本申请涉及污水净化技术领域，进一步的，涉及一种臭氧催化装置，具体而言，涉及一种陶瓷复合臭氧催化装置。
背景技术：
随着工业的发展和人口的集中，来自家庭、机关、商业和城市公共设施的生活污水量及所含的污染物种类不断增加，其中主要是粪便和洗涤污水。这些污水排入水体后往往会传染疾病，而且会造成水体中悬浮物数量和生化需要氧量越来越高，水体缺氧，水生生物灭绝。因此，污水处理已成为当务之急。随着基础工业的迅猛发展，水质污染日益严重和可利用水资源减少，人们越来越重视污水回用技术的应用。
近年来，臭氧氧化技术作为一种高级氧化技术越来越受到人们的广泛关注，是目前普遍采用的污水深度处理方法，其具有氧化效果好、反应迅速、无二次污染等优点。但是促进臭氧氧化的催化剂存在一些缺陷：1、成本高、具有一定的选择性；2、催化剂大多为粉末状，具有较强的催化活性，但是用于污水处理后催化剂容易流失、分离回收困难，导致使用成本较大；3、水体中的部分污染物或其氧化产物可能对催化剂存在吸附作用，进而使催化活性衰退或丧失。目前，传统臭氧氧化的方法是将催化剂配成一定浓度的溶液，投加到废水中，该方法虽然能够提高臭氧的处理效果，但是均相催化剂在使用时存在催化剂难以回收、引入杂质产生二次污染问题，因而在很大程度上限制了它在水处理方面的应用。因此，对臭氧氧化进行催化，提高臭氧的利用率从而来降低处理成本成为了关注的焦点。
陶瓷膜又称无机陶瓷膜，是由氧化铝、氧化锆、氧化钛和氧化硅等无机材料经特殊工艺制备而形成的非对称膜，其孔径规格为0.8nm～1μm不等。陶瓷膜具有分离效率高、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等众多优势，已经成功应用于食品、饮料、生物医药、发酵、精细化工等众多领域。但是，现阶段陶瓷膜还未完全应用于污水净化领域，采用普通的陶瓷膜对污水净化的效果不佳，达不到污水净化的排放要求，严重阻碍了陶瓷膜在污水净化领域的应用和发展。
针对相关技术中陶瓷膜对污水的净化效果不佳，适用范围较窄的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现要素：
本申请的主要目的在于提供一种臭氧催化装置，以解决陶瓷膜对污水的净化效果不佳，适用范围较窄的问题。
为了实现上述目的，本申请提供了一种臭氧催化装置。
根据本申请的臭氧催化装置，所述臭氧催化装置包括外壳和至少一层臭氧催化膜芯，其中：
所述外壳的内部形成有过滤腔，所述外壳上开设与所述过滤腔相连通的污水进口、浓水出口和净水出口，所述臭氧催化膜芯设置于所述过滤腔内且位于所述污水进口与所述净水出口之间；
所述臭氧催化膜芯包括由内至外顺序连接的臭氧催化过滤层、过渡层和支撑层，所述臭氧催化过滤层靠近所述污水进口一侧，所述支撑层靠近所述净水出口一侧，所述臭氧催化过滤层、所述过渡层和所述支撑层上分别开设有多个第一过滤孔、多个第二过滤孔和多个第三过滤孔。
进一步的，所述外壳沿水平方向设置的筒状结构，所述污水进口和所述浓水出口分别开设于所述外壳的两端，所述净水出口开设于所述外壳的中部外壁上。
进一步的，所述净水出口的数量为多个，各所述净水出口沿所述外壳的周向均匀排布。
进一步的，所述臭氧催化膜芯为沿水平方向设置的两端开口的筒状结构，所述臭氧催化膜芯在所述过滤腔内沿所述外壳的径向设置，位于所述臭氧催化膜芯内侧的所述过滤腔的两端分别与所述污水进口和所述浓水出口相连通，所述臭氧催化膜芯外侧的所述过滤腔与所述净水出口相连通。
进一步的，所述臭氧催化膜芯的数量为多层，各所述臭氧催化膜芯由内至外顺序套设，且相邻两所述臭氧催化膜芯之间留有间隙。
进一步的，所述污水进口处设置有第一阀门。
进一步的，所述浓水出口处设置有第二阀门。
进一步的，所述臭氧催化过滤层采用铈钛复合臭氧催化剂制成，所述臭氧催化过滤层的厚度为1μm至1.5μm，各所述第一过滤孔的孔径为50nm至100nm。
进一步的，所述过渡层的厚度为10μm至90μm，各所述第二过滤孔的孔径为0.5μm至1μm。
进一步的，所述支撑层采用陶瓷制成，所述支撑层的厚度为3mm至5mm，各所述第三过滤孔的孔径为5μm至10μm。
在本申请实施例中，采用在外壳内的过滤腔内设置臭氧催化膜芯的方式，臭氧催化膜芯设置于污水进口与净水出口之间，臭氧催化膜芯包括由内至外顺序连接的臭氧催化过滤层、过渡层和支撑层，通过臭氧催化过滤层提高臭氧在废水中的溶解度和利用率，增强臭氧的氧化反应，而且能够分离废水中的细微颗粒物和胶体，能够作为反渗透模组的预处理，过滤后的产水能够达到反渗透膜入水水质的要求，通过过渡层对支撑层的孔径和表面光洁度进行过度调节，在臭氧催化过滤层与支撑层之间起到良好的过渡作用，另外，通过支撑层对整个臭氧催化膜芯起到支撑作用，提高臭氧催化膜芯的机械强度，保证臭氧催化膜芯的结构稳定，从而通过臭氧催化过滤层、过渡层和支撑层的配合提高对污水的净化能力，增大了污水处理的适用范围，进而解决了陶瓷膜对污水的净化效果不佳，适用范围较窄的技术问题。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本申请的进一步理解，使得本申请的其它特征、目的和优点变得更明显。本申请的示意性实施例附图及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型臭氧催化装置的结构示意图；
图2是本实用新型臭氧催化装置中臭氧催化膜芯的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”、“套接”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
如图1、图2所示，本申请涉及一种臭氧催化装置，该臭氧催化装置包括外壳1和至少一层臭氧催化膜芯2，其中：外壳1的内部形成有过滤腔101，外壳1上开设与过滤腔101相连通的污水进口102、浓水出口103和净水出口104，臭氧催化膜芯2设置于过滤腔101内且位于污水进口102与净水出口104之间；臭氧催化膜芯2包括由内至外顺序连接的臭氧催化过滤层201、过渡层202和支撑层203，过渡层202设置于臭氧催化过滤层201的外侧，过渡层202的内壁与臭氧催化过滤层201的外壁相贴合，支撑层203设置于过渡层202的外侧，支撑层203的内壁与过渡层202的外壁相贴合，臭氧催化过滤层201靠近污水进口102一侧，支撑层203靠近净水出口104一侧，臭氧催化过滤层201上开设有多个第一过滤孔，过渡层202上开设有多个第二过滤孔，支撑层203上开设有多个第三过滤孔。
本实用新型在外壳1内的过滤腔101内设置有臭氧催化膜芯2，臭氧催化膜芯2设置于污水进口102与净水出口104之间，臭氧催化膜芯2包括由内至外顺序连接的臭氧催化过滤层201、过渡层202和支撑层203，通过臭氧催化过滤层201提高臭氧在废水中的溶解度和利用率，增强臭氧的氧化反应，而且能够分离废水中的细微颗粒物和胶体，能够作为反渗透模组的预处理，过滤后的产水能够达到反渗透膜入水水质的要求，通过过渡层202对支撑层203的孔径和表面光洁度进行过度调节，在臭氧催化过滤层201与支撑层203之间起到良好的过渡作用，另外，通过支撑层203对整个臭氧催化膜芯2起到支撑作用，提高臭氧催化膜芯2的机械强度，保证臭氧催化膜芯2的结构稳定，从而通过臭氧催化过滤层201、过渡层202和支撑层203的配合提高对污水的净化能力，增大了污水处理的适用范围。
具体的，如图1所示，外壳1沿水平方向设置的圆筒状结构，污水进口102和浓水出口103分别开设于外壳1的两端，净水出口104开设于外壳1的中部外壁上。污水通过污水进口102进入至过滤腔101内，通过臭氧催化膜芯2的过滤和氧化后的产水通过净水出口104排出，在过滤腔101内剩余的浓水通过浓水出口103外排回收。
进一步的，如图1所示，净水出口104的数量为多个，各净水出口104沿外壳1的周向均匀排布，提高净水效率，保证经过臭氧催化膜芯2过滤和氧化后的产水均能顺利排出。
在本实用新型的一个可选实施例中，如图1所示，臭氧催化膜芯2为沿水平方向设置的两端开口的圆筒状结构，臭氧催化膜芯2在过滤腔101内沿外壳1的径向设置，位于臭氧催化膜芯2内侧的过滤腔101的两端分别与污水进口102和浓水出口103相连通，臭氧催化膜芯2外侧的过滤腔101与净水出口104相连通。
进一步的，如图1所示，臭氧催化膜芯2的数量为多层，各臭氧催化膜芯2由内至外顺序套设，且相邻两臭氧催化膜芯2之间留有间隙。污水在通过净水出口104排出之前通过多层臭氧催化膜芯2进行过滤和氧化处理，保证对污水良好的净化效果，相邻两臭氧催化膜芯2之间的间隙用于对经过臭氧催化膜芯2的产水起到缓冲作用，保证各臭氧催化膜芯2对污水净化的顺利进行。
进一步的，如图1所示，污水进口102处设置有第一阀门3，浓水出口103处设置有第二阀门4。在污水进入过滤腔101后可控制第二阀门4关闭，在污水进口102的水压作用下，加快污水通过臭氧催化膜芯2的速度，提高对污水的净化效率，在净化后的产水排出后打开第二阀门4，再将浓水对外排出。
进一步的，臭氧催化膜芯2的内径为12.7mm至25.4mm，臭氧催化膜芯2的外径为20mm至35mm。
进一步的，臭氧催化过滤层201采用铈钛复合臭氧催化剂制成，臭氧催化过滤层201的厚度为1μm至1.5μm，各第一过滤孔的孔径为50nm至100nm。臭氧催化过滤层201的作用为：1、将臭氧微米气泡进一步破碎为500nm至1μm的臭氧微纳米气泡，提高臭氧在废水中的溶解度和利用率、强化臭氧氧化反应；2、臭氧催化过滤层201采用铈钛(ce-ti)复合臭氧催化剂制成，能够催化强化臭氧氧化；3、对污水中的细微颗粒物、胶体等杂质进行分离，可作为反渗透膜组的预处理，产水达到反渗透膜入水水质要求，送至膜处理单元。
进一步的，过渡层202的厚度为10μm至90μm，各第二过滤孔的孔径为0.5μm至1μm，过渡层202主要用于调节支撑层203的孔径和表面光洁度，为氧催化过滤层201提供良好的过渡结构。
进一步的，支撑层203采用陶瓷制成，支撑层203的厚度为3mm至5mm，各第三过滤孔的孔径为5μm至10μm，支撑层203主要用于提供机械强度。
本实用新型中的臭氧催化膜芯2通过臭氧催化过滤层201、过渡层202和支撑层203的相互配合，形成过滤孔径由内向外逐渐增大的过滤结构，能够有效控制细微颗粒物进入到臭氧催化膜芯2的内部，保证对污水中颗粒物的充分过滤。
从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：
该臭氧催化装置通过臭氧催化过滤层201提高臭氧在废水中的溶解度和利用率，增强臭氧的氧化反应，而且能够分离废水中的细微颗粒物和胶体，能够作为反渗透模组的预处理，过滤后的产水能够达到反渗透膜入水水质的要求，通过过渡层202对支撑层203的孔径和表面光洁度进行过度调节，在臭氧催化过滤层201与支撑层203之间起到良好的过渡作用，通过支撑层203对整个臭氧催化膜芯2起到支撑作用，提高臭氧催化膜芯2的机械强度，保证臭氧催化膜芯2的结构稳定，从而通过臭氧催化过滤层201、过渡层202和支撑层203的配合提高对污水的净化能力，增大了污水处理的适用范围。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
1.一种臭氧催化装置，其特征在于，所述臭氧催化装置包括外壳(1)和至少一层臭氧催化膜芯(2)，其中：
所述外壳(1)的内部形成有过滤腔(101)，所述外壳(1)上开设与所述过滤腔(101)相连通的污水进口(102)、浓水出口(103)和净水出口(104)，所述臭氧催化膜芯(2)设置于所述过滤腔(101)内且位于所述污水进口(102)与所述净水出口(104)之间；
所述臭氧催化膜芯(2)包括由内至外顺序连接的臭氧催化过滤层(201)、过渡层(202)和支撑层(203)，所述臭氧催化过滤层(201)靠近所述污水进口(102)一侧，所述支撑层(203)靠近所述净水出口(104)一侧，所述臭氧催化过滤层(201)、所述过渡层(202)和所述支撑层(203)上分别开设有多个第一过滤孔、多个第二过滤孔和多个第三过滤孔。
2.根据权利要求1所述的臭氧催化装置，其特征在于，所述外壳(1)沿水平方向设置的筒状结构，所述污水进口(102)和所述浓水出口(103)分别开设于所述外壳(1)的两端，所述净水出口(104)开设于所述外壳(1)的中部外壁上。
3.根据权利要求2所述的臭氧催化装置，其特征在于，所述净水出口(104)的数量为多个，各所述净水出口(104)沿所述外壳(1)的周向均匀排布。
4.根据权利要求1所述的臭氧催化装置，其特征在于，所述臭氧催化膜芯(2)为沿水平方向设置的两端开口的筒状结构，所述臭氧催化膜芯(2)在所述过滤腔(101)内沿所述外壳(1)的径向设置，位于所述臭氧催化膜芯(2)内侧的所述过滤腔(101)的两端分别与所述污水进口(102)和所述浓水出口(103)相连通，所述臭氧催化膜芯(2)外侧的所述过滤腔(101)与所述净水出口(104)相连通。
5.根据权利要求1所述的臭氧催化装置，其特征在于，所述臭氧催化膜芯(2)的数量为多层，各所述臭氧催化膜芯(2)由内至外顺序套设，且相邻两所述臭氧催化膜芯(2)之间留有间隙。
6.根据权利要求1所述的臭氧催化装置，其特征在于，所述污水进口(102)处设置有第一阀门(3)。
7.根据权利要求1所述的臭氧催化装置，其特征在于，所述浓水出口(103)处设置有第二阀门(4)。
8.根据权利要求1所述的臭氧催化装置，其特征在于，所述臭氧催化过滤层(201)采用铈钛复合臭氧催化剂制成，所述臭氧催化过滤层(201)的厚度为1μm至1.5μm，各所述第一过滤孔的孔径为50nm至100nm。
9.根据权利要求1所述的臭氧催化装置，其特征在于，所述过渡层(202)的厚度为10μm至90μm，各所述第二过滤孔的孔径为0.5μm至1μm。
10.根据权利要求1所述的臭氧催化装置，其特征在于，所述支撑层(203)采用陶瓷制成，所述支撑层(203)的厚度为3mm至5mm，各所述第三过滤孔的孔径为5μm至10μm。
技术总结