[发明专利]凸轮式催化剂动态均布的水处理设备及设计方法

说明书

本发明涉及一种凸轮式催化剂动态均布的水处理设备及设计方法，包括罐体，所述罐体包括上端的进水模块、下端的底座以及中间的催化反应模块，所述催化反应模块包括模块壳体、反应容器和凸轮驱动组件，其中四组凸轮驱动组件沿着圆周方向均匀分布于反应容器外侧，所述凸轮驱动组件包括T型杆、凸轮和驱动机构，凸轮通过所述驱动机构驱动旋转，并且凸轮外表面设有螺旋状的凸轮凹槽，反应容器外壁设有圆周凹槽，T型杆前端横杆嵌入所述圆周凹槽中、后端置于对应凸轮上的凸轮凹槽中。本发明能够实现催化剂的动态均匀分布，提高水处理效果，可根据实际需要组合，从而满足光催化水处理、光催化‑臭氧耦合水处理、臭氧催化氧化水处理等处理方式的要求。

技术领域

本发明涉及催化水处理技术领域，具体地说是一种凸轮式催化剂动态均布的水处理设备及设计方法。

背景技术

目前催化水处理技术主要包括光催化水处理、光催化-臭氧耦合水处理、臭氧催化氧化水处理等方式。其中光催化水处理设备主要是利用光照射到催化剂表面上使得催化剂产生反应活性物种从而发生化学反应达到处理水效果的设备。目前的光催化反应器主要分为两类，即悬浮体系光催化反应设备和光催化膜反应设备，但这两类设备都不能实现连续处理水的同时催化剂颗粒在光照深度内的厚度层中动态均匀分布。具体而言，悬浮体系光催化反应设备存在光照不充分、不能连续反应、反应结束后催化剂分离难等问题，而光催化膜反应器具有催化剂比表面积小，不容易达到充分扩散、不易更换催化剂、光能利用不充分等问题。另外，臭氧催化氧化水处理也存在着连续水处理同时气液固三相需要充分接触的问题，因此也可以通过水连续流动且臭氧曝气同时催化剂颗粒的动态均匀分布达到与气液充分接触的目的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种凸轮式催化剂动态均布的水处理设备及凸轮设计方法，能够实现催化剂的动态均匀分布，提高水处理效果，可根据实际需要组合，从而满足光催化水处理、光催化-臭氧耦合-水处理、臭氧催化氧化水处理等处理方式的要求。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种凸轮式催化剂动态均布的水处理设备，包括罐体，所述罐体包括上端的进水模块、下端的底座以及中间的催化反应模块，所述催化反应模块包括模块壳体、反应容器和凸轮驱动组件，其中四组凸轮驱动组件沿着圆周方向均匀分布于反应容器外侧，所述凸轮驱动组件包括T型杆、凸轮和驱动机构，所述凸轮通过所述驱动机构驱动旋转，并且所述凸轮外表面设有螺旋状的凸轮凹槽，所述反应容器外壁设有圆周凹槽，所述T型杆前端横杆嵌入所述圆周凹槽中、后端置于对应凸轮上的凸轮凹槽中。

所述凸轮驱动组件中的驱动机构包括依次连接的驱动电机、传动组件和直角减速箱，所述直角减速箱的垂直输出端与凸轮固连。

所述进水模块和底座之间设有依次叠加的多个催化反应模块，所述催化反应模块的模块壳体两端均设有法兰，且相邻模块壳体的法兰通过螺栓螺帽固定后外缘又通过束环卡合固定，法兰端面与束环之间设有第一密封圈，相邻法兰之间设有第二密封圈。

所述进水模块包括顶盖、分布板、布水管、气压表、进水管和排出管，其中分布板和布水管设于顶盖内部，且分布板设于布水管下方，在所述分布板上均布有过水孔，所述顶盖上侧设有气压表、进水管和排出管；所述反应容器上侧开口、底部设有筛孔。

所述模块壳体内设有光源，所述光源设于反应容器上方并通过光源支架支撑设于模块壳体中，且所述光源支架内置电路。

最下层催化反应模块设有进气管，每个催化反应模块的反应容器内均设有气体喷嘴，且所述气体喷嘴通过对应的喷嘴连管与所述进气管相连。

一种根据所述凸轮式催化剂动态均布的水处理设备的设计方法，包括如下步骤：

步骤一：确定反应容器轨迹；

步骤二：设计凸轮凹槽曲线；

步骤三：加工凸轮凹槽。