本發(fā)明涉及環(huán)保技術領域，具體而言，涉及一種高鹽廢水光催化裝置及系統(tǒng)。

背景技術：

化工企業(yè)特別是石化類企業(yè)在生產(chǎn)時產(chǎn)生的廢水通常為含有大量有機污染物的高鹽廢水，其直接排放將嚴重影響周邊的環(huán)境安全和居民的身體健康，要求企業(yè)的外排水量進一步減小甚至做到接近零排放量。光觸媒在紫外光照射下能夠產(chǎn)生具有強氧化性的空穴、羥基自由基、超氧離子自由基、超氧羥基自由基等，能快速無選擇性地將大多數(shù)有機污染物氧化至最終產(chǎn)物CO₂和H₂O，該光催化處理具有反應快、礦化率高、不產(chǎn)生二次污染、運行簡單等優(yōu)勢被廣泛應用于高鹽廢水的處理中。

在大工業(yè)化的實際應用中，通常需要對反應的速度進行調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)工藝的可控性。但是，高鹽廢水光催化反應的研究通常只注重加快反應速度，極少涉及對其反應速度的可控調(diào)節(jié)?，F(xiàn)有技術中，采用組合燈管通過切換電路改變激發(fā)光源強度從而改變反應的速度，但是該方法存在燈管結構復雜、成本高、部分燈管損壞后需整體取出更換等缺點，且該調(diào)節(jié)性受到燈管的組數(shù)限制。此外，改變施加于光源的強度調(diào)節(jié)激發(fā)光源的強度，大工業(yè)化的變壓操作能耗高且使燈管容易損壞。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種高鹽廢水光催化裝置，其能夠準確地調(diào)節(jié)光催化反應的速度，且操作簡單、使用壽命長。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種高鹽廢水光催系統(tǒng)，其采用上述的高鹽廢水光催化裝置進行高鹽廢水的大工業(yè)化處理，工藝簡單，反應可控，能耗低，且設備成本低、使用壽命長。

本發(fā)明的實施例是這樣實現(xiàn)的：

一種高鹽廢水光催化裝置，包括第一筒體、第二筒體及殼體，第一筒體的內(nèi)部具有反應腔，反應腔的軸線設置有發(fā)光器件，第一筒體的進料端可拆卸連接有第一板體，第一板體開設有與反應腔連通的進料口，第一筒體的出料端設置有與反應腔連通的出料口，殼體套設于第一筒體的遠離反應腔的一側并與第一筒體之間形成容納腔，容納腔的兩端開口固定防水軸承，容納腔內(nèi)設置有轉動連接于防水軸承的轉軸，轉軸套設有齒輪，第一筒體的遠離容納腔的一側設置有多組第一光催化板組，每組第一光催化板組包括沿第一筒體的軸線方向并排設置的多個第一光催化板，沿第一筒體的軸線方向相鄰兩個第一光催化板之間開設有連通反應腔及容納腔的安裝槽，第二筒體套設于第一筒體外且位于容納腔內(nèi)，第二筒體的靠近第一筒體的一側可拆卸連接有多個第二光催化板，每個第二光催化板滑動設置于安裝槽并伸入反應腔，第二筒體的遠離第一筒體的一側設置有與齒輪嚙合的齒槽。

一種高鹽廢水光催化系統(tǒng)，包括預處理單元、后處理單元及上述的高鹽廢水光催化裝置，預處理單元與進料口連通，后處理單元與出料口連通。

本發(fā)明實施例的有益效果是：

本發(fā)明提供的高鹽廢水光催化裝置，在第一筒體的內(nèi)側壁設置第一光催化板，在第二筒體的內(nèi)側壁連接多個伸入第一筒體的反應腔的第二光催化板，高鹽廢水中的有機物污染物等在第一光催化板及第二光催化板上進行光催化反應實現(xiàn)凈化。第二筒體與殼體之間設置有和第二筒體的外側壁設置的齒槽嚙合的齒輪，其用于驅(qū)動第二筒體以其軸線為旋轉軸進行轉動。由于第一光催化板和第二光催化板在沿反應腔的軸線方向上并排相間設置，且第二光催化板能隨第二筒體的轉動在安裝槽內(nèi)進行滑動，通過齒輪帶動第二筒體進行轉動，使第一光催化板和第二光催化板的相對位置發(fā)生變化，第一光催化板和第二光催化板分別在沿第一筒體的軸線方向上的投影在重疊和錯位狀態(tài)之間進行變換，且在沿第一筒體的軸線方向上相鄰的兩個光催化板的距離發(fā)生變化。由于提供激發(fā)光源的發(fā)光器件設置于反應腔的軸線處，第一光催化板和第二光催化板的上述相對位置的變化能夠?qū)ぐl(fā)光源的有效利用率及光觸媒的量子效率進行調(diào)節(jié)，從而可控地調(diào)節(jié)光催化反應的速度。該設置方式通過利用轉軸驅(qū)動第二筒體轉動調(diào)節(jié)光催化板對激發(fā)光源的有效利用率從而控制光催化反應的速度，調(diào)節(jié)穩(wěn)定且調(diào)節(jié)范圍大，操作方便，設備簡單且使用壽命長。

本發(fā)明提供的高鹽廢水光催化系統(tǒng)，采用上述的高鹽廢水光催化裝置進行高鹽廢水的大工業(yè)化光催化處理，工藝簡單，反應可控，能耗低，且設備成本低、使用壽命長。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，應當理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例提供的高鹽廢水光催化裝置的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的第一筒體的結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例提供的齒條與轉軸的配合狀態(tài)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的高鹽廢水光催化裝置第一工作狀態(tài)示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例提供的高鹽廢水光催化裝置第二工作狀態(tài)示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的高鹽廢水光催化裝置第三工作狀態(tài)示意圖。

圖標：100-高鹽廢水光催化裝置；110-第一筒體；111-反應腔；112-進料端；113-第一板體；114-進料口；115-進氣口；116-出料端；117-出料口；118-發(fā)光器件；119-第一光催化板；120-安裝槽；121-第一止點；122-第二止點；130-第二筒體；131-齒槽；132-第二卡槽；133-第二光催化板；140-殼體；141-卡扣；150-容納腔；151-防水軸承；152-第一卡槽；153-齒條；154-轉軸；155-第一端部；156-齒輪；157-第二端部；158-驅(qū)動輪。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創(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)明保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“第一”、“第二”“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

術語“上”、“下”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。

此外，“垂直”、“平行”、“重疊”、“交錯”等術語并不表示要求部件之間絕對保持該相對位置關系，而是可以稍微傾斜等。如“垂直”僅僅是指其方向相對而言更加垂直，并不是表示該結構一定要完全垂直，而是可以稍微傾斜。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”等應做廣義理解。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明提供一種高鹽廢水光催化處理系統(tǒng)(圖未示)，包括依次連通的用于對高鹽廢水進行過濾等預處理的預處理單元(圖未示)、進行光催化氧化的高鹽廢水光催化裝置100及進行氣液分離等后處理的后處理單元(圖未示)。

請參閱圖1，該高鹽廢水光催化裝置100由內(nèi)到外依次包括第一筒體110、第二筒體130及殼體140。

第一筒體110內(nèi)部開設有用于進行光催化反應的反應腔111，該第一筒體110包括進料端112和出料端116，進料端112開口，出料端116封閉。進料端112的該開口處可拆卸連接有第一板體113，實現(xiàn)反應腔111的開閉。

在本實施例中，進料端112的外側壁設置有外螺紋，第一板體113的靠近第一筒體110的一側通過該外螺紋與進料端112螺紋連接。螺紋連接方式便于拆裝，便于在使用前后在反應腔111內(nèi)對設備進行安裝、維護等操作；同時其具有連接穩(wěn)定、密閉性好等優(yōu)點。

可以理解的是，在本發(fā)明其他的實施中，進料端112和第一板體113還可以采用卡接等可拆卸的連接方式。此外，出料端116也可以設置為開口的形式，并通過在出料端116可拆卸連接第二板體(圖未示)實現(xiàn)反應腔111的開閉。

在本實施例中，第一板體113開設有與反應腔111連通的進料口114和進氣口115，出料端116開設有與反應腔111連通的出料口117。進料口114用于與預處理單元連通，出料口117用于與后處理單元連通。進氣口115用于向反應腔111內(nèi)充入氧氣等，促進光催化反應的進行。

反應腔111的軸線處設置有發(fā)光器件118，發(fā)光器件118可以采用高壓汞燈、中壓汞燈、低壓汞燈、氙燈、金鹵燈等。發(fā)光器件118的兩端分別固定于進料端112和出料端116，其貫穿反應腔111的設置使其發(fā)出的激發(fā)光源能夠盡可能地充滿整個反應腔111，利用光催化反應的進行。

請參閱圖2，在本實施例中，第一筒體110的內(nèi)側壁設置有多組第一光催化板組(圖未示)，多組第一光催化板組沿第一筒體110的軸線均勻分布。每組第一光催化板組包括沿第一筒體110的軸線方向并排設置的多個第一光催化板119，該多個第一光催化板119在沿第一筒體110的軸線方向的投影大致地重疊。每個第一光催化板119的表面設置有TiO₂薄膜或其他形式的光觸媒用于進行光催化反應。沿第一筒體110的軸線方向上，相鄰兩個第一光催化板119之間的距離可根據(jù)第一筒體110的直徑及光觸媒的種類進行設置。

在本實施例中，第一光催化板119與第一筒體110采用卡接的連接方式，該設置方式便于對第一光催化板119進行清洗、維護及更換。同時其便于根據(jù)所處理的高鹽廢水的不同對沿第一筒體110的軸線方向上的相鄰兩個第一光催化板119之間的距離進行調(diào)節(jié)，改變激發(fā)光源對第一光催化板119的照射率，從而改變第一光催化板119的料子效率及光催化反應的速率。當然，在本發(fā)明其他的實施例中，第一光催化板119和第一筒體110也可以采用螺紋連接等可拆卸的連接方式。

請一并參閱圖1及圖2，殼體140與第一筒體110之間形成容納腔150，第一筒體110的側壁開設有多個連通反應腔111及容納腔150的安裝槽120，安裝槽120設置于沿第一筒體110的軸線方向上的兩個第一光催化板119之間，每個安裝槽120包括第一止點121和第二止點122。

容納腔150的兩端開口固定設置有用于封閉容納腔150的防水軸承151，防水軸承151的內(nèi)圈套設于第一筒體110，防水軸承151外圈設置有第一卡槽152，殼體140的內(nèi)側壁即靠近容納腔150的一側設置有與第一卡槽152配合的卡扣141以實現(xiàn)殼體140與防水軸承151卡接，從而增加防水軸承151與殼體140之間連接的穩(wěn)定性及密閉性。較佳的，為了增加第一筒體110與殼體140之間的密閉性，還可以在第一筒體110的外側壁和防水軸承151的內(nèi)圈之間設置防水墊圈等防水結構。

請一并參閱圖1及圖3，防水軸承151設置有齒條153和轉軸154。齒條153滑動連接于防水軸承151的遠離容納腔150的一側。轉軸154位于容納腔150內(nèi)并與防水軸承151轉動連接。轉軸154包括第一端部155和第二端部157，第一端部155位于容納腔150內(nèi)且外壁套設有齒輪156。第二端部157貫穿防水軸承151并套設有與該齒條153嚙合的驅(qū)動輪158。齒條153在防水軸承151上進行往復運動的過程中通過驅(qū)動輪158帶動齒輪156進行往復轉動。

進一步的，請繼續(xù)參閱圖1，第二筒體130套設于第一筒體110的遠離反應腔111的一側即第一筒體110的外側壁并位于容納腔150內(nèi)。

第二筒體130的外側壁設置有齒槽131，該齒槽131與連接于轉軸154上的齒輪156嚙合，使第二筒體130在齒輪156的帶動下在一定角度內(nèi)進行往復的轉動。本發(fā)明采用齒輪156帶動第二筒體130進行轉動，利用齒輪156傳動其精確度高，穩(wěn)定性好。同時齒輪156傳動的方式操作便捷，設備簡單且使用壽命長。

請一并參閱圖4、圖5及圖6，第二筒體130的靠近第一筒體110的一側開設有多個與安裝槽120配合的第二卡槽132，每個第二卡槽132內(nèi)可拆卸連接有第二光催化板133。每個第二光催化板133通過安裝槽120伸入反應腔111用于進行光催化反應。上述可拆卸的連接方式便于將第二筒體130套設于第一筒體110后，拆除第一板體113使進料端112開口，再將第二光催化板133從進料端112伸入反應腔111中并通過安裝槽120設置于第二卡槽132內(nèi)。

由于大工業(yè)化的工藝需要實現(xiàn)反應的可控，且光催化反應過程中會有CO₂等氣體產(chǎn)生，因此需要對反應速度進行調(diào)節(jié)。本實施例中，第二光催化板133可隨第二筒體130的往復轉動在安裝槽120的第一止點121和第二止點122之間進行滑動，從而便捷、準確地改變第二光催化板133在反應腔111內(nèi)和第一光催化板119之間的相對位置，調(diào)節(jié)光催化反應的速度。

進一步的，在本實施例中，第一光催化板119與第一筒體110的連接處對應的圓周角的大?。旱诙獯呋?33與第二筒體130的連接處所對應的圓周角的大?。喊惭b槽120對應的圓周角的大小大致為1:1:2，且第一光催化板119和第二光催化板133到發(fā)光器件118的距離相同。

上述設置中，如圖4所示，當?shù)诙獯呋?33抵靠于安裝槽120的第一止點121時，由于第二第一光催化板119與第一筒體110的連接處對應的圓周角的大?。旱诙獯呋?33與第二筒體130的連接處所對應的圓周角的大小大致為1:1，第一光催化板119和第二光催化板133在沿第一筒體110的軸線方向上的投影完全重疊。此時，沿垂直于第一筒體110的軸線方向上同一平面內(nèi)第一光催化板119與第二光催化板133的截面積之和最小，且沿第一筒體110的軸線方向上相鄰兩個光催化板之間的距離最小。該工作狀態(tài)下，激發(fā)光源對光催化板的照射面積最小，其激發(fā)光源的利用率??；且光生電子和空穴的復合率提高，光催化板的量子效率低，該光催化反應的速度較慢。

如圖5所示，當?shù)诙獯呋?33隨第二筒體130轉動并抵靠于安裝槽120的第二止點122時，由于第二光催化板133與第二筒體130的連接處所對應的圓周角的大?。喊惭b槽120對應的圓周角的大小大致1:2，第一光催化板119和第二光催化板133在沿第一筒體110的軸線方向上的投影完全交錯，即重疊面積為零。此時，沿垂直于第一筒體110的軸線方向上同一平面內(nèi)第一光催化板119與第二光催化板133的截面積之和最大，且沿第一筒體110的軸線方向上相鄰兩個光催化板之間的距離最大。該工作狀態(tài)下，激發(fā)光源對光催化板的照射面積最大，其激發(fā)光源的利用率高；且光生電子和空穴的復合率降低，光催化板的量子效率高，該光催化反應的速度較快。

如圖6所述，當?shù)诙獯呋?33隨第二筒體130轉動位于第一止點121及第二止點122之間時，第一光催化板119和第二光催化板133在沿第一筒體110的軸線方向上的投影部分重疊，且其重疊面積隨第二光催化板133的轉動而變化。該工作狀態(tài)下，光催化反應的速率介于第二光催化板133位于第一止點121和第二止點122之間，并隨第二筒體130的轉動而變化。

需要說明的是，在本發(fā)明其他的實施例中，第一光催化板119與第一筒體110的連接處對應的圓周角的大?。旱诙獯呋?33與第二筒體130的連接處所對應的圓周角的大?。喊惭b槽120對應的圓周角的大小大致為1:1:1.5-2.5即可，該設置對第一光催化板119和第二光催化板133的相對位置調(diào)節(jié)性強，光催化反應速率調(diào)節(jié)效果好。

綜上，本發(fā)明提供的高鹽廢水光催化裝置100，通過調(diào)節(jié)沿第一筒體110的軸線方向上相鄰的兩個光催化板之間的距離，以及第一光催化板119和第二光催化板133沿第一筒體110的軸線方向上投影的重疊面積，從而調(diào)節(jié)激發(fā)光源的有效利用率及光觸媒的量子效率，調(diào)節(jié)光催化反應的反應速率。本發(fā)明采用齒輪156傳動的方式帶動第二光催化板133在安裝槽120的第一止點121和第二止點122之間進行滑動，其調(diào)節(jié)精確高，穩(wěn)定性強，操作簡單，且設備損耗低、使用壽命長。能夠?qū)崿F(xiàn)對大工業(yè)化反應的有效控制，同時大大地節(jié)約工業(yè)成本。

本發(fā)明提供的高鹽廢水光催化系統(tǒng)，采用上述的高鹽廢水光催化裝置100進行高鹽廢水的大工業(yè)化光催化處理，工藝簡單，反應可控，能耗低，且設備成本低、使用壽命長。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領域的技術人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。