一种便于分散和回收光催化剂的污水处理装置的制作方法

本实用新型涉及污水处理装置，特别是一种便于回收光催化剂的污水处理装置。

背景技术：

随着经济的快速发展，各种有毒难降解污染物进入环境，导致水质下降和水污染事件的发生。水资源的短缺及污染影响着人们的正常生活和生产，对污水进行净化处理成为亟待解决的问题。要实现对难生化降解废水的处理，治理手段因不同废水来源及应用可行性而不同，其中以光催化技术最为廉价和高效。

与传统的污水处理方法相比较，光催化降解污水处理不仅能够处理多种有机污染物，具有很好的杀菌及抑制病毒活性的作用，而且不会形成对人体有害的中间产物，是当前最具有开发前景的水处理技术之一。金属有机骨架(MOFs)材料具有高比表面积，高孔隙率且孔大小均匀可调、金属中心多样性等特点，可以提供主体环境或纳米反应空穴，因此，常常被用来封装负载铁钴镍等元素及其氧化物，制备得到磁性催化剂。该类磁性催化剂在光催化水处理领域有着广阔的应用前景。

光催化反应器作为光催化反应的主体设备，决定了催化剂活性的发挥和对光的利用问题，也将直接影响光催化反应的效率。目前，按照光催化剂的存在方式，光催化反应器主要分为悬浮式和固定式两大类。常见的反应器主要有组合槽式集热反应器、倾斜板式反应器、双夹层板式反应器、固定床光反应器和流化床光反应器等。现在光催化废水处理技术在工程上存在一些难题，一方面，催化剂分散困难，导致反应效率降低，反应不充分；另一方面，考虑到光催化剂的制作成本及复杂的制备流程，对其进行回收是必要的。现有的反应器，催化剂不可回收，这导致催化剂不能重复利用，成本增加，资源浪费。因此，制备一种便于分散和回收光催化剂的污水处理装置就显得尤为必要。

技术实现要素：

本实用新型用于克服已有技术之缺陷，提供一种便于分散和回收光催化剂的污水处理装置。所述装置能够实现光催化剂的良好分散及高效回收，既能够保证较高的反应效率，又能够节约资源。

本实用新型解决上述问题所采用的技术方案如下：

一种便于分散和回收光催化剂的污水处理装置，包括光反应器和磁场发生装置，所述光反应器包括反应器主体、进水口和出水口，所述反应器主体为铁磁性圆筒体，所述进水口位于反应器主体的底部，所述出水口位于反应器主体的顶部；所述磁场发生装置包括螺线圈和电流控制器，所述螺线圈与电流控制器相连，所述螺线圈缠绕在反应器主体外部的下端部。

上述便于分散和回收光催化剂的污水处理装置还包括催化剂回收处理装置，所述催化剂回收处理装置包括催化剂回收池和催化剂收集装置，所述催化剂收集装置包括电机、轴承、磁性吸盘、刮板和催化剂收集池；所述催化剂回收池中部设有溢流隔板，所述磁性吸盘为圆盘，安装在催化剂回收池的上部，其下半部分浸没在催化剂回收池中；所述磁性吸盘分为两面，远离溢流隔板侧为绝缘侧，靠近溢流隔板侧为磁性侧；所述刮板安装在磁性吸盘的磁性侧。

上述便于分散和回收光催化剂的污水处理装置，其刮板为斜向下安装，并倾斜与磁性吸盘之间有夹角α，所述刮板上端位于磁性吸盘的圆心处，下端位于磁性吸盘的边缘，长度与磁性吸盘半径相同，与磁性吸盘上半部分夹角α为45℃，与水平方向夹角β为30℃。

上述便于分散和回收光催化剂的污水处理装置，其反应器主体增设进气口和排气口，所述进气口位于反应器主体的底部，所述排气口位于反应器主体的顶部。

本实用新型具有以下有益效果：

反应器为圆柱体，内部灯管竖直安装，可使得光线均匀充分的照射反应溶液，有利于反应的高效发生。

反应过程中有气体产生，增设进气口和排气口，通过向反应器内通入惰性气体，辅助搅拌，有利于催化剂的分散，使反应充分发生，提高反应效率。

调节磁场发生装置的电流方向，可实现催化剂的分散和沉积，当施加向上的磁场时，催化剂受到向上的磁力，能更好的分散催化剂；当施加向下的磁场时，由于重力和磁力的双重作用，催化剂沉积在底部，便于回收。

增设催化剂回收处理装置，可实现催化剂的回收提取，提高催化剂的利用率，节省成本。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为催化剂收集装置结构示意图。

图中各标号分别表示为：

1、开关；2、电流控制器；3、固定架；4、进水口；5、阀门；6、进气口；7、催化剂排出口；8、螺线圈；9、反应器主体；10、固定夹；11、出水口；12、排气口；13、催化剂回收池；14、电机；15、轴承；16、磁性吸盘；17、刮板；18、溢流隔板；19、收集通道；20、催化剂收集池。

具体实施方式

参考图1，本实用新型包括光反应器、磁场发生装置和催化剂回收处理装置，具体流程如下所述。

如图1所示，调节电流控制器(2)，为螺线圈(8)通以正向电流，在反应器主体(9)内产生向上的磁场，反应器内部的催化剂受到向上的力，处于悬浮的状态。向进气口(6)内通以惰性气体，辅助搅拌，催化剂良好的分散。当反应结束或需更换催化剂时，停止向进气口(6)通气，调节电流控制器(2)，为螺线圈(8)通以反向电流，在反应器主体(9)内产生向下的磁场，反应器内部的催化剂受到向下的磁力，会富集吸附到反应器主体(9)的下部。打开催化剂排出口，停止为螺线圈(8)通电，辅助向反应器主体(9)内加水冲刷，催化剂溶液流入到催化剂回收池中，在溢流隔板(18)附近吸附到磁性吸盘(16)上。磁性吸盘旋转将催化剂带出溶液，通过刮板(17)刮取收集到催化剂收集池(20)中，收集好的催化剂可进一步再生使用。

此外，针对强弱不同的磁性催化剂，电流控制器可控制通电电流的大小，以此控制反应器主体(9)内磁场的强弱。