[發(fā)明專(zhuān)利]光催化水處理反應(yīng)器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910062171.6
• 申請(qǐng)日: 2009-05-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101555062A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉濤;桂偉;吳敬兵;孫振亞;常虹;王超;尋順榮;楊雷
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/74
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/74;C02F1/32;C02F1/30
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專(zhuān)利代理有限公司
• 代理人: 唐萬(wàn)榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于污水處理的裝置。

背景技術(shù)

光催化反應(yīng)器的研究與設(shè)計(jì)是光催化氧化法實(shí)用化過(guò)程中需要解決的焦點(diǎn)問(wèn)題之一。最早出現(xiàn)的多相光催化反應(yīng)器是為在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行研究而設(shè)計(jì)的，其結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，操作也很方便。反應(yīng)器主體一般為一開(kāi)口敞開(kāi)的容器，并置于磁力攪拌機(jī)上，反應(yīng)液在熒光或紫外燈的照射下反應(yīng)，燈距液面的距離可調(diào)。直到現(xiàn)在仍有許多研究者用這種反應(yīng)器來(lái)評(píng)價(jià)催化劑的活性或進(jìn)行污染物降解規(guī)律的研究。

自從利用光催化反應(yīng)器在紫外光照射下發(fā)生光催化氧化反應(yīng)降解難降解有機(jī)化合物以來(lái)，許多研究者投人到此類(lèi)高級(jí)化學(xué)氧化技術(shù)的研究中，但大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用極少，最主要的問(wèn)題在于缺少合適的高效光催化反應(yīng)器。

光催化反應(yīng)體系的建立，能夠更有效地激發(fā)光催化劑的活性，提高光催化劑的效率。同時(shí)，光催化反應(yīng)體系是光催化反應(yīng)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的基礎(chǔ)。因此，光催化反應(yīng)裝置的研究正越來(lái)越受到重視，成為光催化研究中的重要方面。已有的研究成果表明，多種結(jié)構(gòu)的光催化反應(yīng)體系已經(jīng)被用于光降解研究，并且取得了一定的效果，但同時(shí)也遇到了一些需要解決的問(wèn)題。這些問(wèn)題涉及光催化反應(yīng)器的各個(gè)方面，情況非常復(fù)雜，其中，催化劑的存在狀態(tài)如粉末或薄膜、反應(yīng)器的幾何形狀及尺寸和光系統(tǒng)的布置及燈管的冷卻方式等方面是需要重點(diǎn)考慮的。

當(dāng)前出現(xiàn)的用于污水處理的光催化反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)如下：

(1)反應(yīng)器的形式有敞口的開(kāi)放式結(jié)構(gòu)，也有半封閉結(jié)構(gòu)，通過(guò)曝氣方式來(lái)提供氧源；

(2)反應(yīng)器大多是圓筒形的，也有圓錐形反應(yīng)器，這種圓錐形反應(yīng)器設(shè)計(jì)了帶有機(jī)械攪拌提升裝置，從而有利于水體和催化劑的提升與分布。

(3)反應(yīng)器的主體可以是靜止的，也有設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)筒式的。靜止式反應(yīng)器一般都設(shè)有攪拌裝置，通常是磁力攪拌器以提高容器內(nèi)光催化反應(yīng)的均勻性。轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器的主體設(shè)計(jì)成轉(zhuǎn)筒式，在轉(zhuǎn)筒上負(fù)載催化劑膜，通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速來(lái)改變污水和催化劑的分布，增加催化劑、反應(yīng)物和光源之間的接觸面積。

從目前出現(xiàn)的各類(lèi)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)來(lái)看，由于反應(yīng)器有各種靈活的組合方式，勢(shì)必就會(huì)有優(yōu)選的方案。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)基板負(fù)載的二維納米光催化膜作為高效的光催化劑，設(shè)計(jì)提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、光催化膜安裝與更換方便、反應(yīng)充分的光催化水處理反應(yīng)器，該處理器既可用人工光源也可利用太陽(yáng)光。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：光催化水處理反應(yīng)器，它包括反應(yīng)容器、紫外燈(或氙燈)、催化劑載體安裝裝置、攪拌裝置、曝氣裝置；反應(yīng)容器包括反應(yīng)容器的底板、反應(yīng)容器體，反應(yīng)容器的底板上設(shè)有進(jìn)水口、出水口和曝氣口；進(jìn)水口與進(jìn)水管相連；出水口與出水管相連；曝氣口與曝氣裝置的輸氣管相連；

其特征在于：反應(yīng)容器包括反應(yīng)容器的蓋板，反應(yīng)容器的蓋板擱置在反應(yīng)容器體的上端，反應(yīng)容器的蓋板的下端面中部固定連接有燈罩；紫外燈或氙燈位于燈罩內(nèi)，紫外燈或氙燈安裝在燈座上，燈座與反應(yīng)容器的蓋板固定連接；

催化劑載體安裝裝置為多面體插槽框架，多面體插槽框架位于反應(yīng)容器的反應(yīng)腔內(nèi)，負(fù)載催化劑膜的玻璃片從上至下安放在多面體插槽框架上；

攪拌裝置的攪拌軸的上端部穿過(guò)反應(yīng)容器的底板上的攪拌軸孔后位于反應(yīng)容器的反應(yīng)腔內(nèi)，多面體插槽框架的多面體底板與攪拌軸的上端固定連接，所述攪拌軸為2～6個(gè)，多面體插槽框架的個(gè)數(shù)與攪拌軸的個(gè)數(shù)相對(duì)應(yīng)。

所述的反應(yīng)容器的反應(yīng)腔內(nèi)的底部安裝有氣液混合裝置，氣液混合裝置由上篩網(wǎng)板、下篩網(wǎng)板組成，上篩網(wǎng)板與下篩網(wǎng)板之間有間隙，上篩網(wǎng)板的網(wǎng)狀篩孔孔徑小于下篩網(wǎng)板的網(wǎng)狀篩孔孔徑，下篩網(wǎng)板位于上篩網(wǎng)板的下方，上篩網(wǎng)板位于多面體插槽框架的多面體底板的下方。

本發(fā)明的有益效果是：

1、紫外燈或氙燈懸掛安裝，紫外燈或氙燈及燈座可以方便地隨反應(yīng)容器的蓋板移走。反應(yīng)容器的蓋板擱置在反應(yīng)容器體的上端，紫外燈或氙燈通電，即可用人工光源。當(dāng)把反應(yīng)容器的蓋板(燈座以及紫外燈或氙燈)移走，反應(yīng)容器的上端為敞口，使得陽(yáng)光與空氣中的氧氣能夠直接與反應(yīng)溶液接觸。因此，從光源的角度看，既可利用人工光源也可利用太陽(yáng)光進(jìn)行紫外光或可見(jiàn)光以及自然光條件下光催化反應(yīng)。光源利用率高。同時(shí)反應(yīng)容器的蓋板擱置在反應(yīng)容器體的上端，蓋板移走，可方便地從上至下安放負(fù)載催化劑膜的玻璃片，光催化膜安裝與更換方便。