中臭氧成分氧化潜力利用不完全的问题能够得到 彻底解决，并且，由于长长的升腾路径导致臭氧耗尽，反应器尾气中就不会再夹带有会造成 环境污染的臭氧;仅仅当受处理水体中还原性物质即有机污染物被降解殆尽之时，水体中已 经再无可供臭氧氧化反应的有机污染物，那些个多余的臭氧才有可能不再消耗并透过长长的 升腾路径逸出液面;前面已经谈到，本案同时解决的若干问题之中的一个，便是强化反应器 内部液体的相对大尺度的循环，该强化了的大循环机制促成了反应器内部液体其所含有机污 染物降解反应进程的均匀一致，由此，在本案方法其对应架构所允许的数个立方至数十个立 方甚至数百个立方体积的处理容量架构下，当反应器内部液面上方有臭氧逸出之时，即表明 反应器内部的降解反应已达终点，并且是内部液体整体均匀一致地达到降解反应的终点，这 一终点判定因素是与本案方案所能提供的条件相匹配的;本案在反应器其尾气排放口位置装 设臭氧传感器，在这个结构位置检测到臭氧，便意味着反应器内部降解反应到达终点，臭氧 传感器并且与臭氧警示器或臭氧含量显示器或臭氧警示器与臭氧含量显示器的复合机构联 接，用于向操作人员提供准确的指示信息，本案并且将臭氧传感器输出的电讯号通过电缆传 送给电源控制器，该电源控制器并通过电缆分别与磁控管及空气泵联接，电源控制器根据其 所接收到的所述电讯号进行电源开关动作，当然，其运作方式是，在电源控制器接收到臭氧 传感器发送的臭氧逸出的信号之时，自动关闭通向磁控管及空气泵的电源;本案依此方法， 可及时知晓反应器内部降解反应进程的终点;并依此方法，在反应达到终点时，自动关闭磁 控管及空气泵的电源，及时停止向反应器内部注入能量，如此可避免不必要的能源浪费;并 且，本案依此方法，在降解反应到达终点之时，能够及时关闭所述磁控管及空气泵的电源， 该电源关闭动作也同步、同一瞬间终止了臭氧的发生进程，由于臭氧发生进程被及时终止， 就不会有超过需要的大量臭氧从所述尾气排放口释出，从而避免了不必要的二次污染或曰次 生污染;本案方法决定了其所对应的架构没有富余的臭氧可供排放。
依托本案方法，反应器内部的微波辐照空域受到强制隔断、限制，本案并且采用外置级 联多级反冲洗过滤器来进行针对催化剂微粒的精细拦截，该法之中，反冲洗式中空纤维微滤 膜组件及反冲洗式中空纤维超滤膜组件均被外置并远离反应器内核，微波完全不能照射到所 述膜组件，基于本案该方法，完全绕开了所述点状洞穿式的热透蚀破坏问题，该问题由此得 到良好的解决。
本案方法塑造反应器内腔底面使其由周边向中心区域逐渐洼陷，所述洼陷其坡度介于5 度与35度之间;本案方法并在所述洼陷其最深处所对应的那部分反应器底壁的外侧面位置 或内侧面位置上安装超声波换能器;上文述及，本案方法并且利于推动反应器内部液体作相 对大尺度的循环运动，该液体循环运动的方式是周边液体下沉，中间的液体上升，如此不断 地循环往复;上文述及，在某些PH值预先调节不到位、PH值不恰当的情况下，二氧化钛微 粒容易发生团聚，进而影响其有效工作界面面积，影响其光催化效能;尤其对于该粒径范围 之中的那些相对较小粒径的区段，更是容易出现因PH值预调不到位、PH值不恰当而导致的 团聚问题;对于这种催化剂微粒团聚的情况，是必须即时地采取有效措施，进行针对团聚体 的解聚运作;在催化剂微粒发生严重团聚的情形下，其中的一些比较重的大团聚体由于重力 作用，倾向于逐渐向反应器内腔底部沉降，本案方法塑造反应器内腔底面使其呈洼陷形貌， 并且，本案方法其实施能够推动反应器内部液体作所述相对大尺度的循环运动，该大循环运 动的作用连同无处不在的自然重力的作用，会将已沉降的大团聚体顺着所述洼陷形貌的底面 斜坡推扫到洼陷最深处并使它们聚集在那里，本案方法所安装的超声波换能器正是位于该洼 陷最深处的位置，该洼陷最深处的区域，既是所述大团聚体最终聚集的区域，同时也是超声 波能够最少衰减地、最近距离地、最强烈地、最有效地针对大团聚体进行解聚运作区域;本 案该方法能够允许以最小的超声能量损耗，实现最大化的超声解聚效果;本案依此方法，能 够汇聚团聚体沉降物，并在团聚体沉降物最集中的区域，实施解聚运作;基于该方法，源自 反应器底部的超声波当然同时也能够辐射到反应器内部液体中的其它区域，对那些比较小的 仍然处于悬浮状态的团聚体发挥着解聚作用;本案相关超声辐射解聚其运作，是能够根据需 要启动或关闭的运作;本案方法实现了针对催化剂微粒团聚物的即时原位处置。
光催化降解反应器中用于屏护无极紫外灯的石英管，其外壁，指的是石英管的外壁，经 长时间的与被处理工业废水的接触，难免逐渐积垢，垢积的物质当然主要是不易被光催化反 应所触动的无机类杂质，因该机制形成的积垢现象，在设备长时间运行之后很容易被观察到; 附着于所述石英管外壁的垢积层，虽然只是薄薄的一层，也足以对无极紫外灯的紫外光辐射 造成显著的阻挡，这将导致该微波光催化反应处理装置的实际处理效力大幅减小;本案方法 其步骤包括在反应器底部安装超声波换能器的步骤，该超声波换能器在不定期的针对偶发的 催化剂微粒严重团聚情形所进行的解聚运作之中，其所辐射的超声波，当然也会到达石英管 所在位置，该超声波在进行原位解聚运作的同时，也一并进行着针对石英管表面垢积物的超 声清洁除垢工作;并且，该超声波换能器远离石英管所在位置，超声辐射到达石英管位置时 已经有所衰减，因此，石英管表面所受到的超声波冲击是低强度的超声波冲击，该低强度的 超声波冲击既能温和地除垢，又能避免或大幅弱化超声空化作用其所可能造成的石英管表面 光洁度损失;基于本案方法，能够在不拆机的前提下，即时、有效地清除该石英管外壁上的 垢积层，本案方法有助于维护该光催化降解反应器的持续的高效率。
废水降解反应器内部水体的pH值，是影响触媒分散稳定性的关键因素;本案方法引入 pH探头及其关联的pH值显示仪表及相关联的警报器等，基于此，能够在pH值超出触媒分 散稳定范围的情况下，主动发出警报，基于本案该方法，相关操作人员能够即时觉知反应器 内部触媒团聚倾向，并作出即时处置。本案方法所涉微孔不锈钢套筒，是与本案原理及本案 方法相匹配的不可或缺的重要构件。
简言之，本案方法通过利用金属笼比较严密地约束微波的方法，达成了允许反应器设计 容量大幅扩张的目标;同时，其方法还强化了反应器内部液体的相对大尺度的循环运动;该 方法并以架设于金属笼正下方的所述团簇状微孔曝气头集群其所释放的高密度的气泡流，实 现针对重点降解反应区的供氧集中度的大幅提升;该方法并且达成了针对纳米级催化剂微粒 从其团聚体大颗粒到十数纳米的碰撞碎片的广泛的、精细的拦截;基于该方法，其滤芯材质 的选择面也因而得以扩大;其降解反应终点信息能够被及时知晓;其降解反应终点之时能够 自动关闭对反应器的能量输入;其降解反应终点之时，也自动地及时终止臭氧的发生进程， 避免了不必要的二次污染;该方法并能即时地原位处置偶发的催化剂微粒严重团聚情形，还 同时捎带地以经过远程传送适度弱化之后的低强度的温和的超声波清洁所述石英管表面，保 持其优良的紫外光通透性能;该方法还可主动侦测触媒团聚倾向，并在相关参数超标时发出 警报。
本案方法一揽子地解决了所述系列问题。
具体实施方式
本案方法的实施，主要步骤如下;
a，用金属材质的笼状的微波辐照空域约束器将其内部架设有无极紫外灯的石英管包裹起来， 使得石英管处于该笼状的微波辐照空域约束器的内部，该笼状的微波辐照空域约束器其整体 的结构位置是在反应器的内部，该金属材质的笼状的微波辐照空域约束器就是一个金属笼， 该金属笼自身结构中遍布着孔洞或网眼;
b，将源自磁控管的波导管探入反应器的内部，并将该波导管的探入反应器内部的那一端与 所述金属笼的内腔进行联通，所述联通指的是微波通道意义上的连接与贯通;
c，在三维方向上延展、扩大反应器内部微波弱辐照空域或微波零辐照空域的尺寸;
d，将散布于反应器内腔下部区域的许多的微孔曝气头聚拢起来形成团簇状微孔曝气头集群， 并将该团簇状微孔曝气头集群悬空地架设在反应器内腔下部区域，该团簇状微孔曝气头集群 其底侧边缘与反应器内腔底面的纵向距离控制在10厘米与50厘米之间，该团簇状微孔曝气 头集群其周遭边缘与反应器内腔侧壁的横向距离控制在20厘米与300厘米之间，并且控制 该团簇状微孔曝气头使其中心或重心定位于所述石英管的正下方;
e，在反应器的外部架设增压泵，该增压泵用于增压泵送混有催化剂悬浮粒的降解反应之后 的水，并将该增压泵的进水端与反应器的内腔进行联接;
f，将所述增压泵的出水端与反冲洗式前置预过滤器的进水口进行联接，该反冲洗式前置预过 滤器的滤孔孔径介于5微米与300微米之间;
g，将所述反冲洗式前置预过滤器的净水出口经由第一个净水阀与反冲洗式中空纤维膜微滤 过滤器的进水口进行联接，该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的滤孔孔径介于25纳米与1000 纳米之间;
h，将所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的净水出口经由第二个净水阀与反冲洗式中空纤 维膜超滤过滤器的进水口进行联接，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的滤孔孔径介于15 纳米与2纳米之间;
i，将所述反冲洗式前置预过滤器的污水出口经由第一个污水阀与反应器的内腔进行联接;
j，将所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器的污水出口经由第二个污水阀与反应器的内腔进行 联接;
k，将反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的污水出口经由第三个污水阀与反应器的内腔进行联 接;
1，在反应器尾气排放口位置架设臭氧传感器;
m，将该臭氧传感器的取样管移近反应器尾气排放口或伸入反应器尾气排放口的内部;
n，将该臭氧传感器其臭氧感应电讯号输出电路与臭氧含量显示器、臭氧警示器或臭氧含量 显示器与臭氧警示器的复合机构进行联接;
o，将该臭氧传感器其臭氧感应电讯号输出电路与电源控制器进行联接，该电源控制器是能 够根据其所接收的所述电讯号进行电源开关动作的电源控制器;
p，将该电源控制器通过电缆与磁控管进行联接;
q，将该电源控制器通过另一条电缆与空气泵进行联接;
r，塑造该反应器内腔底面使其呈现由周边向中心区域逐渐洼陷的形貌，所述洼陷其坡度介于 5度与35度之间;
s，在该反应器内腔底面其洼陷最深处所对应的那部分反应器底壁的外侧面位置或内侧面位置 安装超声波换能器;
t，将该超声波换能器通过高频振荡电讯号传输电缆与高频振荡电讯号发生器进行联接;
u，将pH探头透过反应器的顶部伸入反应器内腔，并用经粉末冶金工艺制成的笔帽状的微孔 不锈钢套筒对该pH探头其伸入到反应器内腔的部分进行套装围护;
v，将该pH探头与pH分析仪进行联接;
w，将该pH分析仪与警报器进行联接，该警报器是用于对pH值超限状况发出警报;
x，在该笔帽状的微孔不锈钢套筒其敞口端与反应器顶部之间的接合部位楔入氟橡胶或硅橡 胶材质的缓冲隔离垫。
所涉pH探头市场有售;所述pH探头亦称pH传感器;pH探头或曰pH传感器其本身的技 术含义是公知的。
所涉pH分析仪市场有售;pH分析仪其本身的技术含义是公知的。本案pH分析仪一词泛 指任何型号的能够利用pH探头探查、捡拾、显示pH值信息，并能对外输出pH相关电讯号 的仪表，市场上销售的或简易或复杂的但都符合这一基本要求的pH相关仪表其品种繁多， 可以根据需要选用。
所涉缓冲隔离垫其厚度不限;但是，有一个优选范围，该缓冲隔离垫其厚度的优选范围 在1毫米至8毫米之间。
所涉氟橡胶及所涉硅橡胶它们本身的技术含义是公知的;所涉氟橡胶及所涉硅橡胶，市 场均有售。
所涉微孔不锈钢套筒其壁厚不限;但是，也有一个与之相关的优选范围，该微孔不锈钢 套筒其壁厚的优选范围在3毫米至30毫米之间。
所涉粉末烧结一词，其本身的技术含义对于冶金技术领域的专业人员而言，是公知的。
所涉微孔不锈钢套筒，可以向相关粉末冶金专业厂家定制。
可以将粉末烧结工艺制成的套筒状微孔不锈钢过滤器转用为本案所述的微孔不锈钢套 筒;所述粉末烧结工艺制成的套筒状微孔不锈钢过滤器市场有售。
所涉微孔不锈钢套筒其微孔的孔径不限;但是，该微孔的孔径也是有一个优选范围，该 微孔孔径的优选范围在0.5微米至50微米之间。
所述警报器是能够根据其所接收到的电讯号发出声频警示讯息或光频警示讯息的器件; 所述警报器其本身的技术含义是公知的;所述警报器市场有售。
所述洼陷其坡度实施值是介于5度与35度之间，该坡度范围之内的任意选定值都是本 案允许的可以使用的实施值;该洼陷其坡度实施值例如可以是5度、8度、10度、15度、20 度、25度、30度、35度，等等。
超声波换能器一词其本身的技术含义对于超声波技术领域的专业人员而言是公知的。
高频振荡电讯号传输电缆一词其本身的技术含义对于超声波技术领域的专业人员而言 亦是公知的。
超声波换能器及高频振荡电讯号传输电缆市场均有售;所述超声波换能器及高频振荡电 讯号传输电缆等也可向超声波换能器专业厂家及电缆专业厂家定制。
高频振荡电讯号发生器一词其本身的技术含义对于超声波技术领域的专业人员而言亦 是公知的;各型高频振荡电讯号发生器均有市售;所述高频振荡电讯号发生器也可向超声波 器材专业厂家定制。
实施所涉臭氧传感器市场有售;也可根据需要向臭氧传感器专业厂家定制。
实施所涉臭氧含量显示器市场有售;也可根据需要向臭氧含量显示器专业厂家定制;臭 氧传感器厂家通常也销售配套使用的臭氧含量显示器。
实施所涉臭氧警示器，指的是以警示声音或警示闪光或警示声音与警示闪光相结合的两 者兼而有之的用于警示的机构;臭氧警示器市场有售;也可向臭氧警示器专业厂家定制;臭 氧传感器厂家通常也能够销售配套使用的臭氧警示器。
实施所涉该电源控制器是能够根据其所接收的所述电讯号进行电源开关动作的电源控 制器;能够根据其所接收的电讯号进行电源开关动作的电源控制器仅就其电路技术本身而 言，是已经成熟的、公知的技术;所述电源控制器市场有售;也可利用市售的电源控制器根 据需要进行改制;所述电源控制器也可向电源控制器专业制造商定制;电源控制器之类的电 子器件其专业制造商遍布全球。
本案该方法是以CN102260003A方案为技术背景来展开描述的;本案方法其系列步骤 所形成的最终结果则与该CN102260003A方案无关。
该金属笼优选的材质是不锈钢材质。
该金属笼其孔洞或网眼的口径的优选实施范围是介于0.5厘米与3.0厘米之间，该优选 范围之内的任意选定值都是优选的、可用的实施值，当然，如果一定要选择此范围之外的口 径值进行实施，也是本案所允许的;虽然如此，不建议使用3.0厘米以上的口径。
在选择使用不锈钢材质的情况下，本案该方法其实施步骤还可以包括金属笼的制作步 骤：该步骤以不锈钢冲孔板为原料，经模压、焊接、铆接或借助螺丝、螺帽的拼接工艺制成 所述金属笼。
在选择使用不锈钢材质的情况下，制作金属笼的实施步骤也可以是这样的：该步骤以不 锈钢丝为原料，经编织工艺制成所述金属笼。
在步骤a中，金属笼的内壁与其内所包裹的石英管的外壁之间的距离其优选实施值介于 3.0厘米与30.0厘米之间;该范围之内的任何距离值都是可以允许的所述优选的实施值。
关于金属笼内壁与石英管外壁之间的距离的更进一步优选的实施方案是，在步骤a中， 控制金属笼的内壁与其内所包裹的石英管的外壁之间的距离，使该距离介于10.0厘米与20.0 厘米之间;该范围之内的任何距离值都是可以允许的所述更进一步优选的实施值。
此外，波导管的优选实施材质是不锈钢材质。
实施所涉增压泵，是用于增压泵送液体的机械，当然，其泵送压力可以根据需要来进行 任意的选择，并且，各型增压泵市场均有售。
实施所涉净水阀、污水阀，都是水阀，各型水阀市场均有售;关于水阀，该词其本身的 技术含义是公知的;本案采用不同的名称，只是为了方便表述、方便区分各个不同结构位置 的水阀。
实施所涉反冲洗式前置预过滤器也称反冲洗式前置过滤器或反冲洗式预过滤器，所述反 冲洗式前置预过滤器其本身的技术含义是公知的;所述反冲洗式前置预过滤器市场有售。
实施所涉反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器是适于微滤的过滤器;所述微滤一词其本身的 技术含义是公知的;所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其本身的技术含义对于膜分离技术 领域的专业人员而言，是公知的;所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器市场有售。
实施所涉反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器是适于超滤的过滤器;所述超滤一词其本身的 技术含义是公知的;所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器其本身的技术含义对于膜分离技术 领域的专业人员而言，是公知的;所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器市场有售。
实施所涉反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器可以是仅有一个反冲洗式中空纤维膜超滤过 滤器单体的形态;当然，该反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器也可以是由数量在一个以上的反 冲洗式中空纤维膜超滤过滤器单体相互并联联接组成。
以上表达所涉并联一词，其本身所指代的技术含义是清楚的。
以上表达所涉单体一词，指的是其本身功能及结构完全的设备个体。
类似地，所述所涉反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器可以是仅有一个反冲洗式中空纤维膜 微滤过滤器单体的形态;当然，该反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器也可以是由数量在一个以 上的反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器单体相互并联联接组成。
该方法其实施还可以包括以下步骤：在所述反冲洗式中空纤维膜微滤过滤器其净水出口 与所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水口的联接管路上，串接入第二个增压泵，该第 二个增压泵用于增补水压以满足所述反冲洗式中空纤维膜超滤过滤器的进水压力需求;该步 骤不是必需的。
本案方法其实施还可以进一步包括一些其它步骤，所述其它步骤例如：金属笼与其内所 包裹的石英管之间相对距离的调节步骤;所述其它步骤再例如：金属笼在废水降解反应器内 部的安装位置的调节步骤;所述其它步骤更例如：通气管道的改动步骤，在安装本案所述金 属笼的情况下，与石英管两端联通的通气管道需要穿透金属笼，因此要进行通气管道改动步 骤;所述其它步骤再例如：在反应器废水输入端串接用于过滤杂质的过滤器，以免杂质颗粒 进入反应器内腔;所述其它步骤再例如：在反应器废水输入前端串接沉淀池，用于沉淀部分 可沉淀之杂质;所述其它步骤再例如：在反应器废水输入前端串接废水PH值调节池，以使 得输入反应器的废水PH值达到设备需要水平;等等。
从本案视角来看，作为本案背景技术的CN102260003A方案，该案结构中涉及的其所 称谓的布水板、波纹隔板、内置的膜分离组件以及外置的与膜分离组件关联的抽水泵等构件， 都是多余的构件，都需要予以卸除;当然，其反应器的壳体也需要予以破拆，并按照本案意 图重新构建;换句话说，如果以该CN102260003A方案为起点进行构建的话，则本案方法 还可以包括针对所述多余的构件的卸除步骤，以及，对其反应器壳体进行破拆的步骤，以及， 依本案意图进行反应器壳体重新构建的细节步骤。
法律状态详细>>
20130814公开20140716实质审查的生效20151125授权引证详细>>
CN101376549A
CN101376549A
CN102260003A
CN102260003A
CN102826698A
同族详细>>
CN103241881A