光催化氧化反应器及污水处理系统的制作方法

本发明涉及污水处理领域，特别是涉及一种光催化氧化反应器及污水处理系统。

背景技术：

光催化氧化技术主要是利用紫外光激发氧化将O₂、H₂O₂等氧化剂与光辐射相结合，用于处理污水中CHCl₃、CCl₄、多氯联苯等难降解物质，由于其反应条件温和、操作条件容易控制、氧化能力强、无二次污染等优点，使光催化氧化技术成为一项具有广泛应用前景的新型水污染处理技术，然而，目前的光催化氧化反应器仍然存在的净化效率较低且净化效果不够好的问题。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种净化效率较高且净化效果较好的光催化氧化反应器。

一种光催化氧化反应器，包括外壳、紫外灯和隔板组件，其中：

所述外壳具有一容置腔，所述外壳的壳壁上开设有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口均与所述容置腔相连通，所述外壳的内表面上设置有光催化剂层；

所述紫外灯设置于所述容置腔的外部，所述紫外灯发出的紫外光能够透过所述外壳的壳壁而进入所述容置腔内；

所述隔板组件收容于所述容置腔内，并与所述外壳固定连接，所述隔板组件与所述外壳的壳壁共同配合形成格栅结构，所述隔板组件包括：

多个条形的第一隔板，间隔设置于所述容置腔内，且多个所述第一隔板与所述外壳的壳壁共同配合形成多个依次排列的格栅条；每个所述第一隔板的一端上开设有第一连通孔，每相邻两个所述第一隔板的所述第一连通孔错位设置；

多个第二隔板，分别固定设置在多个所述格栅条内，并将每个所述格栅条分隔成多个格子，每个所述格子与所述外壳的壳壁共同配合形成一个容置部；每个所述第一隔板上开设有第二连通孔，每个所述第一隔板的所述第二连通孔连通同一个所述格栅条中的相邻的两个所述格子；

其中，相隔最远的两个所述格栅条的一端的一个所述格子分别与所述进水口和所述出水口相连通，在与所述进水口相连通的所述格栅条中，所述第一隔板的第一连通孔与所述进水口分别位于所述格栅条的两端，在与所述出水口相连通的所述格栅条中，所述第一隔板的第一连通孔与所述出水口分别位于所述格栅条的两端，以使从所述进水口进入的待处理水能够流经多个所述格子后从所述出水口流出。

在其中一个实施例中，所述第一隔板为偶数个，偶数个所述第一隔板与所述外壳的壳壁共同配合形成奇数个格栅条。

在其中一个实施例中，每个所述第一隔板和每个所述第二隔板上还开设有多个孔径均小于所述第一连通孔和所述第二连通孔、且连通相邻的所述格子的贯通孔，所述贯通孔能够供所述待处理水通过。

在其中一个实施例中，每个所述格栅条设置有偶数个间隔设置的所述第二隔板，以使每个所述格栅条具有奇数个所述格子，每个所述第二隔板为条形板，所述第二连通孔位于所述第二隔板的一端，每个所述格栅条的每相邻两个所述第二隔板的所述第二连通孔错位设置。

在其中一个实施例中，所述外壳具有顶壁、底壁及侧壁，所述底壁与所述顶壁相对设置，所述侧壁与所述顶壁、所述底壁均固定连接，且所述侧壁与所述顶壁、所述底壁共同配合形成所述容置腔，所述外壳的侧壁与多个所述第一隔板共同配合形成多个所述格栅条；其中，所述顶壁和所述底壁中的至少一个能够透过紫外光。

在其中一个实施例中，所述顶壁能够透过紫外光，所述光催化剂层层叠于所述顶壁朝向所述底壁的一面上，所述紫外灯靠近所述外壳的顶壁设置。

在其中一个实施例中，所述顶壁和所述底壁均能够透过紫外光，所述顶壁朝向所述底壁的一面和所述底壁朝向所述顶壁的一面上均层叠有所述光催化剂层，所述紫外灯至少为两个，所述顶壁远离所述底壁的一侧和所述底壁远离所述顶壁的一侧均设置有所述紫外灯。

在其中一个实施例中，所述外壳为扁平结构，所述进水口和所述出水口均开设于所述侧壁上，所述顶壁与所述底壁的最大距离不超过30毫米。

在其中一个实施例中，所述外壳的壳壁上还开设有多个用于加入氧化剂的加药口，多个所述加药口均位于所述进水口和所述出水口之间，每个所述加药口与一个所述格栅条的其中一个所述格子相连通。

一种污水处理系统，包括：

上述光催化氧化反应器；

氧化剂供应装置，与所述光催化氧化反应器相连通，所述氧化剂供应装置能够向所述容置腔输入氧化剂。

上述光催化氧化反应器通过在容置腔内设置隔板组件，且隔板组件与外壳的壳壁共同配合形成格栅结构，隔板组件的多个第一隔板间隔设置于容置腔内，以使多个第一隔板与外壳的壳壁共同配合形成多个依次排列的格栅条，而多个第二隔板分别固定设置在多个格栅条内，并将每个格栅条分隔成多个格子，每个格子与外壳的壳壁共同配合形成一个容置部，每相邻两个第一隔板的第一连通孔错位设置，每个第一隔板上开设有第二连通孔，每个第一隔板的第二连通孔连通同一个格栅条中的相邻的两个格子，而相隔最远的两个格栅条的一端的一个格子分别与进水口和出水口相连通，在与进水口相连通的格栅条中，第一隔板的第一连通孔与进水口分别位于格栅条的两端，在与出水口相连通的格栅条中，第一隔板的第一连通孔与出水口分别位于格栅条的两端，以使从进水口进入的待处理水能够流经多个格子后从出水口流出，即待处理水从进水口进入后会经过每个格栅条的每个格子，以使隔板组件对待处理水起到一定的截留作用，使得在多个格栅条中待处理水的流经路线呈现波浪线型，增加了待处理水在容置腔中的流经路线，以使进入容置腔中的待处理水的有机物能够尽可能地与氧化剂在光催化剂的作用下发生氧化反应，从而提高氧化效率以及提高净化后的水的纯度，改善了净化效果，因此，上述光催化氧化反应器兼具较高的净化效率和较好的净化效果。

附图说明

图1为一实施方式的污水处理系统的连接关系图；

图2为图1所示的污水处理系统的光催化氧化反应器的结构示意图；

图3为图2所示的光催化氧化反应器省略了紫外灯的结构示意图；

图4为图3所示的光催化氧化反应器的外壳省略了顶壁的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

如图1所示，一实施方式的污水处理系统10，可以用于地下水的净化处理。该污水处理系统10包括电路控制组件100、光催化氧化反应器200和氧化剂供应装置300。

电路控制组件100为整个污水处理系统10的供电部件和控制部件。

请一并参阅图2～图4，光催化氧化反应器200用于对待处理水进行光催化氧化反应处理。其中，光催化氧化反应器200包括外壳210、紫外灯220和隔板组件230。

外壳210具有一容置腔212，外壳210的壳壁上开设有进水口213和出水口214，进水口213和出水口214均与容置腔212相连通，外壳210的内表面上设置有光催化剂层(图未示)。具体的，外壳210的壳壁上还开设有加药口216，加药口216位于进水口213和出水口214之间，以便于氧化剂加入到容置腔212内。可以理解，在其它实施例中，光催化氧化反应器200的加药口216也可以省略，此时，氧化剂可以通过进水口213加入到容置腔212中。

具体的，外壳210具有顶壁217、底壁218和侧壁219，底壁218与顶壁217相对设置，侧壁219与顶壁217、底壁218均固定连接，且侧壁219与顶壁217、底壁218共同配合形成容置腔212。更具体的，顶壁217与底壁218均为板状结构，顶壁217与底壁218平行设置；在使用时，底壁218与工作台面接触。

其中，顶壁217和底壁218中的至少一个能够透过紫外光。即当顶壁217能够透过紫外光时，光催化剂层层叠于顶壁217朝向底壁218的一面上；当底壁218能够透过紫外光时，光催化剂层层叠于底壁218朝向顶壁217的一面上；当顶壁217和底壁218均能够透过紫外光，顶壁217朝向底壁218的一面和底壁218朝向顶壁217的一面上均层叠有光催化剂层。

进一步的，外壳210为扁平结构，进水口213、出水口214和加药口216均开设于侧壁219上，顶壁217与底壁218的最大距离不超过30毫米。

进一步的，顶壁217与底壁218的距离为25毫米～30毫米。

具体在图示的实施例中，外壳210为扁平的长方体型。外壳210具有两个面积较大、且相对设置的侧面和四个面积较小的条形的侧面，两个面积较大的侧面分别为底壁218和顶壁217，四个面积较小的侧面首尾相连形成侧壁219。

其中，光催化剂层为多孔的二氧化钛层。

进一步的，光催化剂层上还附着有助催化剂，助催化剂能够提高光催化剂的催化效率。具体的，助催化剂为金属，例如铁、钴、镍等。

紫外灯220设置于容置腔212的外部，紫外灯220发出的紫外光能够透过外壳210的壳壁而进入容置腔212内，从而使光催化剂促进待处理水中的有机物与氧化剂发生反应。具体在图示的实施例中，顶壁217能够透过紫外光，光催化剂层层叠于顶壁217朝向底壁218的一面上，紫外灯220靠近外壳210的顶壁217设置。具体的，紫外灯220为管状；且紫外灯220为多个，多个紫外灯220均位于容置腔212的外部，并沿顶壁217的延伸方向依次平行排列设置。

可以理解，紫外灯220和光催化剂层不限于按照图示的实施例设置，在其它实施例中，紫外灯220可以为一个。或者，可以将底壁218设计为能够透过紫外光的，光催化剂层层叠于底壁218朝向顶壁217的一面上，此时，紫外灯220靠近外壳210的顶壁217设置。又或者，顶壁217和底壁218均能够透过紫外光，顶壁217朝向底壁218的一面和底壁218朝向顶壁217的一面上均层叠有光催化剂层，此时，紫外灯220为至少为两个，顶壁217远离底壁218的一侧和底壁218远离顶壁217的一侧均设置有紫外灯220；即当紫外灯220为两个时，顶壁217远离底壁218的一侧和底壁218远离顶壁217的一侧均设置一个紫外灯220；当紫外灯220为多个时，其中一部分紫外灯220靠近外壳210的顶壁217、并沿与顶壁217的延伸方向依次排列设置，其中另一部分紫外灯220靠近外壳210的底壁218、并沿底壁218的延伸方向依次排列设置。

隔板组件230收容于容置腔212内，并与外壳210固定连接，且隔板组件230与外壳210的壳壁共同配合形成格栅结构。具体的，隔板组件230与外壳210的侧壁219共同配合形成格栅结构。其中，隔板组件230包括第一隔板232和第二隔板234。

第一隔板232为条形，且第一隔板232为多个，多个第一隔板232间隔设置于容置腔212内，且多个第一隔板232与外壳210的壳壁共同配合形成多个依次排列的格栅条235。具体的，多个第一隔板232与外壳210的侧壁219共同配合形成多个格栅条235。具体在图示的实施例中，多个第一隔板232平行且间隔设置；可以理解，在其它实施例中，多个第一隔板232也可以不是平行的。其中，每个第一隔板232的一端上开设有第一连通孔232a，每相邻两个第一隔板232的第一连通孔232a错位设置。

进一步的，第一隔板232为偶数个，以与外壳210的壳壁共同配合形成奇数个格栅条235，即偶数个第一隔板232与外壳210的侧壁219共同配合形成奇数个格栅条235。

多个第二隔板234分别固定设置在多个格栅条235内，以将每个格栅条235分隔成多个格子236，每个格子236与外壳210的壳壁共同配合形成一个容置部。具体的，每个格子236与外壳210的顶壁217、底壁218共同配合形成一个容置部。其中，每个第二隔板234上开设有第二连通孔234a，每个第二隔板234的第二连通孔234a连通同一个格栅条235中的相邻的两个格子236。具体的，第一隔板232为条形板。具体在图示的实施例中，每个格栅条235中的第二隔板234平行间隔设置；且每个格栅条235中的第二隔板234的数量相等。可以理解，在其它实施例中，每个格栅条235中第二隔板234也可以不平行；或者，每个第二格栅条235中的第二隔板234的数量也可以不相等。

其中，相隔最远的两个格栅条235的一端的一个格子236分别与进水口213和出水口214相连通，在与进水口213相连通的格栅条235中，第一隔板232的第一连通孔232a与进水口213分别位于格栅条235的两端，在与出水口214相连通的格栅条235中，第一隔板232的第一连通孔232a与出水口214分别位于格栅条235的两端，以使从进水口213进入的待处理水能够流经多个格子236后从出水口214流出，即待处理水从进水口213进入容置腔212后，能够流经每一个容置部后从出水口214流出，增加了待处理水在容置腔212内的流经路线，从而使待处理水能够尽可能地与氧化剂接触，以确保待处理水尽可能地被净化，以使从出水口214输出的处理水具有较高的纯度。

进一步的，每个格栅条235设置有偶数个间隔设置的第二隔板234，以使每个格栅条235具有奇数个格子236，第二连通孔234a位于第二隔板234的一端，每个格栅条235的每相邻两个第二隔板234的第二连通孔234a错位设置，从而进一步增加了待处理水在容置腔212内的流经路线，从而使待处理水能够尽可能地与氧化剂接触，以确保待处理水尽可能地被净化，以使从出水口214输出的处理水具有较高的纯度。

进一步的，每个第一隔板232和每个第二隔板234上还开设有多个孔径均小于第一连通孔232a和第二连通孔234a、且连通相邻的格子236的贯通孔(图未示)，贯通孔能够供待处理水通过，从而在尽可能地保证大部分的待处理水能够在容置腔212内具有一个较长的流经路线的基础上，允许小部分的待处理水能够通过贯通孔流入相邻的容置部内，能够加快光催化氧化反应器200的工作效率，同时也能保证待处理水的净化效果。具体的，第一连通孔232a和第二连通孔234a的孔径相等。

请再次参阅图1，氧化剂供应装置300与光催化氧化反应器200相连通，氧化剂供应装置300能够向容置腔212输入氧化剂。具体的，氧化剂供应装置300通过管道与光催化氧化反应器200的加药口216相连通。为了实现污水处理系统10的自动化控制，在连通氧化剂供应装置300和光催化氧化反应器200的管道设置与电路控制组件100电连接的电磁阀(图未示)，通过电路控制组件100控制电磁阀的工作以实现自动加药。

进一步的，污水处理系统10还包括过滤器400，过滤器400与光催化氧化反应器200的进水口213相连通，以使待处理水能够经过过滤器400过滤后从进水口213进入容置腔212内。过滤器400为用于对待处理水进行预过滤。

进一步的，污水处理系统10还包括与电路控制组件100电连接的水提取装置500，水提取装置500通过管道与光催化氧化反应器200的进水口213相连通，水提取装置500用于提取待处理水，并能够将待处理水通过进水口213输入容置腔212中。具体的，过滤器400设置在连通水提取装置500和光催化氧化反应器200的进水口213的管道上。

可以理解，也可以将氧化剂供应装置300连通在水提取装置500和光催化氧化反应器200的进水口213的管道上，并使氧化剂供应装置300与位于光催化氧化反应器200的进水口213和过滤器400之间的管道的一端相连通。

进一步的，污水处理系统10还包括与电路控制组件100电连接的pH调节装置600，pH调节装置600与连通水提取装置500和光催化氧化反应器200的进水口213的管道相连通，pH调节装置600用于给光催化氧化反应器200的容置腔212提供pH调节剂。

进一步的，污水处理系统10还包括污水储存装置700，污水储存装置700与水提取装置500、光催化氧化反应器200的进水口213均相连通，水提取装置500提取的待处理水能够经过污水储存装置700后进入从光催化氧化反应器200的进水口213进入容置腔212中。

进一步的，污水处理系统10还包括处理水存储装置800，处理水存储装置800与光催化氧化反应器200的出水口214相连通，用于存储经光催化氧化反应器200净化后的水。

上述污水处理系统10的具体工作流程如下：

水提取装置500提取地下污水，并将污水输送到污水储存装置700中，污水经过沉降后，再流经过滤器400，经过滤器400过滤后的污水与pH调节装置600输出的pH调节剂混合后从光催化氧化反应器200的进水口213进入容置腔212内，同时氧化剂供应装置300向加药口216输入氧化剂，以使污水在光催化氧化反应器200的容置腔212内进行光催化氧化反应，净化后的水从出水口214后，进入处理水存储装置800中进行储存。

上述光催化氧化反应器200至少有以下优点：

(1)上述光催化氧化反应器200通过在容置腔212内设置隔板组件230，且隔板组件230与外壳210的壳壁共同配合形成格栅结构，隔板组件230的多个第一隔板232间隔设置于容置腔212内，以使多个第一隔板232与外壳210的壳壁共同配合形成多个依次排列的格栅条235，而多个第二隔板234分别固定设置在多个格栅条235内，并将每个格栅条235分隔成多个格子236，每个格子236与外壳210的壳壁共同配合形成一个容置部，每相邻两个第一隔板232的第一连通孔232a错位设置，每个第一隔板232上开设有第二连通孔234a，每个第一隔板232的第二连通孔234a连通同一个格栅条235中的相邻的两个格子236，而相隔最远的两个格栅条235的一端的一个格子236分别与进水口213和出水口214相连通，在与进水口213相连通的格栅条235中，第一隔板232的第一连通孔232a与进水口213分别位于格栅条235的两端，在与出水口214相连通的格栅条235中，第一隔板232的第一连通孔232a与出水口214分别位于格栅条235的两端，以使从进水口213进入的待处理水能够流经多个格子236后从出水口214流出，即待处理水从进水口213进入后会经过每个格栅条235的每个格子236，以使隔板组件230对待处理水起到一定的截留作用，使得在多个格栅条235中待处理水的流经路线呈现波浪线型，增加了待处理水在容置腔212中的流经路线，以使进入容置腔212中的待处理水的有机物能够尽可能地与氧化剂在光催化剂的作用下发生氧化反应，从而提高氧化效率以及提高净化后的水的纯度，改善了净化效果，因此，上述光催化氧化反应器200兼具较高的净化效率和较好的净化效果。

同时，上述通过使用隔板组件230的截留作用增加待处理水的流经路线，不会增加光催化氧化反应器200的体积，从而在保证上述光催化氧化反应器200兼具较高的净化效率和较好的净化效果同时，结构更加的紧凑。

(2)上述光催化反应器的每个第一隔板232和每个第二隔板234上还开设有多个孔径小于第一连通孔232a和第二连通孔234a、且连通相邻的容置部、供水通过的贯通孔，能够增加待处理水在容置腔212中的流动速度，从而能够增加光催化氧化反应的净化效率，而将贯通孔的孔径设置为小于第一连通孔232a，并且也小于第二连通孔234a，以确保容置腔212中的待处理水能够尽可能地经过第一连通孔232a和第二连通孔234a流入到相邻的容置部中，从而在尽可能地保证大部分的待处理水能够在容置腔212内具有一个较长的流经路线的基础上，允许小部分的待处理水能够通过贯通孔流入相邻的容置部内，能够加快光催化氧化反应器200的工作效率；而第一隔板232设置为偶数个，以与外壳210的壳壁共同配合形成奇数个格栅条235，而由于每相邻两个第一隔板232的第一连通孔232a错位设置，相隔最远的两个格栅条235的一端的一个格子236分别与进水口213和出水口214相连通，在与进水口213相连通的格栅条235中，第一隔板232的第一连通孔232a与进水口213分别位于格栅条235的两端，在与出水口214相连通的格栅条235中，第一隔板232的第一连通孔232a与出水口214分别位于格栅条235的两端，即出水口214和入水口分别与格栅结构的对角的两个格子236相连通，从而保证进入容置腔212中的所有的待处理水能够在容置腔212中具有一个较长的流经路线，以保证光催化氧化反应器200的净化效果，因此，通过设置孔径小于第一连通孔232a和第二连通孔234a的贯通孔，配合偶数个第一隔板232的上述设置方式，不仅能够使光催化氧化反应器200具有一个较好的净化效果，还能够使光催化氧化反应器200具有较高的净化效率。

(3)通过再使每个格栅条235设置有偶数个间隔设置的所述第二隔板234，以使每个格栅条235具有奇数个格子236，每个格栅条235的每相邻两个第二隔板234的第二连通孔234a错位设置，能够进一步地增加待处理水在容置腔212中的流经路线，进一步地提高净化效果。

(4)将上述光催化氧化反应器200的外壳210设置为扁平结构，进水口213和出水口214均开设于侧壁219上，顶壁217与底壁218的最大距离不超过30毫米，能够使整个光催化氧化方反应器具有一个较薄的厚度，结构更加的紧凑。

(5)在外壳210的壳壁上开设有多个用于加入氧化剂的加药口216，多个加药口216均位于进水口213和出水口214之间，每个加药口216与一个格栅条235的其中一个格子236相连通，以在待处理水的流经路线的不同的点输入氧化剂，以使待处理水中的有机物能够尽可能地、且充分地与氧化剂接触，进一步提高光催化氧化反应器200的净化效果。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。