顾及微波耦合作用的光催化废水降解反应器扩容方法技术

本发明专利技术涉及一种顾及微波耦合作用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。现有的针对含有机污染物工业废水的微波光催化降解技术中，存在反应器单罐废水处理量偏小、重复操作频度高以及内部液体循环强度不足等问题，本案旨在兼顾微波与光化学催化耦合作用的前提下解决上述问题。本案方法在反应器内部架设一套相互配合的金属组件来对微波辐照空域进行强制隔离，将微波辐照限制在反应器内部一段能够允许废水液流、含臭氧气泡流自由进出的柱形空域之内，由此在该段柱形空域其周围边界与反应器内壁之间构建一个没有微波辐照的允许大幅扩张其设计尺寸的容量扩展空域。该方法所涉金属组件的架设方式还有利于促成内部液流大循环。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，属于C02F废水处理

技术介绍
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，近年来发展迅猛。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。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。此外，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。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，在兼顾所述耦合作用的前提下，研发一种能够促成反应罐设计容量大幅提升、有助于减少不必要重复操作次数的有效方法，并且，该方法还应当能够捎带强化反应罐内部液体的相对大尺度的循环运动。 本专利技术通过如下方案解决所述技术问题，该方案提供一种，该方法的主要步骤如下:a，将一个金属材质的喇叭筒状构件大头朝下竖直地悬空架设在反应器内腔之中，所述反应器其主体是一个金属材质的反应罐；b，将内部架设有无极紫外灯的石英管竖直地悬空架设于该喇叭筒状构件其腔管之内的上部空域；C，在该喇叭筒状构件其腔管之内石英管之上的结构位置以及石英管之下的结构位置分别用金属网进行隔断，一上一下共涉及两片金属网，分别是上片金属网以及下片金属网，其中的上片金属网邻近该喇叭筒状构件的上部端口或与该上部端口持平，该一上一下两片金属网在该喇叭筒状构件其腔管之内切割、勾勒出一段内含悬空架设的所述石英管的柱形空域，该段柱形空域的周围边界其与反应器内腔腔壁之间的空域构成了容量扩展空域，该容量扩展空域包裹着该段柱形空域；d，将源自磁控管的波导管探入反应器的内腔，并将该波导管的探入反应器内腔的那一端透过上片金属网与该段柱形空域进行联通，所述联通指的是微波通道意义上的连接与贯通，该段柱形空域的构建目的是将微波辐照限制在该段柱形空域边界之内；e，将位于反应器内腔底部的用于释放含臭氧空气的微孔曝气头移入该喇叭筒状构件其大头端边沿在反应器内腔底面铅垂投影所圈定的范围之内；f，在三维方向上延展、扩大所述容量扩展空域的尺寸。仅就金属材质一词而言，其技术含义本身是公知的。该喇叭筒状构件其优选材质是不锈钢；当然，该喇叭筒状构件选用任何其它材质的金属，也是本案所允许的。该金属网其优选材质是不锈钢；该金属网其材质也可以允许选用任何其它金属。当该金属网选定材质是不锈钢时，该不锈钢材质的金属网可以是不锈钢冲孔板或利用不锈钢丝经编织制成的不锈钢丝网。在步骤b中，可以控制该石英管的外壁与该段柱形空域周围边界之间的距离，使得该距离介于3.0厘米与30.0厘米之间，该距离范围是优选的距离范围；然而，在这个距离范围之外的其它任意选定的距离值也是本案所允许的。在步骤b中，更可以控制该石英管的外壁与该段柱形空域周围边界之间的距离，使得该距离介于10.0厘米与20.0厘米之间，该距离范围是更进一步优选的距离范围。该波导管其优选材质是不锈钢；当然，该波导管其材质也可以允许是其它任意选定的金属。该喇叭筒状构件的上部端口其与该反应器内腔腔顶的距离的优选值在20厘米与100厘米之间，这是优选值范围；当然，在这个范围之外的其它任意选定的距离值也是本案所允许的。该喇叭筒状构件的朝下的大头端其端口边沿与该反应器内腔侧壁之间的距离以及与该反应器内腔底面之间的距离其优选的控制范围是在5厘米与50厘米之间；但是，在这个范围之外的其它任意选定的距离值也是本案所允许的。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:在反应器内腔架设液位控制开关，用于准确定位理想的液位高度；所述液位控制开关其本身的技术含义是公知的；所述液位控制开关市场有售；所述其它步骤还例如在所述金属容器底部开凿排污口本文档来自技高网...

【技术保护点】
顾及微波耦合作用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，将一个金属材质的喇叭筒状构件大头朝下竖直地悬空架设在反应器内腔之中，所述反应器其主体是一个金属材质的反应罐；b，将内部架设有无极紫外灯的石英管竖直地悬空架设于该喇叭筒状构件其腔管之内的上部空域；c，在该喇叭筒状构件其腔管之内石英管之上的结构位置以及石英管之下的结构位置分别用金属网进行隔断，一上一下共涉及两片金属网，分别是上片金属网以及下片金属网，其中的上片金属网邻近该喇叭筒状构件的上部端口或与该上部端口持平，该一上一下两片金属网在该喇叭筒状构件其腔管之内切割、勾勒出一段内含悬空架设的所述石英管的柱形空域，该段柱形空域的周围边界其与反应器内腔腔壁之间的空域构成了容量扩展空域，该容量扩展空域包裹着该段柱形空域；d，将源自磁控管的波导管探入反应器的内腔，并将该波导管的探入反应器内腔的那一端透过上片金属网与该段柱形空域进行联通，所述联通指的是微波通道意义上的连接与贯通，该段柱形空域的构建目的是将微波辐照限制在该段柱形空域边界之内；e，将位于反应器内腔底部的用于释放含臭氧空气的微孔曝气头移入该喇叭筒状构件其大头端边沿在反应器内腔底面铅垂投影所圈定的范围之内；f，在三维方向上延展、扩大所述容量扩展空域的尺寸。...

【技术特征摘要】
1.及微波耦合作用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，将一个金属材质的喇机筒状构件大头朝下竖直地悬空架设在反应器内腔之中，所述反应器其主体是一个金属材质的反应罐；b，将内部架设有无极紫外灯的石英管竖直地悬空架设于该喇叭筒状构件其腔管之内的上部空域；C，在该喇叭筒状构件其腔管之内石英管之上的结构位置以及石英管之下的结构位置分别用金属网进行隔断，一上一下共涉及两片金属网，分别是上片金属网以及下片金属网，其中的上片金属网邻近该喇叭筒状构件的上部端口或与该上部端口持平，该一上一下两片金属网在该喇机筒状构件其腔管之内切割、勾勒出一段内含悬空架设的所述石英管的柱形空域，该段柱形空域的周围边界其与反应器内腔腔壁之间的空域构成了容量扩展空域，该容量扩展空域包裹着该段柱形空域；d，将源自磁控管的波导管探入反应器的内腔，并将该波导管的探入反应器内腔的那一端透过上片金属网与该段柱形空域进行联通，所述联通指的是微波通道意义上的连接与贯通，该段柱形空域的构建目的是将微波辐照限制在该段柱形空域边界之内；e，将位于反应器内腔底部的用于释放含臭氧空气的微孔曝气头移入该喇叭筒状构件其大头端边沿在反应器内腔底面铅垂投影所圈定的范围之内；f，在三维方向上延展、扩大所述容量扩展空域的尺寸。2.根据权利要求1所述的顾及微波耦合作用的光催化废水降解反应器扩容方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李榕生，葛从辛，李天华，王冬杰，孙杰，干宁，孔祖萍，任元龙，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：