《废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法.pdf(26页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。
1、(10)申请公布号 CN 103435203 A(43)申请公布日 2013.12.11CN103435203A*CN103435203A*(21)申请号 201310327197.5(22)申请日 2013.07.24C02F 9/08(2006.01)(71)申请人李榕生地址 315010 浙江省宁波市海曙区联丰路169弄39号604室(72)发明人李榕生(54) 发明名称废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法(57) 摘要本发明涉及一种废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法,属于废水处理技术领域。现有的相关技术中,存在触媒流失、单罐容量偏小、降解反应终点时刻难辨明、触。
2、媒团聚物无法原位强力消散、触媒团聚发生无法被及时觉察、石英腔突水防范措施欠缺等等问题,本案针对上述系列问题。本案主要步骤包括:约束微波使其仅照射指定区域;扩展反应器尺寸;提高针对重点降解反应区域的空气供给强度;用外置的级联的三级反冲洗式过滤器针对触媒的进行逐级拦截;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;用臭氧传感器监察反应进程,并在抵达降解终点之时自动关闭相关电源;主动自检触媒团聚倾向;等等。(51)Int.Cl.权利要求书3页 说明书22页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书3页 说明书22页(10)申请公布号 CN 1034352。
3、03 ACN 103435203 A1/3页21.废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法,该方法的主要步骤如下:a,用金属材质的笼状的微波约束器将位于石英管内的无极紫外灯包藏起来,使得无极紫外灯处于该笼状的微波约束器的内部,该笼状的微波约束器其整体的结构位置也是在所述石英管的内部,该石英管是用于气液物相隔离、发挥屏护作用的构件,该笼状的微波约束器是一个笼形金属构件,该笼状的微波约束器的功能是将微波辐照约束在其内部;b,将该内部架设有受金属材质的笼状的微波约束器包裹的无极紫外灯的石英管悬空架设于一个喇叭筒状构件其腔管之内的腔管管径相对较小的区域,该架设方法使得该石英管全部或大部分隐入该。
4、喇叭筒状构件腔管之内,所述石英管的中轴线与该喇叭筒状构件的中轴线相互重合,所述石英管的外壁与围绕其周遭的喇叭筒状构件腔管管壁之间的距离控制在5厘米与40厘米之间,所述石英管的外壁与围绕其周遭的喇叭筒状构件腔管管壁之间的空域是光催化降解反应空域,该光催化降解反应空域其轮廓形态貌似扳指;c,将该内部悬空架设有所述石英管的喇叭筒状构件大头朝下地悬空架设在反应器的内腔之中,并使该喇叭筒状构件的中轴线与该反应器内腔底面相互垂直,由此将所述光催化降解反应空域其外周边界与反应器内腔腔壁之间的空域构建成容量扩展空域,该容量扩展空域包裹着所述光催化降解反应空域;d,将源自磁控管的波导管探入所述石英管内,并将该波。
5、导管的探入石英管的那一端与所述笼状的微波约束器的内腔进行联通,所述联通指的是微波通道意义上的联接与贯通;e,将位于反应器内腔下部区域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端口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;g,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;h,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;i,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。
6、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;j,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;k,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触媒浓浆过渡罐的内腔进行联接;l,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触媒浓浆过渡罐的内腔进行联接;m,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触媒浓浆过渡罐的内腔进行联接;n,在反应器尾气排放口位置。
7、架设臭氧传感器;o,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;p,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;q,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;r,将该电源控制器通过电缆与磁控管进行联接;s,将该电源控制器通过另一条电缆与空气泵进行联接;t,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;u,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。
8、外侧面位置或内侧面位置安装超声波换能器;v,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;w,将pH探头透权 利 要 求 书CN 103435203 A2/3页3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;x,将该pH探头与pH分析仪进行联接;y,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;z,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;aa,将两对干簧式浮球液位控制器透过反应器的顶部伸入到反应器的内腔,将。
9、其中的一对干簧式浮球液位控制器通过一个继电器与向反应器内腔灌注废水的水泵其电源线缆进行联接,将其中的另一对干簧式浮球液位控制器通过另一个继电器与所述增压泵其电源线缆进行联接;bb,在该触媒浓浆过渡罐其内腔底部位置开凿触媒浓浆回流口,还将该触媒浓浆回流口经由管道并透过触媒浓浆回流阀与反应器的内腔进行联接,该触媒浓浆回流阀是用于开关控制该触媒回流通道的阀体,该触媒浓浆过渡罐是一个中空的罐体,该触媒浓浆过渡罐用于暂时存放所述过滤器其反冲洗程序所排放的触媒浓度比较高的水体,该触媒浓浆过渡罐其底部的安装高度是在该反应器其顶部高度之上;cc,在该空气泵与该石英管管腔之间的联接气路上以旁路方式接入一个微型隔。
10、膜泵,该微型隔膜泵其功率介于5瓦与50瓦之间,该微型隔膜泵其出气口工作压强介于1米水柱与5米水柱之间,该微型隔膜泵其出气量在每分钟1升与每分钟80升之间。2.根据权利要求1所述的废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法,其特征在于,该笼状的微波约束器其材质是经过镜面抛光处理的不锈钢,以及,该笼状的微波约束器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所述的废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法,其特征在于,使该笼状的微波约束器其外壁与所述石英管内壁相互紧贴或相互间距小于5.0厘米。4.根据权利要求3所述的废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法。
11、,其特征在于,使该笼状的微波约束器其外壁与所述石英管内壁相互紧贴。5.根据权利要求1所述的废水光降解触媒其团聚主诱因参数自检的反应器扩容方法,其特征在于,该喇叭筒状构件其选定材质是不锈钢。6.根据权利要求1所述的废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法,其特征在于,所述石英管的外壁与围绕其周遭的喇叭筒状构件腔管管壁之间的距离控制在15厘米与30厘米之间。7.根据权利要求1所述的废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法,其特征在于,该喇叭筒状构件的上部端口与该反应器内腔腔顶的距离控制在10厘米与100厘米之间;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横向距离。
12、控制在5厘米与300厘米之间;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底面之间的纵向距离控制在5厘米与100厘米之间。8.根据权利要求1所述的废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法,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。9.根据权利要求1所述的废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法,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。权 利 要 求 书CN 103435203 A3/3页410.根据权利要求1所述的废水光催化降解其。
13、触媒拦截机构升级的反应器扩容方法,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。权 利 要 求 书CN 103435203 A1/22页5废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法技术领域0001 本发明涉及一种废水光催化降解其触媒拦截机构升级的反应器扩容方法,属于C02F废水处理技术领域。背景技术0002 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。。
14、0003 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。0004 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浮液,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。
15、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。0005 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。0006 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。0007 以下将要谈到的问题,共有十五个;该十五个问题是并列的十五个问题;其排序的先后仅仅是出于论述便捷的考虑。000。
16、8 问题之一:0009 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。
17、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说 明 书CN 103435203 A2/22页6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。0010 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。0。
18、011 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。0012 问题之二:0013 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。
19、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。0014 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。0015 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。0016 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。
20、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。
21、,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。
22、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。说 明 书CN 103435203 A3/22页70017 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。
23、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。0018 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。
24、的拦截结构方案以及相关膜组件的清洁方案都不理想。0019 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。0020 问题之三:0021 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。
25、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,。
26、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。
27、意义的值得关注的技术问题,此为问题之三。0022 问题之四:说 明 书CN 103435203 A4/22页80023 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。
28、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。0024 问题之五:0025 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。0026 如CN102260003A所展示。
29、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。
30、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。
31、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。0027 问题之六:说 明 书C。
32、N 103435203 A5/22页90028 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。
33、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。
34、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。
35、的无极紫外废水降解反应器,此为问题之六。0029 问题之七:0030 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。
36、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。0031 问题之八:0032 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,基于膜分说 明 书CN 103435203 A6/22页10离。
37、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CN1。
38、02260003A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。0033 问题之九:0034 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。
39、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。
40、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。0035 问题之十:0036 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。0037 问题之十一:说 明 书CN 103435203 A10。