本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種膜光催化反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

水資源的匱乏和日益嚴(yán)重的水污染使得工業(yè)中水回用問題越來越引起人們的關(guān)注，解決這一難題，是保證我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略順利實施的關(guān)鍵。由于高效節(jié)能、工藝簡單、易于自動控制和出水水質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)點，膜分離技術(shù)在工業(yè)廢水深度處理及中水回用方面占有重要位置。以印染廢水的深度處理為例，經(jīng)過傳統(tǒng)的生化法處理后，印染廢水二級出水中殘留的染料進(jìn)入水體會造成嚴(yán)重環(huán)境污染，尤其是染料含有苯環(huán)、胺基、偶氮基團(tuán)等致癌物質(zhì)。通常采用“超濾+納濾/反滲透”的雙膜法來截留工業(yè)廢水中微量污染物，以達(dá)到深度處理和中水回用的目的。然而有機(jī)污染物易吸附于膜面/內(nèi)和形成膜污染，不僅會造成膜通量衰減和分離性能下降，而且在膜清洗時候，有機(jī)污染物會被洗脫出來，極易造成二次污染。此外，有機(jī)污染物大量存在于納濾和反滲透的濃水中，這也加大了濃水的處理難度。

光催化氧化，以半導(dǎo)體材料作為催化劑降解有機(jī)污染物，具有高效節(jié)能、條件溫和、可深度完全氧化等優(yōu)點，是一種重要的高級氧化工藝。然而，傳統(tǒng)的光催化反應(yīng)器也具有催化劑無法回收、反應(yīng)器不能連續(xù)操作和催化劑流失帶來生態(tài)危險性等缺點?；诠獯呋?膜分離耦合工藝生成的膜光催化反應(yīng)器，結(jié)合了光催化快速徹底降解污染物和膜分離高效無相變的優(yōu)點，避免了光催化中催化劑難以回收利用和不能連續(xù)操作及膜分離中污染物無法降解的缺陷，其具備了污染物去除效率高、操作簡單、廢水可循環(huán)處理等優(yōu)點，是解決工業(yè)廢水深度處理和中水回用問題的新方法。

但是，膜光催化反應(yīng)器也會面臨膜污染這一難題。在膜污染層中，主要成分是催化劑，少量廢水中的有機(jī)物也會起“加固”作用。在膜過濾的早期階段，膜堵塞是膜污染的主要形式。隨著過濾的進(jìn)行，更多催化劑和有機(jī)物累積在膜面/內(nèi)，會增大過濾阻力，減少膜通量、增大膜過濾時間和運行能量消耗。同時，膜污染也會使膜清洗頻率加快和縮短膜組件的使用壽命。

綜上所述，如何有效地解決膜光催化反應(yīng)器使用中所存在的膜污染等的技術(shù)問題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種膜光催化反應(yīng)裝置，該膜光催化反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效地解決膜光催化反應(yīng)器使用中所存在的膜污染等的技術(shù)問題。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種膜光催化反應(yīng)裝置，包括纖維膜組件和光催化組件，所述膜組件包括懸置于催化反應(yīng)槽中的纖維膜，以及與所述纖維膜連接、用于驅(qū)動所述纖維膜旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸。

優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述纖維膜的頂端與所述轉(zhuǎn)軸安裝固定，所述轉(zhuǎn)軸內(nèi)部呈中空管狀，并連接有用于從所述催化反應(yīng)槽中抽取濾出液的出水管。

優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述纖維膜的頂部扎堆構(gòu)成用于所述轉(zhuǎn)軸連接的固定端，所述纖維膜的底部呈游離狀懸浮于所述催化反應(yīng)槽的液體內(nèi)。

優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述出水管連接有用于抽吸的抽水泵，所述出水管末端接入出水箱。

優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，還包括曝氣組件，所述曝氣組件包括設(shè)置于所述催化反應(yīng)槽底部的擴(kuò)散器、及與所述擴(kuò)散器連通的氣泵。

優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述光催化組件包括均勻分布于所述纖維膜周圍的四個或四個以上的紫外光源。

優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述催化反應(yīng)槽的底部還設(shè)置有用于攪拌槽內(nèi)液體的磁力攪拌器。

優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述出水管連接有流量計，用于測量通過所述出水管抽出液體的流量。

優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述轉(zhuǎn)軸頂部通過傳動機(jī)構(gòu)連接有可控轉(zhuǎn)速及旋向的輸出電機(jī)。

優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述纖維膜的中部及下部連接有配重組件。

本發(fā)明提供的膜光催化反應(yīng)裝置，包括纖維膜組件和光催化組件，所述膜組件包括懸置于催化反應(yīng)槽中的纖維膜，以及與所述纖維膜連接、用于驅(qū)動所述纖維膜旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸。本發(fā)明提供的這種膜光催化反應(yīng)裝置，催化劑及待過濾液體混合于催化反應(yīng)槽中，通過光催化組件提供光照實現(xiàn)催化反應(yīng)，通過懸浮于液體中的纖維膜，過濾和截流濾出液體中的光催化劑及有機(jī)污染物，由于纖維膜連接有驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，通過轉(zhuǎn)動作用加強(qiáng)纖維膜的過濾截流作用，并能夠有效防止催化劑和有機(jī)物在膜面上某一位置形成沉積，從而有效的減少了膜污染，并通過旋轉(zhuǎn)的攪動作用令光催化劑在反應(yīng)槽內(nèi)分布更加均勻，增強(qiáng)了膜光催化降解污染物的效果。綜上所述，本發(fā)明提供的膜光催化反應(yīng)裝置有效地解決了膜光催化反應(yīng)器使用中所存在的膜污染等的技術(shù)問題。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的膜光催化反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記如下：

進(jìn)水箱1、進(jìn)水泵2、氣泵3、抽水泵4、出水箱5、輸出電機(jī)6、固定端7、紫外光源8、磁力攪拌器9、擴(kuò)散器10、轉(zhuǎn)軸11、纖維膜12。

具體實施方式

本發(fā)明實施例公開了一種膜光催化反應(yīng)裝置，以解決膜光催化反應(yīng)器使用中所存在的膜污染等的技術(shù)問題。

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的膜光催化反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明的實施例提供的膜光催化反應(yīng)裝置，包括纖維膜組件和光催化組件，所述膜組件包括懸置于催化反應(yīng)槽中的纖維膜12，以及與所述纖維膜12連接、用于驅(qū)動所述纖維膜12旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸11。

其中需要說明的是，催化反應(yīng)槽連通有進(jìn)出水機(jī)構(gòu)，如進(jìn)出水泵，并分別連通進(jìn)水箱1、出水箱5，并可以通過進(jìn)出水的靈活設(shè)置進(jìn)一步優(yōu)化纖維膜對催化劑及機(jī)污染物的截留過濾效果。

此外，為了避免由于旋轉(zhuǎn)離心力引起的纖維膜的膜絲或者膜絲接頭斷裂，可優(yōu)選的采用如下設(shè)計：纖維膜選擇較低的旋轉(zhuǎn)速度和較小的往復(fù)方向變化頻率以減少離心力，該方案可以通過選用可控的旋轉(zhuǎn)動力輸入解決；中空纖維選用具有較好支撐層的膜絲以提高拉伸性能。

本實施例提供的這種膜光催化反應(yīng)裝置，催化劑及待過濾液體混合于催化反應(yīng)槽中，通過光催化組件提供光照實現(xiàn)催化反應(yīng)，通過懸浮于液體中的纖維膜，過濾和截流濾出液體中的光催化劑及有機(jī)污染物，由于纖維膜連接有驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)軸，通過轉(zhuǎn)動作用增強(qiáng)了膜面與槽內(nèi)液體之間的剪切力，從而加強(qiáng)纖維膜的過濾截流作用，并能夠有效防止催化劑和有機(jī)物在膜面上某一位置形成沉積，有效的減少了膜污染，并通過旋轉(zhuǎn)的攪動作用令光催化劑在反應(yīng)槽內(nèi)分布更加均勻，增強(qiáng)了膜光催化降解污染物的效果。綜上所述，本發(fā)明提供的膜光催化反應(yīng)裝置有效地解決了膜光催化反應(yīng)器使用中所存在的膜污染等的技術(shù)問題。

該膜光催化反應(yīng)裝置可實現(xiàn)對各類有機(jī)廢水二級出水的高效深度處理，所述各類有機(jī)廢水包括：生活污水、印染、食品、制藥、造紙、皮革、含油和養(yǎng)殖廢水。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述纖維膜12的頂端與所述轉(zhuǎn)軸11安裝固定，所述轉(zhuǎn)軸11內(nèi)部呈中空管狀，并連接有用于從所述催化反應(yīng)槽中抽取濾出液的出水管。

本實施例提供的技術(shù)方案中，進(jìn)一步將轉(zhuǎn)軸設(shè)計成中空狀，并連接出水管，該設(shè)計令反應(yīng)槽的抽吸出水位置恰好位于旋轉(zhuǎn)的纖維膜的旋轉(zhuǎn)中心位置，保證了從反應(yīng)槽內(nèi)抽出的液體一定會先通過旋轉(zhuǎn)的纖維膜的過濾截流，保證了纖維膜的截流過濾效果，防止出現(xiàn)過濾不充分的情況。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述纖維膜12的頂部扎堆構(gòu)成用于所述轉(zhuǎn)軸11連接的固定端7，所述纖維膜12的底部呈游離狀懸浮于所述催化反應(yīng)槽的液體內(nèi)。

本實施例提供的技術(shù)方案中，通過在纖維膜頂部扎堆構(gòu)成固定端加強(qiáng)了纖維膜與轉(zhuǎn)軸連接位置的牢固程度，防止由于纖維膜的旋轉(zhuǎn)受到阻力拉伸纖維膜造成連接位置脫落或斷裂，纖維膜的膜絲下端獨自封口，在槽液內(nèi)呈游離狀態(tài)。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述出水管連接有用于抽吸的抽水泵4，所述出水管末端接入出水箱5。本實施例提供的技術(shù)方案，出水管連接有抽水泵，并連通出水箱，進(jìn)一步優(yōu)化了裝置的出水設(shè)計，通過對抽水泵工作輸出的控制可以達(dá)到控制流量的效果。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，還包括曝氣組件，所述曝氣組件包括設(shè)置于所述催化反應(yīng)槽底部的擴(kuò)散器10、及與所述擴(kuò)散器10連通的氣泵3。

本實施例提供的技術(shù)方案通過曝氣組件的設(shè)計，在工作中，在反應(yīng)槽底部產(chǎn)生大量的氣泡，氣泡上浮與懸浮于槽液中的纖維膜發(fā)生作用，氣泡能夠更加充分的攪動槽液令槽液更加均勻高效的與纖維膜接觸或者剪切，進(jìn)一步提升了過濾攔截的效果；優(yōu)選的選用可控輸出氣泡量的氣泵，通過對輸出氣泡量的調(diào)節(jié)可以實現(xiàn)對過濾效果與節(jié)能的綜合考慮。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述光催化組件包括均勻分布于所述纖維膜12周圍的四個或四個以上的紫外光源8。

本實施例提供的技術(shù)方案中，為保證光催化的充分進(jìn)行，在纖維膜周圍均勻分布多個紫外光源，通過這種光源的大面積均勻分布的設(shè)計保證了光催化過程能夠在整個槽體范圍內(nèi)都能夠充分進(jìn)行。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述催化反應(yīng)槽的底部還設(shè)置有用于攪拌槽內(nèi)液體的磁力攪拌器9。本實施例提供的技術(shù)方案中在反應(yīng)槽內(nèi)的底部設(shè)施磁力攪拌器，用于充分?jǐn)噭硬蹆?nèi)液體，令催化劑與待處理污水更加充分的混合保證了催化反應(yīng)的效果。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述出水管連接有流量計，用于測量通過所述出水管抽出液體的流量。進(jìn)一步的也可在反應(yīng)槽的進(jìn)水處的進(jìn)水泵2管路上設(shè)置流量計，用于更加精準(zhǔn)的控制反應(yīng)槽的進(jìn)出水，令反應(yīng)槽的工作更容易實現(xiàn)自動化的控制管理，減少直接的人力參與，降低了人力成本。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述轉(zhuǎn)軸11頂部通過傳動機(jī)構(gòu)連接有可控轉(zhuǎn)速及旋向的輸出電機(jī)6。傳動機(jī)構(gòu)可以包括齒輪組或者傳動帶輪等等之類的結(jié)構(gòu)，此處不再具體例舉。

本實施例提供的技術(shù)方案考慮到實際的催化反應(yīng)情況，可綜合調(diào)節(jié)各部件的工作參數(shù)，以到達(dá)最優(yōu)的效果，其中此處提供一種優(yōu)選的運行條件：轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度在0～300rpm,往復(fù)方向變化頻率在0～60s；曝氣強(qiáng)度在0～4l/min，反應(yīng)器的液體停留時間控制在1～20h，出水通量控制在0～40l/h。

為進(jìn)一步優(yōu)化上述技術(shù)方案，在上述實施例的基礎(chǔ)上優(yōu)選的，上述膜光催化反應(yīng)裝置中，所述纖維膜12的中部及下部連接有配重組件。本實施例提供的技術(shù)方案主要是為了保證在纖維膜的旋轉(zhuǎn)過程中，依然能夠保證纖維膜的工作姿態(tài)防止纖維膜打結(jié)成團(tuán)，造成過濾的效果下降。

采用上述各實施例中的膜光催化反應(yīng)裝置，進(jìn)行自動化的污水處理大致的工作過程如下：啟動進(jìn)水泵2，廢水進(jìn)入催化反應(yīng)槽中；往催化反應(yīng)槽內(nèi)加入光催化劑；啟動氣泵3，使整個反應(yīng)槽處于曝氣狀態(tài)；開啟轉(zhuǎn)軸11連接的輸出電機(jī)6，令纖維膜處于旋轉(zhuǎn)狀態(tài)；進(jìn)水過程如下，當(dāng)水位低于最低水位時候，進(jìn)水泵通電，開始進(jìn)水，水位達(dá)到最高水位時，進(jìn)水停止。打開紫外光源8，開啟光催化反應(yīng)，最后啟動抽水泵4通過纖維膜抽吸完成反應(yīng)器出水。

本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。