一種磁性回收催化劑的光催化水處理裝置及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光催化污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種磁性回收催化劑的光催化水處理裝置及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]世界現(xiàn)代化工業(yè)飛速發(fā)展，排放難降解、持久性有機污染物日益嚴(yán)重。這些有機污染物廣泛地存在于水、土壤和大氣環(huán)境中，只有少部分能在自然界中自行降解，其中大部分有機物在一般處理工藝中難以降解，即便能降解也大多存在著不同程度的耗資大、處理速度慢，凈化不徹底，容易造成二次污染等問題。因此，協(xié)調(diào)環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展和探索更加經(jīng)濟、有效、便于推廣應(yīng)用的新處理技術(shù)，已經(jīng)成為人們的共識。
[0003]解決上述難題的一種重要途徑是光催化氧化技術(shù)。光催化反應(yīng)在化工、能源及環(huán)境空氣凈化、精細(xì)陶瓷、凈水處理、殺菌消毒、除臭凈化、能源電池及氣敏傳感器元件等領(lǐng)域，并具有廣泛和潛在的應(yīng)用前景。
[0004]在水體處理問題中，其中一個難題在于處理危害大、自然難降解的有機污染物，由于此類污染物排在環(huán)境中危害大，持續(xù)時間長，所以科研學(xué)者一直尋求新的材料來解決這個問題。光催化氧化方法作為高級技術(shù)的一種，原理在于利用光生成強氧化劑將有機污染物徹底氧化為相應(yīng)小分子。光催化劑優(yōu)點十分明顯。性能穩(wěn)定，無毒性，活性高;但是由于其粒徑過小，不易回收，在使用中易團聚，導(dǎo)致活性降低，回收不利甚至還會造成二次污染。
[0005]近年來，針對如何實現(xiàn)磁性催化劑快速有效分離這一問題，眾多研究者開展了大量的研究實驗，發(fā)明了許多處理廢水的光催化工藝和方法，但還存在很多缺陷。目前廣泛使用的光催化反應(yīng)器中，缺乏針對于磁性催化劑的專用反應(yīng)器，通常需要外加磁鐵來實現(xiàn)催化劑的分離回收，且分離效率不夠理想，給操作帶來不便。
[0006]隨著光催化技術(shù)的不斷發(fā)展，及其工藝和方法的不斷發(fā)明與改進(jìn)，研究一個能實現(xiàn)磁性可分離的光催化反應(yīng)器及其控制方法具有重要的現(xiàn)實意義。
[0007]傳統(tǒng)的光催化反應(yīng)器，雖然在一定程度上提高了光催化反應(yīng)的效率，達(dá)到了光催化氧化技術(shù)較為高效的目的，然而，其效率、節(jié)能、操作、反應(yīng)條件、污染狀況等還是與實際大規(guī)模的生產(chǎn)應(yīng)用的需求存在一定的差距。尤其是在如何實現(xiàn)催化劑和處理液的有效分離上，仍然存在著催化劑無法或是較難分離出的問題，急需技術(shù)上的改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種磁性回收催化劑的光催化水處理裝置及其控制方法，以外加電磁場的形式將磁性引入光催化反應(yīng)器，進(jìn)而實現(xiàn)磁性催化劑催化效果的充分發(fā)揮及其和處理液更加快速高效的分離。
[0009]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，一種磁性回收催化劑的光催化水處理裝置，包括箱體和上蓋，其特征在于:箱體的內(nèi)部由透明擋板分隔成反應(yīng)腔和光源腔，光源腔的內(nèi)部設(shè)有光源，該光源通過光源控制開關(guān)與電源電性連接，與反應(yīng)腔相對的上蓋上設(shè)有加料口，反應(yīng)腔的下部分別設(shè)有進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口和出液口上分別連接有進(jìn)液管和出液管，反應(yīng)腔的底部設(shè)有曝氣裝置，該曝氣裝置依次通過氣體流量計和緩沖瓶與空壓機連接，空壓機通過空壓機控制開關(guān)與電源電性連接，箱體的外側(cè)沿軸向分布有多個環(huán)繞于箱體的螺線管，該螺線管上分別纏繞有線圈，線圈并聯(lián)后通過線圈控制開關(guān)與電源電性連接，箱體的外側(cè)涂有聚乙烯涂層。
[0010]本發(fā)明所述的磁性回收催化劑的光催化水處理裝置的控制方法，其特征在于具體步驟為:(I)將磁性光催化劑從加料口加入箱體的反應(yīng)腔中，污水通過反應(yīng)腔下方的進(jìn)液口注入反應(yīng)腔，同時通過空壓機控制開關(guān)打開空壓機開始曝氣，氣體由加料口排出，然后通過光源控制開關(guān)打開光源，開始對污水進(jìn)行光催化降解；(2)光催化反應(yīng)結(jié)束后，通過線圈控制開關(guān)導(dǎo)通線圈，線圈產(chǎn)生磁場將磁性光催化劑吸附到反應(yīng)腔內(nèi)壁上，然后將處理后的污水從反應(yīng)腔下部的出液口排出，完成一個循環(huán)過程。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:1、通過控制線圈控制開關(guān)的開合實現(xiàn)磁性光催化劑的快速分離和回收;2、設(shè)備構(gòu)造和控制原理簡單，操作簡便且設(shè)計成本低廉；
3、保持處理效率的同時，減少催化劑的流失，簡化實驗過程，推動了光催化技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中:1、光源，2、透明擋板，3、加料口，4、箱體，5、進(jìn)液口，6、出液口，7、曝氣裝置，
8、氣體流量計，9、緩沖瓶，10、空壓機，11、線圈，12、聚乙烯涂層，13、上蓋。
【具體實施方式】
[0014]結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體內(nèi)容。一種磁性回收催化劑的光催化水處理裝置，包括箱體4和上蓋13，箱體4的內(nèi)部由透明擋板2分隔成反應(yīng)腔和光源腔，光源腔的內(nèi)部設(shè)有光源I，該光源I通過光源控制開關(guān)與電源電性連接，與反應(yīng)腔相對的上蓋13上設(shè)有加料口 3，反應(yīng)腔的下部分別設(shè)有進(jìn)液口 5和出液口 6，進(jìn)液口 5和出液口 6上分別連接有進(jìn)液管和出液管，反應(yīng)腔的底部設(shè)有曝氣裝置7，該曝氣裝置7依次通過氣體流量計8和緩沖瓶9與空壓機1連接，空壓機10通過空壓機控制開關(guān)與電源電性連接，箱體4的外側(cè)沿軸向分布有多個環(huán)繞于箱體的螺線管，該螺線管上分別纏繞有線圈11，線圈11并聯(lián)后通過線圈控制開關(guān)與電源電性連接，箱體4的外側(cè)涂有聚乙烯涂層12。
[0015]本發(fā)明的控制過程為:(I)將磁性光催化劑從加料口加入箱體的反應(yīng)腔中，污水通過反應(yīng)腔下方的進(jìn)液口注入反應(yīng)腔，同時通過空壓機控制開關(guān)打開空壓機開始曝氣，氣體由加料口排出，然后通過光源控制開關(guān)打開光源，開始對污水進(jìn)行光催化降解；(2)光催化反應(yīng)結(jié)束后，通過線圈控制開關(guān)導(dǎo)通線圈，線圈產(chǎn)生磁場將磁性光催化劑吸附到反應(yīng)腔內(nèi)壁上，然后將處理后的污水從反應(yīng)腔下部的出液口排出，完成一個循環(huán)過程。
[0016]以上實施例描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征及優(yōu)點，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明原理的范圍下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)均落入本發(fā)明保護(hù)的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種磁性回收催化劑的光催化水處理裝置，包括箱體和上蓋，其特征在于:箱體的內(nèi)部由透明擋板分隔成反應(yīng)腔和光源腔，光源腔的內(nèi)部設(shè)有光源，該光源通過光源控制開關(guān)與電源電性連接，與反應(yīng)腔相對的上蓋上設(shè)有加料口，反應(yīng)腔的下部分別設(shè)有進(jìn)液口和出液口，進(jìn)液口和出液口上分別連接有進(jìn)液管和出液管，反應(yīng)腔的底部設(shè)有曝氣裝置，該曝氣裝置依次通過氣體流量計和緩沖瓶與空壓機連接，空壓機通過空壓機控制開關(guān)與電源電性連接，箱體的外側(cè)沿軸向分布有多個環(huán)繞于箱體的螺線管，該螺線管上分別纏繞有線圈，線圈并聯(lián)后通過線圈控制開關(guān)與電源電性連接，箱體的外側(cè)涂有聚乙烯涂層。2.—種權(quán)利要求1所述的磁性回收催化劑的光催化水處理裝置的控制方法，其特征在于具體步驟為:(I)將磁性光催化劑從加料口加入箱體的反應(yīng)腔中，污水通過反應(yīng)腔下方的進(jìn)液口注入反應(yīng)腔，同時通過空壓機控制開關(guān)打開空壓機開始曝氣，氣體由加料口排出，然后通過光源控制開關(guān)打開光源，開始對污水進(jìn)行光催化降解；(2)光催化反應(yīng)結(jié)束后，通過線圈控制開關(guān)導(dǎo)通線圈，線圈產(chǎn)生磁場將磁性光催化劑吸附到反應(yīng)腔內(nèi)壁上，然后將處理后的污水從反應(yīng)腔下部的出液口排出，完成一個循環(huán)過程。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁性回收催化劑的光催化水處理裝置及其控制方法，屬于光催化污水處理技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的技術(shù)方案要點為：一種磁性回收催化劑的光催化水處理裝置，箱體的內(nèi)部由透明擋板分隔成反應(yīng)腔和光源腔，光源腔的內(nèi)部設(shè)有光源，與反應(yīng)腔相對的上蓋上設(shè)有加料口，反應(yīng)腔的下部分別設(shè)有進(jìn)液口和出液口，反應(yīng)腔的底部設(shè)有曝氣裝置，該曝氣裝置依次通過氣體流量計和緩沖瓶與空壓機連接，箱體的外側(cè)沿軸向分布有多個環(huán)繞于箱體的螺線管，該螺線管上分別纏繞有線圈。本發(fā)明通過控制線圈控制開關(guān)的開合實現(xiàn)磁性光催化劑的快速分離和回收，設(shè)備構(gòu)造和控制原理簡單，操作簡便且設(shè)計成本低廉。
【IPC分類】C02F1/72, C02F1/30
【公開號】CN105668692
【申請?zhí)枴緾N201610189416
【發(fā)明人】董淑英, 楊孔, 駱圣達(dá), 張衛(wèi)兵, 李易丞, 高銀河, 劉云鵬, 朱梅林, 劉晨陽, 韓良杰
【申請人】河南師范大學(xué)
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2016年3月30日