1.本发明涉及光催化降解领域，具体为一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置。
背景技术：2.光催化降解技术利用光照使有机污染物转化为对环境无影响的二氧化碳和水，是一种绿色、高效的有机污染物处理技术，为目前国内外研究的热点领域。目前已有大量研究证实，氧气可以参与光催化降解反应并促进有机物矿化，是影响光催化降解反应的重要因素之一。然而，目前光催化降解反应器的增氧装置通常采用简单的鼓泡装置，存在气液接触面积小、停留时间短、传质效率低等问题，难以满足光催化降解反应对氧气的持续需求，导致光催化降解速率慢、降解程度低。尽管超重力技术在光催化已有部分应用，但都未改变增氧方式，依然是传统的鼓泡法，为此提供了一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置。
技术实现要素：3.本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，以解决上述背景技术提出的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，包括氧气瓶、变频器、电机、超重力旋转床、冷却水出口、出气管、第一蠕动泵、第二蠕动泵、水冷管、冷却水进口、光催化反应器出液口、光催化反应器进液口、氙灯、光催化反应器和磁力搅拌器，所述超重力旋转床的顶部与氧气瓶相连，所述超重力旋转床的底部与第二蠕动泵相连，所述超重力旋转床上安装有电机，所述电机上安装有变频器，所述超重力旋转床的底部一侧设有冷却水出口，所述超重力旋转床的一侧中部与第一蠕动泵相连，所述超重力旋转床的顶部一侧连接有水冷管，所述水冷管的中部安装有氙灯，所述超重力旋转床的底部中间与第二蠕动泵相连，所述光催化反应器的底部安装有磁力搅拌器，所述光催化反应器上设有光催化反应器出液口和光催化反应器进液口。
5.作为本发明的一种优选技术方案，所述氧气瓶通过进气管路与超重力旋转床的顶部相连。
6.作为本发明的一种优选技术方案，所述超重力旋转床的顶部一侧通过进水管道与水冷管相连。
7.作为本发明的一种优选技术方案，所述超重力旋转床的一侧中部连接有溶液进液管道，所述溶液进液管道上设有出气管，所述溶液进液管道通过第一蠕动泵与光催化反应器出液口相连。
8.作为本发明的一种优选技术方案，所述光催化反应器进液口通过第二蠕动泵与超重力旋转床底部的出液管道相连。
9.作为本发明的一种优选技术方案，所述变频器与电机电性连接，所述电机的转轴通过联轴器与超重力旋转床内的旋转轴固定相连，所述磁力搅拌器通过螺栓安装在光催化
反应器的底部上。
10.作为本发明的一种优选技术方案，所述超重力旋转床上设有超重力旋转床冷却水出口和超重力旋转床冷却水进口，所述超重力旋转床冷却水出口与冷却水出水管道相连，所述超重力旋转床冷却水进口与冷却水进水管道相连。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述超重力旋转床上还设有超重力旋转床出液口、超重力旋转床进气口、超重力旋转床出气口、超重力旋转床进液口，所述超重力旋转床出液口与出液管道相连，所述超重力旋转床进气口与进气管路相连，所述超重力旋转床出气口与出气管相连，所述超重力旋转床进液口的内部设有液体分布器。
12.作为本发明的一种优选技术方案，所述超重力旋转床内的旋转轴通过销钉安装有转子，所述转子上安装有填料网。
13.本发明的有益效果是：该装置将超重力旋转床与光催化反应器串联起来，使光催化体系的增氧过程和降解过程分离，即体系液体在超重力旋转床中与氧气逆流接触强化增氧，之后通入光催化反应器中进行光催化增氧降解，然后再次返回超重力旋转床中循环直到降解完全。
14.(1)超重力旋转床的强化气液传质能力能保障反应体系的溶解氧含量更高更稳定，降低电子和空穴的复合率，促进活性氧物种的生成，与光催化降解形成协同效应，实现有机物的快速降解；
15.(2)超重力旋转床中液体产生的强剪切力和强微观混合能力既可以加快有机物在光催化剂表面的吸附-脱附过程，又能防止光催化剂颗粒在使用过程中的团聚，提高光催化降解速率和光催化剂使用寿命；
16.(3)利用超重力旋转床的放大效应不明显的特点，可以方便的实现光催化强化增氧降解的规模化应用。
附图说明
17.图1是本发明的处理流程模块图；
18.图2是本发明中超重力旋转床的腔体结构示意图；
19.图3是本发明中超重力旋转床的结构示意图。
20.图中：氧气瓶1、变频器2、电机3、超重力旋转床4、冷却水出口5、出气管6、第一蠕动泵7、第二蠕动泵8、水冷管9、冷却水进口10、光催化反应器出液口11、光催化反应器进液口12、氙灯13、光催化反应器14、磁力搅拌器15、超重力旋转床冷却水出口4.1、超重力旋转床冷却水进口4.2、温度调节槽4.3、超重力旋转床出液口4.4、液体分布器4.5、旋转轴4.6、销钉4.7、转子4.8、填料网4.9、超重力旋转床进气口4.10、超重力旋转床出气口4.11、超重力旋转床进液口4.12。
具体实施方式
21.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
22.实施例：请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，包括氧气瓶1、变频器2、电机3、超重力旋转床4、冷却水出口5、出气管6、第
一蠕动泵7、第二蠕动泵8、水冷管9、冷却水进口10、光催化反应器出液口11、光催化反应器进液口12、氙灯13、光催化反应器14、磁力搅拌器15，超重力旋转床4的顶部与氧气瓶1相连，超重力旋转床4的底部与第二蠕动泵8相连，超重力旋转床4上安装有电机3，电机3上安装有变频器2，超重力旋转床4的底部设有冷却水出口5，超重力旋转床4的一侧中部与第一蠕动泵7相连，超重力旋转床4的顶部一侧连接有水冷管9，水冷管9的中间安装有氙灯13，水冷管9的右侧设有冷却水进口10，光催化反应器14的底部安装有磁力搅拌器15，光催化反应器14上设有光催化反应器出液口11、光催化反应器进液口12。
23.氧气瓶1通过进气管路与超重力旋转床4的顶部相连。
24.超重力旋转床4的右侧中部连接有溶液进液管道，进液管道上设计有出气管6，溶液进液管道通过第一蠕动泵7与光催化反应器出液口11相连。
25.光催化反应器进液口12通过第二蠕动泵8与超重力旋转床4底部的出液管道相连。
26.变频器2与电机3电性连接，电机3的转轴通过联轴器与超重力旋转床4内的旋转轴4.6固定相连，磁力搅拌器15通过螺栓安装在光催化反应器14的底部上。
27.超重力旋转床4上设有超重力旋转床冷却水出口4.1和超重力旋转床冷却水进口4.2，超重力旋转床冷却水出口4.1与冷却水出水管道相连，超重力旋转床冷却水进口4.2与冷却水进水管道相连。
28.超重力旋转床4上还设有超重力旋转床出液口4.4、超重力旋转床进气口4.10、超重力旋转床出气口4.11、超重力旋转床进液口4.12，超重力旋转床出液口4.4与出液管道相连，超重力旋转床进气口4.10与进气管路相连，超重力旋转床出气口4.11与出气管6相连，超重力旋转床进液口4.12的内部设有液体分布器4.5。
29.超重力旋转床4内的旋转轴4.6通过销钉4.7安装有转子4.8，转子4.8上安装有填料网4.9。
30.工作原理：一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，包括氧气瓶1、变频器2、电机3、超重力旋转床4、冷却水出口5、出气管6、第一蠕动泵7、第二蠕动泵8、水冷管9、冷却水进口10、光催化反应器出液口11、光催化反应器进液口12、氙灯13、光催化反应器14、磁力搅拌器15，在处理带四环素的污染物废水时，打开第一蠕动泵7，调节进液量；打开第二蠕动泵8，调节出液量；通过变频器2调节电机3，通过联轴器带动旋转轴4.6转动，旋转轴4.6带动超重力旋转床转子4.8转动；打开氧气瓶1手动开关，连通超重力旋转床；开启氙灯13和磁力搅拌器15；开启冷却水进口10，冷却水流入水冷管9，而后流出到超重力旋转床冷却水进口4.2，而后经超重力旋转床冷却水出口4.1流出到冷却水出口5；第一蠕动泵7将废水从光催化反应器出液口11导出进入到液体分布器4.5，液体分布器4.5将废水均匀的喷在超重力旋转床4中；氧气流入进气口4.10，从超重力旋转床4上部向下扩散，多余气体经出气口排出；液体在超重力旋转床4中被快速旋转的填料切割破碎成为细小的液滴、液丝和液膜，液体与氧气逆流接触传质，随后经出液口4.4流出，通过第二蠕动泵8流入光催化反应器进液口12，在氙灯13的照射下四环素在光催化剂的作用下分解；再次循环，直到降解完全。
31.采用超重力旋转床的强化气液传质能力能保障反应体系的溶解氧含量更高更稳定，降低电子和空穴的复合率，促进活性氧物种的生成，与光催化降解形成协同效应，实现有机物的快速降解；超重力旋转床中液体产生的强剪切力和强微观混合能力既可以加快有机物在光催化剂表面的吸附-脱附过程，又能防止光催化剂颗粒在使用过程中的团聚，提高
光催化降解速率和光催化剂使用寿命；利用超重力旋转床的放大效应不明显的特点，可以方便的实现光催化强化增氧降解的规模化应用。
32.以上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。
技术特征：1.一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，包括氧气瓶(1)、变频器(2)、电机(3)、超重力旋转床(4)、冷却水出口(5)、出气管(6)、第一蠕动泵(7)、第二蠕动泵(8)、水冷管(9)、冷却水进口(10)、光催化反应器出液口(11)、光催化反应器进液口(12)、氙灯(13)、光催化反应器(14)和磁力搅拌器(15)，其特征在于：所述超重力旋转床(4)的顶部与氧气瓶(1)相连，所述超重力旋转床(4)的底部与第二蠕动泵(8)相连，所述超重力旋转床(4)上安装有电机(3)，所述电机(3)上安装有变频器(2)，所述超重力旋转床(4)的底部一侧设有冷却水出口(5)，所述超重力旋转床(4)的一侧中部与第一蠕动泵(7)相连，所述超重力旋转床(4)的顶部一侧连接有水冷管(9)，所述水冷管(9)的中部安装有氙灯(13)，所述超重力旋转床(4)的底部中间与第二蠕动泵(8)相连，所述光催化反应器(14)的底部安装有磁力搅拌器(15)，所述光催化反应器(14)上设有光催化反应器出液口(11)和光催化反应器进液口(12)。2.根据权利要求1所述的一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，其特征在于：所述氧气瓶(1)通过进气管路与超重力旋转床(4)的顶部相连。3.根据权利要求1所述的一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，其特征在于：所述超重力旋转床(4)的顶部一侧通过进水管道与水冷管(9)相连。4.根据权利要求1所述的一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，其特征在于：所述超重力旋转床(4)的一侧中部连接有溶液进液管道，所述溶液进液管道上设有出气管(6)，所述溶液进液管道通过第一蠕动泵(7)与光催化反应器出液口(11)相连。5.根据权利要求1所述的一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，其特征在于：所述光催化反应器进液口(12)通过第二蠕动泵(8)与超重力旋转床(4)底部的出液管道相连。6.根据权利要求1所述的一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，其特征在于：所述变频器(2)与电机(3)电性连接，所述电机(3)的转轴通过联轴器与超重力旋转床(4)内的旋转轴(4.6)固定相连，所述磁力搅拌器(11)通过螺栓安装在光催化反应器(10)的底部上。7.根据权利要求1所述的一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，其特征在于：所述超重力旋转床(4)上设有超重力旋转床冷却水出口(4.1)和超重力旋转床冷却水进口(4.2)，所述超重力旋转床冷却水出口(4.1)与冷却水出水管道相连，所述超重力旋转床冷却水进口(4.2)与冷却水进水管道相连。8.根据权利要求1所述的一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，其特征在于：所述超重力旋转床(4)上还设有超重力旋转床出液口(4.4)、超重力旋转床进气口(4.10)、超重力旋转床出气口(4.11)、超重力旋转床进液口(4.12)，所述超重力旋转床出液口(4.4)与出液管道相连，所述超重力旋转床进气口(4.10)与进气管路相连，所述超重力旋转床出气口(4.11)与出气管(6)相连，所述超重力旋转床进液口(4.12)的内部设有液体分布器(4.5)。9.根据权利要求1所述的一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，其特征在于：所述超重力旋转床(4)内的旋转轴(4.6)通过销钉(4.7)安装有转子(4.8)，所述转子(4.8)上安装有填料网(4.9)。
技术总结本发明公开了一种超重力耦合光催化降解有机污染物的装置，包括氧气瓶、变频器、电机、超重力旋转床、冷却水出口、出气管、第一蠕动泵、第二蠕动泵、冷却水进口、光催化反应器、磁力搅拌器、光催化反应器出液口、光催化反应器进液口、水冷管和氙灯，超重力旋转床的顶部与氧气瓶相连，超重力旋转床的底部与第二蠕动泵相连，超重力旋转床上安装有电机，电机上安装有变频器，超重力旋转床的底部设有冷却水出口，将超重力旋转床与光催化反应器串联起来，使光催化体系的增氧过程和降解过程分离，即体系液体在超重力旋转床中与氧气逆流接触强化增氧，之后通入光催化反应器中进行光催化增氧降解，然后再次返回超重力旋转床中循环直到降解完全。解完全。解完全。
技术研发人员：赵一博 李岳阳 常露 何文静
受保护的技术使用者：江苏海洋大学
技术研发日：2022.05.09
技术公布日：2022/7/5
