[發明專利]一種水處理光催化反應裝置

有效

• 申請號: 201110417752.4
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102491449A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 馬建鋒;崔冰瑩;李定龍
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/72
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及用于水處理的光催化反應裝置，屬于環境保護中污水處理技術領域。

背景技術

傳統的水處理方法效率低、成本高、存在二次污染等問題，污水治理一直得不到好的解決。1972?年，A.?Fujishima和K.?Honda在n型半導體TiO₂電極上發現了水的光電催化分解作用，TiO₂氧化活性較高，化學穩定性好，對人體無毒害，成本低，無污染，應用范圍廣，因而最受重視，是目前應用最廣泛的納米光催化材料，也是最具有開發前途的綠色環保型催化劑。納米TiO₂能處理多種有毒化合物，可以將水中的烴類、鹵代烴、酸、表面活性劑、染料、含氮有機物、有機磷殺蟲劑、木材防腐劑和燃料油等很快地完全氧化為CO₂、H₂O等無害物質。但到目前為止納米光催化TiO₂技術仍未在廢水處理方面得到廣泛應用，主要是因為納米顆粒分離困難，沒有簡單適用的處理設備。

通過納米顆粒在載體表面負載，可以解決顆粒分離的問題。但負載有納米顆粒的載體浸泡于水中的時候，激發光必須透過較厚（往往是數厘米以上）的溶液才能照射到催化劑上。而事實上，無論是在紫外光區還是可見光區，有機物溶液（尤其是帶色有機物廢水）都會有不同程度的光吸收，這勢必會引起激發光不同程度的光損失，使得到達催化劑表面的光強度下降，從而使得光生電子和空穴的產率下降，最終使得污染物的降解效率降低。

專利公開號為CN100509639C公開了一種斜板式光電催化反應器，可以獲得較好的水相薄膜促進光催化反應，但燈置于斜板外側，會有光的損失。同樣，專利公開號為CN101774661A、CN102030387A、CN101993129A這幾個專利公開的方法都是將激發光源放置于催化劑負載板的側面，會有光能的損失。為了提高降解效率，只能提高激發光源的功率，這樣就增加了運行能耗。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種可以保證激發光不流失浪費的錐形滾筒式光催化反應裝置。

本發明采用的技術方案是：包括一個錐體滾筒，錐體滾筒的大端和小端的開口處密封有封頭，錐體滾筒的兩端同軸向外延伸空心軸，空心軸連接電動機；錐體滾筒和空心軸中套有石英管，石英管內置紫外光源；錐體滾筒內腔中設置6~10個相同的軸向放置的葉片，且這6~10個葉片沿錐體滾筒的橫截面的圓周方向均勻分布，每個葉片的外端均固接錐體滾筒的內壁，每個葉片的內端均向石英管處延伸且和石英管外壁之間有2~4cm的距離；在錐體滾筒內側面上、封頭的內側面上和葉片外表面上均負載有TiO₂涂層；錐體滾筒的軸向下半部分置于待處理廢水中轉動。

本發明的有益效果是：錐體滾筒連續滾動，可以形成較薄的液膜；錐體有利于液體流動形成液膜而不是水滴；錐體滾筒內輻射狀安裝的葉片可以擴大液膜面積；紫外光源置于錐體滾筒內部可以保證激發光不流失浪費，提高降解效率。試驗證明：對于含金橙II濃度在75mg/L的廢水，經過該設備持續處理3h之后的出水金橙II的去除率達92%。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1中錐體滾筒1的封頭2打開后的內部示意圖；

圖3是錐體滾筒1內壁展開示意圖；

圖中：1.錐體滾筒；2.封頭；3.空心軸；4.石英管；5.待處理廢水；6.葉片；7.電動機。

具體實施方式

參照圖，包括一個錐體滾筒1，錐體滾筒1的錐角范圍在10°~20°。錐體滾筒1的大端和小端兩端的開口處均安裝封頭2，使錐體滾筒1兩端密封。錐體滾筒1的大端和小端兩端同軸向外延伸空心軸3，石英管4同軸穿在錐體滾筒1和錐體滾筒1兩端的空心軸3中，即錐體滾筒1和其兩端的空心軸3中套有石英管4，石英管4內置紫外光源。在錐體滾筒1大端的空心軸3上連接電動機7，由電動機7帶動空心軸3和錐體滾筒1轉動。

在錐體滾筒1內腔中設置6~10個相同的軸向放置的葉片6，且這6~10個葉片6沿錐體滾筒1的橫截面的圓周方向均勻分布，每個葉片6的外端均固定焊接在錐體滾筒1的內壁，每個葉片6的內端均向石英管4處延伸，并且和石英管4外壁之間有2~4cm的距離，這樣，使6~10個葉片6在錐體滾筒1內腔中呈輻射狀均勻分布。

在錐體滾筒1內側面上、封頭2的內側面上和葉片6外表面上均負載有TiO₂涂層。將錐體滾筒1的軸向下半部分置于待處理廢水5中，打開紫外光源，電動機7驅動錐體滾筒1轉動，錐體滾筒1的轉速在25~30轉/分鐘，連續滾動，石英管4及紫外光源固定不轉動，置于待處理廢水5中的錐體滾筒1部分可以形成較薄的液膜。