專利名稱：光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，屬于C02F廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微波光催化降解處理技術(shù)，作為一種有效的針對(duì)含有機(jī)污染物工業(yè)廢水的無(wú)害化處理技術(shù)，近年來(lái)頗受關(guān)注。
關(guān)于微波光催化降解技術(shù)，作為一例，可以參見(jiàn)公開(kāi)號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案。
該公開(kāi)號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案，是以微波作為激發(fā)源，激發(fā)無(wú)極紫外燈發(fā)射紫外線，于液體內(nèi)部照射摻有光催化劑二氧化鈦的懸濁液，該無(wú)極紫外燈被石英管所籠罩保護(hù)著，有空氣泵向該石英管內(nèi)腔持續(xù)注入空氣，由石英腔溢出的空氣經(jīng)由管道與位于反應(yīng)器底部的微孔曝氣頭聯(lián)通，該反應(yīng)器內(nèi)部的下方區(qū)域?yàn)槠貧鈪^(qū)，該反應(yīng)器內(nèi)部的上方區(qū)域是微波光催化反應(yīng)區(qū)，該方案還以反應(yīng)器內(nèi)置的膜分離組件，來(lái)提析凈化后的水，并以該膜分離組件實(shí)現(xiàn)光催化劑二氧化鈦微粒的截留再用；該方案還在無(wú)極紫外光源與膜分離組件之間架設(shè)隔板，用于防止紫外線對(duì)有機(jī)質(zhì)的膜分離組件的輻射損傷；通入反應(yīng)器內(nèi)部的空氣，部分直接參與依托光催化劑二氧化鈦的光催化降解反應(yīng)，還有一部分空氣，在紫外光的直接照射下，生成一定量的臭氧，該生成的臭氧當(dāng)然也發(fā)揮著針對(duì)有機(jī)污染物的直接的氧化降解作用。
該公開(kāi)號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案毫無(wú)疑問(wèn)為微波光催化廢水降解技術(shù)的進(jìn)步起到了不可忽視的推動(dòng)作用，其研發(fā)人員在該領(lǐng)域所展開(kāi)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，我們下面要談的是問(wèn)題。
問(wèn)題之一:
該公開(kāi)號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案，其用于攔截催化劑二氧化鈦微粒的膜分離組件是安置于反應(yīng)器內(nèi)腔，浸沒(méi)在處理對(duì)象液體之中，并且依靠升騰的含臭氧氣泡來(lái)沖刷膜分離組件，藉此除去其表面所吸附、滯留的催化劑微粒，達(dá)成催化劑微粒的回收、再利用目的，同時(shí)，膜分離組件也是依靠這個(gè)方式自潔并保持其分離能力，那么，基于該結(jié)構(gòu)，只能選用商業(yè)用簾式中空纖維膜組件或平板膜組件，并且，該膜分離組件是需要浸泡在有臭氧氣泡升騰的強(qiáng)氧化性的周遭環(huán)境中，因此，對(duì)膜分離組件的氧化耐受力必然有要求，普通材質(zhì)的有機(jī)膜分離 組件不能耐受這樣的使用環(huán)境，故只能選用PVDF材質(zhì)的膜分離組件，這一點(diǎn)已在該案公開(kāi)文本第0009段文字以及權(quán)項(xiàng)3中清楚地表明；該種需要特殊的氧化耐受力的濾膜其材質(zhì)成本較高，其市售價(jià)格當(dāng)然也高于無(wú)氧化耐受力要求的普通有機(jī)微濾膜組件；換句話說(shuō)，該案的結(jié)構(gòu)方式，導(dǎo)致膜分離組件的材質(zhì)被局限于較昂貴的PVDF材質(zhì)。再有，裝置內(nèi)可能的紫外光泄露，可能觸及有機(jī)膜組件，這也要求裝置內(nèi)的有機(jī)膜組件材質(zhì)能夠抵抗紫外光輻照，從這一點(diǎn)看，基于該裝置的結(jié)構(gòu)方案，有機(jī)膜分離組件的材質(zhì)也只能被局限在較昂貴的PVDF材質(zhì)。
有機(jī)膜組件相較于陶制過(guò)濾組件，有其顯而易見(jiàn)的優(yōu)勢(shì)；關(guān)于這一點(diǎn)，對(duì)于過(guò)濾技術(shù)專業(yè)的人士來(lái)說(shuō)，是公知的，在這里不展開(kāi)贅述。那么，在使用有機(jī)材質(zhì)膜組件的前提之下，能否撇開(kāi)這種PVDF濾膜材質(zhì)局限呢？這是一個(gè)需要解決的問(wèn)題，此為問(wèn)題之一。問(wèn)題之二:鑒于所述升騰氣泡的沖刷力、清潔能力比較弱，因此，與該清潔方式配合使用的膜分離組件其孔徑只能選用比較大的微濾級(jí)別的濾孔孔徑，該微濾級(jí)別的濾孔孔徑為0.1-0.2微米，關(guān)于這一點(diǎn)，同樣在該案公開(kāi)文本第0009段文字以及權(quán)項(xiàng)3中有清楚的限定，該種濾孔孔徑限定，從該案這樣的膜分離組件的選型、內(nèi)置且浸泡使用方式、升騰氣泡自潔方法來(lái)看，是必然的，只能限定其濾孔孔徑在微濾級(jí)別。換句話說(shuō)，這種以升騰氣泡沖刷的方式其沖刷力、清潔力太弱，以至于根本無(wú)法應(yīng)對(duì)更小孔徑的濾膜，所以說(shuō)，在該案裝置中，濾膜孔徑限定在0.1微米-0.2微米之間，是沒(méi)有商量余地的必然選擇。所謂0.1-0.2微米的濾孔孔徑，如果換一個(gè)計(jì)量單位，對(duì)應(yīng)的就是100-200納米的濾孔孔徑；那是什么概念呢？以其下限的100納米濾孔孔徑來(lái)說(shuō)，它所能攔截的催化劑微粒其尺寸必須是在100納米以上，而小于100納米的催化劑微粒是無(wú)法被攔截的；換句話說(shuō)，小于100納米的催化劑微粒將直接穿透、通過(guò)膜組件的濾孔，混入降解反應(yīng)器所輸出的所謂的凈水之中?，F(xiàn)在需要來(lái)談?wù)勛贤夤獯呋到夥磻?yīng)所涉光催化劑的粒徑以及光催化劑劑型選擇。從事光催化降解研究的專業(yè)人士都知道，以紫外光激勵(lì)的光化學(xué)降解反應(yīng)，其催化劑多選用二氧化鈦微粒催化劑；目前，在實(shí)驗(yàn)室水平上已經(jīng)研發(fā)出品種繁多的基于二氧化鈦光催化特性的光降解用微 粒催化劑，當(dāng)然，這些不同制備方式形成的光降解用催化劑，其粒徑也是多樣的；不同制備方法制成的光催化劑其粒徑小至20納米，大至100000納米也即100微米，都有，其中不乏性能優(yōu)異的光催化劑品種；但是，由于性能長(zhǎng)期穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、制備成本以及市場(chǎng)拓展等等方面因素的制約，絕大多數(shù)的所述光催化劑其供應(yīng)能力僅局限于實(shí)驗(yàn)室水平，而沒(méi)有能夠形成大規(guī)模市售的生產(chǎn)水平；目前周知的能夠大量購(gòu)買(mǎi)到的市售的能夠?qū)嶋H大量使用的用于紫外光波段的光催化劑是著名的氣相二氧化鈦P25 ;氣相二氧化鈦P25其具體技術(shù)含義，業(yè)內(nèi)人士都知道，在這里不展開(kāi)贅述；氣相二氧化鈦P25的平均粒徑是21納米；氣相二氧化鈦P25性能不算最優(yōu)，但是，其性能穩(wěn)定，關(guān)鍵是可以在市場(chǎng)上大量購(gòu)買(mǎi)得到，并可以在工業(yè)規(guī)模上大量使用，因此，光催化專業(yè)實(shí)驗(yàn)室里也常常用P25催化劑來(lái)作為衡量各種自制光催化劑催化性能的參照指針或?qū)Ρ戎羔槪聦?shí)上，鑒于紫外光催化降解反應(yīng)的特點(diǎn)，分散度越高的光催化劑，越是適合該型反應(yīng)的需要，也就是說(shuō)，平均粒徑在21納米左右的光催化劑其所能夠提供的觸媒界面面積、抗沉降能力、催化性能長(zhǎng)期穩(wěn)定性等等方面，綜合而言，是最理想的。簡(jiǎn)單地講，目前，價(jià)廉物美，能夠?qū)嶋H大量購(gòu)買(mǎi)、使用的現(xiàn)成的市售的商品級(jí)的紫外光波段的光催化劑，就是平均粒徑為21納米的氣相二氧化鈦P25催化劑；在工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用層面，這種平均粒徑為21納米的光催化劑是事實(shí)上的首選。上文已述及，該公開(kāi)號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案，其用于攔截光催化劑的膜組件，是以升騰氣泡的沖刷來(lái)剝離膜組件表面所吸附、沉積的催化劑微粒，然而，該種以升騰氣泡沖刷的方式其沖刷力、清潔力太弱，以至于根本無(wú)法應(yīng)對(duì)更小孔徑的濾膜，因此，在該案裝置中，濾膜孔徑被限定在0.1微米-0.2微米之間微濾濾孔級(jí)別，換個(gè)計(jì)量單位來(lái)說(shuō)，在該案裝置中，濾膜孔徑被限定在100納米-200納米之間的微濾濾孔級(jí)別，這是沒(méi)有商量余地的必然選擇；該案無(wú)可選擇的100納米-200納米之間的微濾濾孔當(dāng)然無(wú)法攔截如上所述的平均粒徑為21納米的氣相二氧化鈦P25顆粒；那么，如果使用P25光催化劑，該催化劑將完全無(wú)法攔截，并流入所謂的凈水中，形成二次污染，當(dāng)然也造成催化劑的嚴(yán)重?fù)p失和無(wú)法再用；即便是使用其它品種的為此而特制的大粒徑的二氧化鈦光催化劑，其使用過(guò)程中因相互碰撞或與器壁碰撞，必然也會(huì)產(chǎn)生大量小粒徑碎片，其中粒徑小于100納米的碎片，同樣不能被100納米-200納米之間的微濾濾孔所攔截，這些小碎片也會(huì)透過(guò)其膜組件進(jìn)入所謂的凈水之中，形成二次污染。
可見(jiàn)，該公開(kāi)號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案，其針對(duì)光催化劑微粒的攔截結(jié)構(gòu)方案以及相關(guān)膜組件的清潔方案都不理想。
因此，如何在兼收并蓄該案優(yōu)點(diǎn)的前提之下，達(dá)成針對(duì)光催化劑微粒的精細(xì)的攔截和回收再用，是一個(gè)很值得深思的重要課題，此為問(wèn)題之二。
問(wèn)題之三:
我們知道，液態(tài)水體其本身也能夠吸收微波的能量，并導(dǎo)致被處理的液態(tài)水體其本身的溫升效應(yīng)，而這種伴隨廢水處理過(guò)程而出現(xiàn)的溫升效應(yīng)，卻不是我們所期待的情形，換句話說(shuō)，來(lái)自磁控管的微波能量沒(méi)有完全被用于激發(fā)無(wú)極紫外燈，而有相當(dāng)一部分本應(yīng)只用于激發(fā)無(wú)極紫外燈的微波能量被耗散于所述的溫升效應(yīng)，該種不受待見(jiàn)的溫升效應(yīng)造成了不必要的微波能量浪費(fèi)，鑒于上述公開(kāi)號(hào)為CN102260003A的中國(guó)專利申請(qǐng)案所展示的裝置結(jié)構(gòu)方案，其合理的途徑，只能是通過(guò)減少微波光催化反應(yīng)器的體積或者說(shuō)減少單罐處理容量來(lái)來(lái)達(dá)成弱化微波多余耗散的目的，關(guān)于這一點(diǎn)，在該CN102260003A申請(qǐng)案其具體實(shí)施方式
中清晰表達(dá)了關(guān)于該裝置結(jié)構(gòu)整體的適宜尺寸，其所表達(dá)的優(yōu)選尺寸對(duì)應(yīng)的就是一個(gè)外形很小的裝置，那么，如此一來(lái)，反應(yīng)器內(nèi)壁與微波輻射源的距離小了，與微波接觸的廢水量小了，廢水所吸收的微波能量相對(duì)也小了，與之相對(duì)應(yīng)地，單罐的廢水處理量因此也小了，更具體地說(shuō)，其實(shí)施例中所表達(dá)的裝置適宜尺寸所對(duì)應(yīng)的內(nèi)部容積是40升，也即單罐廢水處理量是40升，即0.04立方，換句話說(shuō)，其一次全套、全程操作只解決了 0.04立方的工業(yè)廢水，那么，就需要進(jìn)行很多次的由首至尾的全套操作的重復(fù)，其處理量的累加才具有工業(yè)規(guī)模的意義，打個(gè)比方說(shuō)，只是個(gè)大致的比方，該案其優(yōu)選結(jié)構(gòu)尺寸大致對(duì)應(yīng)的單罐0.04立方這樣的廢水處理量，需要重復(fù)1000次的由首至尾的全套、全程操作，其累加量，才能達(dá)到40立方這樣一個(gè)具有工業(yè)水平的的廢水處理量，如此過(guò)度繁瑣的重復(fù)操作將導(dǎo)致人力、物力的嚴(yán)重浪費(fèi)，可見(jiàn)，該種由CN102260003A所展示的方案其實(shí)際的廢水降解處理效率可能不能盡如人意。因此，如何在不造成更多微波能量浪費(fèi)或減少微波能量浪費(fèi)的前提下，增加單罐廢水處理量，減少該間歇式廢水處理裝置的不必要的太多的由首至尾的重復(fù)操作次數(shù)，提高其廢水處理效率，是一個(gè)有意義的值得關(guān)注的技術(shù)問(wèn)題。
另一方面，據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，某些體系，在微波直接輻照廢水液體的情況下，光化學(xué)催化降解效率確有提高，也就是說(shuō)，在某些體系中，微波直接輻照廢水液體與光化學(xué)催化降解之間，存在一定的耦合作用。
因此，如何在兼顧所述耦合作用的前提下，提高廢水降解裝置的處理效率，值得探討，此為問(wèn)題之二。問(wèn)題之四:該種由CN102260003A所展示的方案，其反應(yīng)罐內(nèi)部漫布升騰的氣泡，對(duì)于推動(dòng)反應(yīng)罐內(nèi)部液體的相對(duì)大尺度的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，貢獻(xiàn)稍顯不足；當(dāng)然，該不足之處，對(duì)于CN102260003A方案如其具體實(shí)施方式
中清晰表達(dá)的事實(shí)上對(duì)應(yīng)的小尺寸、小容量裝置來(lái)說(shuō)，幾乎沒(méi)有什么可觀測(cè)的影響。從工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用需求來(lái)看，小尺寸的不能擴(kuò)張?zhí)幚砹康难b置當(dāng)然沒(méi)有多大的吸引力；那么，作為一種可能性，倘若有某種方式能夠?qū)崿F(xiàn)處理量的大幅擴(kuò)張，此情形下，反應(yīng)罐內(nèi)部液體的相對(duì)大尺度的循環(huán)運(yùn)動(dòng)其重要性就會(huì)自然地凸顯出來(lái)；設(shè)想一下這種處理量大幅擴(kuò)張的可能性，那么，如何強(qiáng)化反應(yīng)罐內(nèi)部液體的相對(duì)大尺度的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，當(dāng)然就是個(gè)問(wèn)題，此為問(wèn)題之四。問(wèn)題之五:對(duì)于紫外光波段的光化學(xué)催化氧化反應(yīng)來(lái)說(shuō)，有以下這么幾個(gè)要素會(huì)影響到該種氧化反應(yīng)的效率，其一是紫外光波長(zhǎng)、強(qiáng)度，其二是光催化劑的粒徑、單位體積反應(yīng)液中光催化劑的使用量、光催化劑其自身的催化性能等等，其三是被氧化對(duì)象即水體中有機(jī)物的濃度、有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)其自身所決定的氧化難易程度等等，其四是氧氣氣氛的充足程度，在其它條件相同的情況下，氧氣氣氛的充足程度，就會(huì)成為影響光化學(xué)催化氧化降解能力的一個(gè)舉足輕重的要素。如CN102260003A所展示的方案，其安置于反應(yīng)器內(nèi)腔下部的眾多微孔曝氣頭漫布在底部，并借由其所稱的布水板，使得這種微孔曝氣頭漫布安排的效果變得更甚，當(dāng)然，這對(duì)于使用相對(duì)容易沉降的大顆粒的微米級(jí)的光催化劑的情形而言，的確存在其有利的一面，但是，從另一面來(lái)看，這種微孔曝氣頭漫布安排的方式，氧氣氣氛的供給過(guò)于分散，而實(shí)際上最需要強(qiáng)化供氧的區(qū)域的是光化學(xué)催化氧化的最有效區(qū)域，由于短波紫外線在液態(tài)水體中的有效穿透深度只有20厘米左右，因此，最需要強(qiáng)化供氧以促進(jìn)光化學(xué)催化氧化進(jìn)程的有效區(qū)域?qū)嶋H上就是在石英管周邊約20厘米距離之內(nèi)的區(qū)域，換句話說(shuō)，石英管周邊約20厘米距離之內(nèi)的區(qū)域 是真正需要強(qiáng)化氧氣氣氛供給保障的區(qū)域，這個(gè)區(qū)域氧氣氣氛供給越強(qiáng)，氧化反應(yīng)也就進(jìn)行得越快；尤其特別地，以微波激勵(lì)方式來(lái)產(chǎn)生無(wú)極紫外發(fā)射，其特點(diǎn)就是可以做到大功率、高強(qiáng)度，這是無(wú)極紫外燈這種燈型的強(qiáng)項(xiàng)，然而，正因?yàn)槠渥贤廨椛涞母吖β?、高?qiáng)度，就更需要以強(qiáng)大的氧氣氣氛供給能力進(jìn)行匹配，否則的話，那個(gè)強(qiáng)大的紫外輻射能力就真的是大部分被浪費(fèi)了。上文已經(jīng)述及，如CN102260003A所展示的方案，諸多因素限制了它的反應(yīng)器尺寸，限制了它的實(shí)際處理容量，就如其具體實(shí)施例中清楚地表明的那樣，那只能是一個(gè)單罐單次處理量只有40升左右的小反應(yīng)器，在這樣的小反應(yīng)器、小內(nèi)腔的情況下，因?yàn)槌叽绫旧砭秃苄?，那么，它在光化學(xué)催化氧化有效區(qū)域供氧集中度方面的欠缺，就不會(huì)那么明顯，甚至可以忽略不計(jì)，更甚至完全可以看做是一個(gè)根本不存在的問(wèn)題，面對(duì)那樣的小尺寸的小反應(yīng)器，關(guān)于供氧集中度方面的欠缺問(wèn)題，根本就不可能浮上腦際；但是，設(shè)想一下，倘若能夠克服所述諸多限制因素，倘若能夠有辦法實(shí)際構(gòu)建一個(gè)大型、大處理量的反應(yīng)器，那么上述石英管周邊20厘米距離之內(nèi)有效區(qū)域供氧強(qiáng)化問(wèn)題就會(huì)凸現(xiàn)出來(lái)，尤其對(duì)于使用無(wú)極紫外燈作為紫外輻射源的情況，上述石英管周邊20厘米距離之內(nèi)有效區(qū)域供氧強(qiáng)化問(wèn)題更加不容藐視，因此，如何在可能的大型無(wú)極紫外光催化氧化降解反應(yīng)器的構(gòu)建之中，增強(qiáng)所述有效區(qū)域的供氧集中度、提高廢水降解設(shè)備的效能，就是個(gè)需要盯住的問(wèn)題，此為問(wèn)題之五。
問(wèn)題之六:
該CN102260003A方案將空氣泵入內(nèi)含無(wú)極紫外燈的石英管之內(nèi)，達(dá)成無(wú)極紫外燈的通風(fēng)降溫、冷卻的目的，而那些流動(dòng)經(jīng)過(guò)石英管的空氣，因受紫外線的照射，有一部分空氣會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)槌粞?，因此，從石英管中流出的空氣?dāng)然就是含有一些臭氧的空氣，該方案將該含臭氧空氣傳輸?shù)轿挥诜磻?yīng)器下方微孔曝氣頭，并從微孔曝氣頭釋出，在這些含臭氧氣泡自下而上的升騰過(guò)程中，其中所含的臭氧會(huì)與路程之中遇到的有機(jī)分子遭遇并發(fā)生氧化還原反應(yīng)，這一氧化還原反應(yīng)當(dāng)然會(huì)消耗一部分臭氧，這是沒(méi)有疑問(wèn)的，但是，上文已經(jīng)述及，如CN102260003A所展示的方案，必然存在的無(wú)法忽視的諸多的因素限制了它的反應(yīng)器尺寸，限制了它的實(shí)際處理容量，就如其具體實(shí)施例中清楚地表明的那樣，那只能是一個(gè)單罐單次處理量只有40升左右的小反應(yīng)器，在這樣的小反應(yīng)器、小內(nèi)腔的情況下，因?yàn)榭傮w尺寸本身就很小，那么，其反應(yīng)器內(nèi)腔的縱向尺寸或者滿打滿算地視作盛液深度也只能是一個(gè)很小的尺寸，這個(gè)尺寸如其具體實(shí)施方式
之中所清楚地表明的，只有大約40厘米，滿打滿算盛液深度也就只有40厘米，實(shí)際上盛液深度當(dāng)然要小于這個(gè)數(shù)，就以40厘米的盛液深度來(lái)分析，那么，這個(gè)40厘米的盛液深度是個(gè)什么概念呢？那就是說(shuō)，含臭氧空氣升騰通過(guò)廢水的路徑只有短短的40厘米，這個(gè)路徑太短了，含臭氧空氣氣泡飛快地穿越僅僅只有40厘米深的水體，與水體接觸時(shí)間太短了，氣泡中所含的臭氧，只能有很小的一部分被用于氧化降解有機(jī)物，而大部分的臭氧實(shí)際上只是簡(jiǎn)單地路過(guò)液體，從液面上逸出并經(jīng)尾氣排放口排空，簡(jiǎn)單地說(shuō)，這些臭氧的氧化作用潛力大部分被浪費(fèi)了，并且，逸出的、被浪費(fèi)的臭氧實(shí)際上會(huì)造成不必要的空氣污染；本案主要發(fā)明人曾以普通家用臭氧機(jī)經(jīng)由微孔曝氣頭向一米深的儲(chǔ)水池中打入含臭氧空氣，在水深深度達(dá)一米的情況下，仍然能夠在水面附近明顯嗅到臭氧的氣味，可見(jiàn)，那種40厘米深的盛液深度，顯然是不足以完全利用臭氧；可見(jiàn)，對(duì)于無(wú)極紫外光化學(xué)催化廢水降解反應(yīng)器這種類(lèi)型的設(shè)備來(lái)說(shuō)，臭氧利用不完全的問(wèn)題也需要關(guān)注，顯然，人們更期待的是臭氧利用更完全、污染性尾氣排放更少的無(wú)極紫外廢水降解反應(yīng)器，此為問(wèn)題之六。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，以CN102260003A方案為技術(shù)背景，針對(duì)上文述及的該技術(shù)背景方案其所存在的問(wèn)題之一、二、三、四、五、六，并兼顧微波輻照激勵(lì)與光化學(xué)催化降解的協(xié)同、耦合作用， 研發(fā)一種能夠一攬子地解決該系列問(wèn)題的新方法。
本發(fā)明通過(guò)如下方案解決所述技術(shù)問(wèn)題，該方案提供一種光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，該方法的主要步驟如下:a，將一個(gè)金屬材質(zhì)的喇叭筒狀構(gòu)件大頭朝下豎直地懸空架設(shè)在反應(yīng)器內(nèi)腔之中；b，將內(nèi)部架設(shè)有無(wú)極紫外燈的石英管豎直地懸空架設(shè)于該喇叭筒狀構(gòu)件其腔管之內(nèi)的上部空域；C，在該喇叭筒狀構(gòu)件其腔管之內(nèi)石英管之上的結(jié)構(gòu)位置以及石英管之下的結(jié)構(gòu)位置分別用金屬網(wǎng)進(jìn)行隔斷，一上一下共涉及兩片金屬網(wǎng)，分別是上片金屬網(wǎng)以及下片金屬網(wǎng)，其中的上片金屬網(wǎng)鄰近該喇叭筒狀構(gòu)件的上部端口或與該上部端口持平，該一上一下兩片金屬網(wǎng)在該喇叭筒狀構(gòu)件其腔管之內(nèi)切割、勾勒出一段內(nèi)含懸空架設(shè)的所述石英管的柱形空域，該段柱形空域的周?chē)吔缙渑c反應(yīng)器內(nèi)腔腔壁之間的空域構(gòu)成了容量擴(kuò)展空域，該容量擴(kuò)展空域包裹著該段柱形空域；d，將源自磁控管的波導(dǎo)管探入反應(yīng)器內(nèi)腔，并將該波導(dǎo)管的探入反應(yīng)器內(nèi)腔的那一端透過(guò)上片金屬網(wǎng)與該段柱形空域進(jìn)行聯(lián)通，所述聯(lián)通指的是微波通道意義上的連接與貫通，該段柱形空域的構(gòu)建目的是將微波輻照限制在該段柱形空域邊界之內(nèi)；e，將位于反應(yīng)器內(nèi)腔下部區(qū)域的用于釋放含臭氧空氣的微孔曝氣頭移入該喇叭筒狀構(gòu)件其大頭端邊沿在反應(yīng)器內(nèi)腔底面鉛垂投影所圈定的范圍之內(nèi)；f，在反應(yīng)器的外部架設(shè)增壓泵，該增壓泵用于增壓泵送混有催化劑懸浮粒的降解反應(yīng)之后的水，并將該增壓泵的進(jìn)水端與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接；g，將所述增壓泵的出水端與反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的進(jìn)水口進(jìn)行聯(lián)接，該反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的濾孔孔徑介于5微米與300微米之間；h，將所述反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的凈水出口經(jīng)由第一個(gè)凈水閥與反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的進(jìn)水口進(jìn)行聯(lián)接，該反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的濾孔孔徑介于25納米與1000納米之間；i，將所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的凈水出口經(jīng)由第二個(gè)凈水閥與反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的進(jìn)水口進(jìn)行聯(lián)接，該反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的濾孔孔徑介于15納米與2納米之間，將所述反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的污水出口經(jīng)由第一個(gè)污水閥與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接；k，將所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的污水出口經(jīng)由第二個(gè)污水閥與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接；1，將反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的污水出口經(jīng)由第三個(gè)污水閥與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接，在三維方向上延展、擴(kuò)大所述容量擴(kuò)展空域的尺寸，該容量擴(kuò)展空域是微波零輻照空域或微波弱輻照空域。僅就金屬材質(zhì)一詞而言，其技術(shù)含義本身是公知的。該喇叭筒狀構(gòu)件其優(yōu)選材質(zhì)是不銹鋼；當(dāng)然，該喇叭筒狀構(gòu)件選用任何其它材質(zhì)的金屬，也是本案所允許的。該金屬網(wǎng)其優(yōu)選材質(zhì)是不銹鋼；該金屬網(wǎng)其材質(zhì)也可以允許選用任何其它金屬。該金屬網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)中遍布的孔洞或網(wǎng)眼其口徑的優(yōu)選范圍是介于0.5厘米與3.0厘米之間，該范圍之內(nèi)的任意選定值都是優(yōu)選值。當(dāng)該金屬網(wǎng)選定材質(zhì)是不銹鋼時(shí)，該不銹鋼材質(zhì)的金屬網(wǎng)可以是不銹鋼沖孔板或利用不銹鋼絲經(jīng)編織制成的不 銹鋼絲網(wǎng)。在步驟b中，可以控制該石英管的外壁與該段柱形空域周?chē)吔缰g的距離，使得該距離介于3.0厘米與30.0厘米之間，該距離范圍是優(yōu)選的距離范圍；然而，在這個(gè)距離范圍之外的其它任意選定的距離值也是本案所允許的。在步驟b中，更可以控制該石英管的外壁與該段柱形空域周?chē)吔缰g的距離，使得該距離介于10.0厘米與20.0厘米之間，該距離范圍是更進(jìn)一步優(yōu)選的距離范圍。該波導(dǎo)管其優(yōu)選材質(zhì)是不銹鋼；當(dāng)然，該波導(dǎo)管其材質(zhì)也可以允許是其它任意選定的金屬。該喇叭筒狀構(gòu)件的上部端口與該反應(yīng)器內(nèi)腔腔頂?shù)木嚯x的優(yōu)選范圍是在10厘米與100厘米之間；該喇叭筒狀構(gòu)件的朝下的大頭端其端口邊沿與該反應(yīng)器內(nèi)腔側(cè)壁之間的橫向距離的優(yōu)選范圍是在5厘米與300厘米之間；該喇叭筒狀構(gòu)件的朝下的大頭端其端口邊沿與該反應(yīng)器內(nèi)腔底面之間的縱向距離的優(yōu)選范圍是在5厘米與100厘米之間。所述增壓泵，是用于增壓泵送液體的機(jī)械，當(dāng)然，其泵送壓力可以根據(jù)需要來(lái)進(jìn)行任意的選擇，并且，各型增壓泵市場(chǎng)均有售。所述凈水閥、污水閥，都是水閥，各型水閥市場(chǎng)均有售；關(guān)于水閥，該詞其本身的技術(shù)含義是公知的；本案采用不同的名稱，只是為了方便表述、方便區(qū)分各個(gè)不同結(jié)構(gòu)位置的水閥。
所述反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器也稱反沖洗式前置過(guò)濾器或反沖洗式預(yù)過(guò)濾器，所述反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器其本身的技術(shù)含義是公知的；所述反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器市場(chǎng)有隹口 ο
所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器是適于微濾的過(guò)濾器；所述微濾一詞其本身的技術(shù)含義是公知的；所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器其本身的技術(shù)含義對(duì)于膜分離技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言，是公知的；所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器市場(chǎng)有售。
所述反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器是適于超濾的過(guò)濾器；所述超濾一詞其本身的技術(shù)含義是公知的；所述反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器其本身的技術(shù)含義對(duì)于膜分離技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人員而言，是公知的；所述反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器市場(chǎng)有售。
所述反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器可以是僅有一個(gè)反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器單體的形態(tài)；當(dāng)然，該反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器也可以是由數(shù)量在一個(gè)以上的反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器單體相互并聯(lián)聯(lián)接組成。
表達(dá)所涉并聯(lián)一詞，其本身所指代的技術(shù)含義是清楚的。
表達(dá)所涉單體一詞，指的是其本身功能及結(jié)構(gòu)完全的設(shè)備個(gè)體。
類(lèi)似地，所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器可以是僅有一個(gè)反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器單體的形態(tài)；當(dāng)然，該反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器也可以是由數(shù)量在一個(gè)以上的反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器單體相互并聯(lián)聯(lián)接組成。
該方法還可以包括以下步驟:在所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器其凈水出口與所述反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的進(jìn)水口的聯(lián)接管路上，串接入第二個(gè)增壓泵，該第二個(gè)增壓泵用于增補(bǔ)水壓以滿足所述反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的進(jìn)水壓力需求；該步驟不是必需的。
本案方法還可以進(jìn)一步包括一些其它步驟，所述其它步驟例如:在反應(yīng)器內(nèi)腔架設(shè)液位控制開(kāi)關(guān)，用于準(zhǔn)確定位理想的液位高度；所述液位控制開(kāi)關(guān)其本身的技術(shù)含義是公知的；所述液位控制開(kāi)關(guān)市場(chǎng)有售；所述其它步驟還例如在所述金屬容器底部開(kāi)鑿排污口，以及，在該排污口位置加裝排污閥；所述其它步驟再例如:微波功率調(diào)節(jié)步驟；所述其它步驟更例如:空氣泵空氣通量的調(diào)節(jié)步驟；此外，還例如:通氣管道改道步驟；所述其它步驟再例如:在反應(yīng)器廢水輸入端串接`用于過(guò)濾雜質(zhì)的過(guò)濾器，以免雜質(zhì)顆粒進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)腔；所述其它步驟再例如:在反應(yīng)器廢水輸入前端串接沉淀池，用于沉淀部分可沉淀之雜質(zhì)；所述其它步驟再例如:在反應(yīng)器廢水輸入前端串接廢水PH值調(diào)節(jié)池，以使得輸入反應(yīng)器的廢水PH值達(dá)到設(shè)備需要水平；等等。
本案所述空域一詞指的是空間、界域。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，以金屬材質(zhì)的喇叭筒狀構(gòu)件配合兩片金屬網(wǎng)，對(duì)廢水降解反應(yīng)器內(nèi)部的微波輻照空域進(jìn)行強(qiáng)制隔斷，將微波輻照限制在那段所述柱形空域之內(nèi)，石英管外壁與該段柱形空域周?chē)吔缰g的空域是微波激勵(lì)與光化學(xué)催化氧化協(xié)同作用或曰耦合作用的廢水降解反應(yīng)區(qū)域，金屬網(wǎng)的多孔洞或多網(wǎng)眼的結(jié)構(gòu)，不影響廢水及反應(yīng)器下部區(qū)域鼓泡而上的含臭氧空氣自由進(jìn)、出該空域；該段柱形空域其周?chē)吔缗c反應(yīng)器內(nèi)壁之間的空域，是微波零輻照空域或微波弱輻照空域，在該微波零輻照空域或微波弱輻照空域中，廢水水體對(duì)微波的單純的致熱吸收被遏制，由此大幅弱化了微波能量的無(wú)益耗散，該微波零輻照空域或微波弱輻照空域即是本案所述的容量擴(kuò)展空域；基于此，本案方法允許通過(guò)大幅擴(kuò)張?jiān)撊萘繑U(kuò)展空域的設(shè)計(jì)體積，實(shí)現(xiàn)單罐反應(yīng)器體積的大幅擴(kuò)張；本案方法允許反應(yīng)器單罐廢水處理量大幅提升，而不用再擔(dān)心微波能量過(guò)多地耗散于無(wú)益的廢水水體溫升效應(yīng)。依托本案方法，廢水降解反應(yīng)器的設(shè)計(jì)容積即單罐廢水處理量可以擴(kuò)張到數(shù)個(gè)立方至數(shù)十個(gè)立方；依托本案方法，擴(kuò)張反應(yīng)器處理容量后，可以大幅度地降低全套、全程的廢水降解設(shè)備操作的頻度，有利于人力、物力的節(jié)約。本案方法在兼顧所述微波激勵(lì)的協(xié)同作用的前提下，為相關(guān)光化學(xué)催化氧化廢水降解反應(yīng)器其設(shè)計(jì)容量的大幅擴(kuò)張?zhí)峁┝艘粋€(gè)廣闊空間。另一方面，本案方法以所述喇叭筒狀構(gòu)件引導(dǎo)液流作相對(duì)大尺度的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，反應(yīng)器內(nèi)升騰的含臭氧氣泡流能夠拖拽、引導(dǎo)反應(yīng)器內(nèi)部的液流沿該喇叭筒狀構(gòu)件的腔管快速上升，并在沖擊、通過(guò)微波光催化協(xié)同反應(yīng)區(qū)域之后，由頂部區(qū)域向四周擴(kuò)散，經(jīng)由周邊區(qū)域下沉，到達(dá)反應(yīng)器內(nèi)腔底部區(qū)域，再經(jīng)喇叭筒狀構(gòu)件的喇叭口匯聚到喇叭筒狀構(gòu)件的腔管之內(nèi)，繼續(xù)其循環(huán)；這種受引導(dǎo)的相對(duì)大尺度的液體循環(huán)運(yùn)動(dòng)，有助于確保反應(yīng)器內(nèi)部液體降解反應(yīng)進(jìn)程的均勻化，這對(duì)于大型降解反應(yīng)器來(lái)說(shuō)，是必須的。本案方法所涉紫外輻射源是依托微波激勵(lì)的無(wú)極紫外燈，此燈型的紫外輻射特點(diǎn)就是可以做到大功率、高強(qiáng)度，然而紫外線在液態(tài)水體中的有效穿透深度只有約20厘米，因此，石英管周邊約20厘米距離之內(nèi)的區(qū)域是有效區(qū)域，這個(gè)區(qū)域就是光化學(xué)催化氧化降解反應(yīng)的有效率的區(qū)域；本案方法以所述筒狀構(gòu)件，聚束來(lái)自眾多微孔曝氣頭的氣泡流，使其集中地朝向石英管周邊光化學(xué)催化氧化有效區(qū)域釋放，此方式有助于提高石英管周邊所述有效區(qū)域的氧氣氣氛供給強(qiáng)度，有助于加速紫外光催化氧化降解反應(yīng)進(jìn)程?；诒景阜椒?，可以允許反應(yīng)器的容量或處理量大幅擴(kuò)張，所述大幅擴(kuò)張，是通過(guò)大幅擴(kuò)張微波零輻照 區(qū)域或微波弱輻照區(qū)域的設(shè)計(jì)體積來(lái)實(shí)現(xiàn)的，那么，從外觀上看，反應(yīng)器的橫向尺寸、縱向尺寸當(dāng)然都是能夠大幅擴(kuò)張，因此，反應(yīng)器內(nèi)部盛液深度也同樣地可以大幅地加深，例如，可以加深到一米、兩米、三米、四米、五米、六米，甚至十米，等等，在盛液深度足夠深的情況下，含臭氧空氣泡升騰路徑足夠長(zhǎng)，含臭氧空氣泡與水體接觸的時(shí)間足夠長(zhǎng)，其升騰過(guò)程中就能夠與足夠多的還原性物質(zhì)際遇，并徹底或近乎徹底地耗盡氣泡中所含的臭氧，由此，含臭氧空氣氣泡中臭氧成分氧化潛力利用不完全的問(wèn)題能夠得到徹底解決，并且，由于長(zhǎng)長(zhǎng)的升騰路徑導(dǎo)致臭氧耗盡，反應(yīng)器尾氣中就不會(huì)再夾帶有會(huì)造成環(huán)境污染的臭氧。本案方法并以外置的多級(jí)過(guò)濾器，達(dá)成對(duì)催化劑微粒的從團(tuán)聚體大顆粒到十?dāng)?shù)納米的小尺度的碰撞碎片的逐級(jí)攔截，近乎徹底地回收、回用光催化劑，近乎徹底地防范催化劑流失而造成的二次污染；該逐級(jí)攔截方法并能夠保護(hù)次級(jí)過(guò)濾器使其過(guò)濾結(jié)構(gòu)通道免受大顆粒物質(zhì)的硬性阻塞；其中第一級(jí)的預(yù)過(guò)濾孔徑在5微米與300微米之間，第二級(jí)的微濾其孔徑在25納米與1000納米之間，第三級(jí)的超濾其孔徑介于15納米與2納米之間；這樣的攔截方法，能夠充分?jǐn)r截納米級(jí)的光催化劑，它當(dāng)然能夠近乎徹底地?cái)r截氣相二氧化鈦P25這種平均粒徑為21納米的催化劑；前文述及，納米級(jí)的P25之類(lèi)的氣相二氧化鈦催化劑，是能夠大量購(gòu)得的市售的催化劑，也是耐久性、穩(wěn)定性、紫外光波段光催化性能已知良好的光催化劑，當(dāng)然，它也是工業(yè)級(jí)應(yīng)用中事實(shí)上優(yōu)先考慮選用的光催化劑；本案催化劑攔截方法與催化劑市場(chǎng)供應(yīng)的實(shí)際能力、實(shí)際品種相匹配、相融合。并且，本案方法所涉催化劑攔截機(jī)構(gòu)是外置機(jī)構(gòu)，其濾芯不必浸泡于反應(yīng)器內(nèi)部的強(qiáng)氧化、強(qiáng)紫外輻照的液體中，因此，可以完全不必考慮對(duì)紫外輻照、強(qiáng)氧化條件的耐受力，這樣，在濾芯材質(zhì)的選用上就沒(méi)有了特種耐受力方面的限制，可以在更廣大的可選材質(zhì)種類(lèi)上進(jìn)行選擇，而完全無(wú)須再局限于比較昂貴的PVDF之類(lèi)的材質(zhì)。本案該方法所涉各級(jí)過(guò)濾器均有市售；市售的各級(jí)過(guò)濾器，其排污口就是反沖洗時(shí)排除污水的排放口，本案使用這類(lèi)反沖洗式裝備，是用來(lái)逐級(jí)攔截催化劑微粒，原本市售裝備的排污口，在本案中被轉(zhuǎn)用來(lái)作為受截留催化劑微粒的回收再用輸出口或回流再用輸出口。簡(jiǎn)言之，本案在兼顧所述微波激勵(lì)輔助的前提下，達(dá)成了反應(yīng)器設(shè)計(jì)容量大幅擴(kuò)張的目標(biāo)；同時(shí)，該方法還強(qiáng)化了反應(yīng)器內(nèi)部液體的相對(duì)大尺度的循環(huán)運(yùn)動(dòng)；該方法同時(shí)解決了臭氧氧化潛力利用不完全的問(wèn)題 ；該方法并且達(dá)成了針對(duì)納米級(jí)催化劑微粒從其團(tuán)聚體大顆粒到十?dāng)?shù)納米的碰撞碎片的廣泛的、精細(xì)的攔截；其所涉濾芯材質(zhì)的選擇面也因該方法而得以擴(kuò)大。本案一攬子地解決了所述問(wèn)題之一、二、三、四、五、六。
具體實(shí)施例方式本案方法的實(shí)施，其主要步驟如下:a,將一個(gè)金屬材質(zhì)的喇口入筒狀構(gòu)件大頭朝下豎直地懸空架設(shè)在反應(yīng)器內(nèi)腔之中；b，將內(nèi)部架設(shè)有無(wú)極紫外燈的石英管豎直地懸空架設(shè)于該喇叭筒狀構(gòu)件其腔管之內(nèi)的上部空域；C，在該喇叭筒狀構(gòu)件其腔管之內(nèi)石英管之上的結(jié)構(gòu)位置以及石英管之下的結(jié)構(gòu)位置分別用金屬網(wǎng)進(jìn)行隔斷，一上一下共涉及兩片金屬網(wǎng)，分別是上片金屬網(wǎng)以及下片金屬網(wǎng)，其中的上片金屬網(wǎng)鄰近該喇叭筒狀構(gòu)件的上部端口或與該上部端口持平，該一上一下兩片金屬網(wǎng)在該喇叭筒狀構(gòu)件其腔管之內(nèi)切割、勾勒出一段內(nèi)含懸空架設(shè)的所述石英管的柱形空域，該段柱形空域的周?chē)吔缙渑c反應(yīng)器內(nèi)腔腔壁之間的空域構(gòu)成了容量擴(kuò)展空域，該容量擴(kuò)展空域包裹著該段柱形空域；d，將源自磁控管的波導(dǎo)管探入反應(yīng)器內(nèi)腔，并將該波導(dǎo)管的探入反應(yīng)器內(nèi)腔的那一端透過(guò)上片金屬網(wǎng)與該段柱形空域進(jìn)行聯(lián)通，所述聯(lián)通指的是微波通道意義上的連接與貫通，該段柱形空域的構(gòu)建目的是將微波輻照限制在該段柱形空域邊界之內(nèi)；e，將位于反應(yīng)器內(nèi)腔下部區(qū)域的用于釋放含臭氧空氣的微孔曝氣頭移入該喇叭筒狀構(gòu)件其大頭端邊沿在反應(yīng)器內(nèi)腔底面鉛垂投影所圈定的范圍之內(nèi)；f，在反應(yīng)器的外部架設(shè)增壓泵，該增壓泵用于增壓泵送混有催化劑懸浮粒的降解反應(yīng)之后的水，并將該增壓泵的進(jìn)水端與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接； g，將所述增壓泵的出水端與反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的進(jìn)水口進(jìn)行聯(lián)接，該反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的濾孔孔徑介于5微米與300微米之間；h，將所述反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的凈水出口經(jīng)由第一個(gè)凈水閥與反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的進(jìn)水口進(jìn)行聯(lián)接，該反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的濾孔孔徑介于25納米與1000納米之間；
i，將所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的凈水出口經(jīng)由第二個(gè)凈水閥與反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的進(jìn)水口進(jìn)行聯(lián)接，該反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的濾孔孔徑介于15納米與2納米之間；
j，將所述反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的污水出口經(jīng)由第一個(gè)污水閥與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接；
k，將所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的污水出口經(jīng)由第二個(gè)污水閥與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接；
1，將反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的污水出口經(jīng)由第三個(gè)污水閥與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接；
m，在三維方向上延展、擴(kuò)大所述容量擴(kuò)展空域的尺寸，該容量擴(kuò)展空域是微波零輻照空域或微波弱輻照空域。
本案該方法是以CN102260003A方案為技術(shù)背景來(lái)展開(kāi)描述的；本案方法其系列步驟所形成的最終結(jié)果則與該CN102260003A方案無(wú)關(guān)。
該喇叭筒狀構(gòu)件其優(yōu)選實(shí)施材質(zhì)是不銹鋼；當(dāng)然，該喇叭筒狀構(gòu)件在實(shí)施中若選用任何其它材質(zhì)的金屬，也是本案所允許的。
該金屬網(wǎng)其優(yōu)選實(shí)施材質(zhì)是不銹鋼；該金屬網(wǎng)其實(shí)施材質(zhì)也可以允許選用任何其它金屬；該金屬網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)中遍布的孔洞或網(wǎng)眼其口徑的優(yōu)選范圍是介于0.5厘米與3.0厘米之間，該優(yōu)選范圍之內(nèi)的任意選定值都是優(yōu)選的可用的可選值，該口徑值例如可以是0.5厘米、1.0厘米、1.75厘米、2.2厘米、3.0厘米，等等；但是，如果一定要選擇此優(yōu)選范圍之外口徑值，那也是本案所允許的。
當(dāng)該金屬網(wǎng)選定實(shí)施材質(zhì)是不銹鋼時(shí)，該不銹鋼材質(zhì)的金屬網(wǎng)可以是不銹鋼沖孔板或利用不銹鋼絲經(jīng)編織制成的不銹鋼絲網(wǎng)。
在步驟b中，可以控制該石英管的外壁與該段柱形空域周?chē)吔缰g的距離，使得該距離介于3.0厘米與30.0厘米之間，該距離范圍是優(yōu)選的距離范圍，該范圍之內(nèi)的任何選定值都是允許的、可用的實(shí)施值，例如，該距離值可以是3厘米、5厘米、12厘米、16.5厘米、22厘米、25厘米或30厘米，等等；然而，在這個(gè)距離范圍之外的其它任意選定的距離值也是本案所允許的。
在步驟b中，更可以控制該石英管的外壁與該段柱形空域周?chē)吔缰g的距離，使得該距離介于10.0厘米與20.0厘米之間，該距離范圍是更進(jìn)一步優(yōu)選的距離范圍，該范圍之內(nèi)的任意選定值都是所述進(jìn)一步優(yōu)選的值，例如，該更進(jìn)一步優(yōu)選的值可以是:10厘米、15厘米、18厘米或20厘米，等等。
該波導(dǎo)管其優(yōu)選實(shí)施材質(zhì)是不銹鋼；當(dāng)然，該波導(dǎo)管其實(shí)施材質(zhì)也可以允許是其它任意選定的金屬。
該喇叭筒狀構(gòu)件的上部端口其與該反應(yīng)器內(nèi)腔腔頂?shù)木嚯x的優(yōu)選實(shí)施值在20厘米與100厘米之間，這是優(yōu)選值范圍，也就是說(shuō)，該范圍內(nèi)的任意選定值都是優(yōu)選值，例如，該距離值可以是20厘米、30厘米55厘 米、60厘米、80厘米、88厘米或100厘米，等等；當(dāng)然，在這個(gè)范圍之外的其它任意選定的距離值也是本案所允許的。
該喇叭筒狀構(gòu)件的朝下的大頭端其端口邊沿與該反應(yīng)器內(nèi)腔側(cè)壁之間的距離以及與該反應(yīng)器內(nèi)腔底面之間的距離其優(yōu)選的控制范圍是在5厘米與50厘米之間，該范圍之內(nèi)的任意值都是優(yōu)選值，例如，該優(yōu)選的距離值可以是5厘米、9厘米、17厘米、22厘米、27.5厘米、31厘米、43厘米或50厘米，等等；但是，在這個(gè)范圍之外的其它任意選定的距離值也是本案所允許的。實(shí)施所涉該喇叭筒狀構(gòu)件其上部端口與該反應(yīng)器內(nèi)腔腔頂?shù)木嚯x的優(yōu)選范圍是在10厘米與100厘米之間，該范圍之內(nèi)的任意選定值都是優(yōu)選的可用的可選的實(shí)施值，該距離值例如可以是10厘米、20厘米、40厘米、55厘米、77厘米、100厘米，等等；該喇叭筒狀構(gòu)件的朝下的大頭端其端口邊沿與該反應(yīng)器內(nèi)腔側(cè)壁之間的橫向距離的優(yōu)選范圍是在5厘米與300厘米之間，該橫向距離范圍之內(nèi)的任意選定值都是優(yōu)選的可用的可選的實(shí)施值，該橫向距離例如 可以是5厘米、30厘米、88厘米、120厘米、152.5厘米、200厘米、250厘米、300厘米，等等；該喇叭筒狀構(gòu)件的朝下的大頭端其端口邊沿與該反應(yīng)器內(nèi)腔底面之間的縱向距離的優(yōu)選范圍是在5厘米與100厘米之間，該縱向距離范圍之內(nèi)的任意選定值都是優(yōu)選的可用的可選的實(shí)施值，該縱向距離例如可以是5厘米、15厘米、33厘米、52.5厘米、77厘米、100厘米，等等。本案方法還可以進(jìn)一步包括一些其它步驟，所述其它步驟例如:在反應(yīng)器內(nèi)腔架設(shè)液位控制開(kāi)關(guān)，用于準(zhǔn)確定位理想的液位高度，該液位開(kāi)關(guān)的數(shù)量不限，位置不限，可以在不同結(jié)構(gòu)位置分別架設(shè)數(shù)個(gè)液位控制開(kāi)關(guān)，等等；所述液位控制開(kāi)關(guān)其本身的技術(shù)含義是公知的；所述液位控制開(kāi)關(guān)市場(chǎng)有售；所述其它步驟還例如在所述金屬容器底部開(kāi)鑿排污口，以及，在該排污口位置加裝排污閥，所述排污口數(shù)量不限，可以開(kāi)設(shè)多個(gè)的排污口，以適應(yīng)不同情形下的排除污水的操作需求，比如，在設(shè)備的定期維護(hù)、清洗的操作中，這樣的排污口是需要的；所述其它步驟再例如:微波功率調(diào)節(jié)步驟；所述其它步驟更例如:空氣泵空氣通量的調(diào)節(jié)步驟；此外，還例如:通氣管道改道步驟；所述其它步驟再例如:在反應(yīng)器廢水輸入端串接用于過(guò)濾雜質(zhì)的過(guò)濾器，以免雜質(zhì)顆粒進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)腔；所述其它步驟再例如:在反應(yīng)器廢水輸入前端串接沉淀池，用于沉淀部分可沉淀之雜質(zhì)；所述其它步驟再例如:在反應(yīng)器廢水輸入前端串接廢水PH值調(diào)節(jié)池，以使得輸入反應(yīng)器的廢水PH值達(dá)到設(shè)備需要水平；等等。從本案視角來(lái)看，作為本案背景技術(shù)的CN102260003A方案，該案結(jié)構(gòu)中涉及的其所稱謂的布水板、波紋隔板、內(nèi)置的膜分離組件以及外置的與膜分離組件關(guān)聯(lián)的抽水泵等構(gòu)件，都是多余的構(gòu)件，都需要予以卸除；當(dāng)然，其反應(yīng)器的殼體也需要予以破拆，并按照本案意圖重新構(gòu)建；換句話說(shuō)，如果以該CN102260003A方案為起點(diǎn)進(jìn)行構(gòu)建的話，則本案方法還可以包括針對(duì)所述多余的構(gòu)件的卸除步驟，以及，對(duì)其反應(yīng)器殼體進(jìn)行破拆的步驟，以及，依本案意圖進(jìn)行反應(yīng)器殼體重新構(gòu)建的細(xì)節(jié)步驟。
權(quán)利要求
1.光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，該方法的主要步驟如下:a，將一個(gè)金屬材質(zhì)的喇叭筒狀構(gòu)件大頭朝下豎直地懸空架設(shè)在反應(yīng)器內(nèi)腔之中；b，將內(nèi)部架設(shè)有無(wú)極紫外燈的石英管豎直地懸空架設(shè)于該喇叭筒狀構(gòu)件其腔管之內(nèi)的上部空域；C，在該喇叭筒狀構(gòu)件其腔管之內(nèi)石英管之上的結(jié)構(gòu)位置以及石英管之下的結(jié)構(gòu)位置分別用金屬網(wǎng)進(jìn)行隔斷，一上一下共涉及兩片金屬網(wǎng)，分別是上片金屬網(wǎng)以及下片金屬網(wǎng)，其中的上片金屬網(wǎng)鄰近該喇叭筒狀構(gòu)件的上部端口或與該上部端口持平，該一上一下兩片金屬網(wǎng)在該喇叭筒狀構(gòu)件其腔管之內(nèi)切割、勾勒出一段內(nèi)含懸空架設(shè)的所述石英管的柱形空域，該段柱形空域的周?chē)吔缙渑c反應(yīng)器內(nèi)腔腔壁之間的空域構(gòu)成了容量擴(kuò)展空域，該容量擴(kuò)展空域包裹著該段柱形空域；d，將源自磁控管的波導(dǎo)管探入反應(yīng)器內(nèi)腔，并將該波導(dǎo)管的探入反應(yīng)器內(nèi)腔的那一端透過(guò)上片金屬網(wǎng)與該段柱形空域進(jìn)行聯(lián)通，所述聯(lián)通指的是微波通道意義上的連接與貫通，該段柱形空域的構(gòu)建目的是將微波輻照限制在該段柱形空域邊界之內(nèi)；e，將位于反應(yīng)器內(nèi)腔下部區(qū)域的用于釋放含臭氧空氣的微孔曝氣頭移入該喇叭筒狀構(gòu)件其大頭端邊沿在反應(yīng)器內(nèi)腔底面鉛垂投影所圈定的范圍之內(nèi)；f，在反應(yīng)器的外部架設(shè)增壓泵，該增壓泵用于增壓泵送混有催化劑懸浮粒的降解反應(yīng)之后的水，并將該增壓泵的進(jìn)水端與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接；g，將所述增壓泵的出水端與反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的進(jìn)水口進(jìn)行聯(lián)接，該反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的濾孔孔徑介于5微米與300微米之間；h，將所述反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的凈水出口經(jīng)由第一個(gè)凈水閥與反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的進(jìn)水口進(jìn)行聯(lián)接，該反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的濾孔孔徑介于25納米與1000納米之間；i，將所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的凈水出口經(jīng)由第二個(gè)凈水閥與反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的進(jìn)水口進(jìn)行聯(lián)接，該反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的濾孔孔徑介于15納米與2納米之間；j，將所述 反沖洗式前置預(yù)過(guò)濾器的污水出口經(jīng)由第一個(gè)污水閥與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接；k，將所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器的污水出口經(jīng)由第二個(gè)污水閥與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接；1，將反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的污水出口經(jīng)由第三個(gè)污水閥與反應(yīng)器的內(nèi)腔進(jìn)行聯(lián)接；m，在三維方向上延展、擴(kuò)大所述容量擴(kuò)展空域的尺寸，該容量擴(kuò)展空域是微波零輻照空域或微波弱輻照空域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，其特征在于，該喇叭筒狀構(gòu)件其選定材質(zhì)是不銹鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，其特征在于，該金屬網(wǎng)是不銹鋼材質(zhì)的金屬網(wǎng)，該金屬網(wǎng)自身結(jié)構(gòu)中遍布的孔洞或網(wǎng)眼其口徑是介于0.5厘米與3.0厘米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，其特征在于，在步驟b中，控制該石英管的外壁與該段柱形空域周?chē)吔缰g的距離，使得該距離介于3.0厘米與30.0厘米之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，其特征在于，在步驟b中，控制該石英管的外壁與該段柱形空域周?chē)吔缰g的距離，使得該距離介于10.0厘米與20.0厘米之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，其特征在于，該波導(dǎo)管其選定材質(zhì)是不銹鋼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，其特征在于，該喇叭筒狀構(gòu)件的上部端口與該反應(yīng)器內(nèi)腔腔頂?shù)木嚯x控制在10厘米與100厘米之間；該喇叭筒狀構(gòu)件的朝下的大頭端其端口邊沿與該反應(yīng)器內(nèi)腔側(cè)壁之間的橫向距離控制在5厘米與300厘米之間；該喇叭筒狀構(gòu)件的朝下的大頭端其端口邊沿與該反應(yīng)器內(nèi)腔底面之間的縱向距離控制在5厘米與100厘米之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，其特征在于，該反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器是由數(shù)量在一個(gè)以上的反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器單體相互并聯(lián)聯(lián)接組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，其特征在于，該反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器是由數(shù)量在一個(gè)以上的反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器單體相互并聯(lián)聯(lián)接組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟:在所述反沖洗式中空纖維膜微濾過(guò)濾器其凈水出口與所述反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的進(jìn)水口的聯(lián)接管路上，串接入第二個(gè)增壓泵，該第二個(gè)增壓泵用于 增補(bǔ)水壓以滿足所述反沖洗式中空纖維膜超濾過(guò)濾器的進(jìn)水壓力需求。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光催化劑精細(xì)循環(huán)再用的廢水耦合降解反應(yīng)器擴(kuò)容方法，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。現(xiàn)有的相關(guān)技術(shù)中，存在催化劑截留環(huán)節(jié)偏弱、反應(yīng)器單罐處理量偏小、重復(fù)操作頻度高、內(nèi)部液體循環(huán)強(qiáng)度不足、臭氧利用不完全等問(wèn)題，本發(fā)明旨在兼顧微波協(xié)同作用的前提下一攬子地解決上述系列問(wèn)題。該法以透氣、透水的具備微波屏蔽結(jié)構(gòu)的筒狀構(gòu)件近乎完全地隔斷微波輻照區(qū)域，該法并用筒狀構(gòu)件聚束升騰的含臭氧氣泡流并將其導(dǎo)向重點(diǎn)降解反應(yīng)區(qū)域，該法還將許多的微孔曝氣頭匯聚到筒狀構(gòu)件其垂直朝下的大頭端端口邊沿鉛垂投影所圈定的范圍之內(nèi)，該法還用外置的級(jí)聯(lián)的三級(jí)反沖洗式過(guò)濾器實(shí)現(xiàn)針對(duì)催化劑微粒的逐級(jí)攔截；該法并允許所涉濾芯其選材不再受限。
文檔編號(hào)C02F9/08GK103159353SQ20131010092
公開(kāi)日2013年6月19日 申請(qǐng)日期2013年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月6日
發(fā)明者李榕生, 李天華, 孔祖萍, 葛從辛, 孫杰, 干寧, 王冬杰, 任元龍 申請(qǐng)人:寧波大學(xué)