[發明專利]塔形水處理光催化反應器

有效

• 申請號: 201110420455.5
• 申請日: 2011-12-15
• 公開（公告）號: CN102502918A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 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
• 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。自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，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。研究表明，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技術仍為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，或多或少會有光的損失。同樣，專利公開號為CN101774661A，CN102030387A，CN101993129A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。有研究表明在多相光催化氧化過程中H₂-O₂耦合作用下，催化氧化的效率會有較大提高（參見：多相光催化氧化過程中H₂-O₂耦合效應及其作用機理研究，陳亦琳，2006年，福州大學博士論文），但傳統的光催化反應器在有氣體提供時傳質效率低，有必要開發新的催化反應器。

發明內容

本發明的目的在于針對現有技術的不足，提出一種催化氧化效率高的塔形水處理光催化反應器，

本發明采用的技術方案是：包括一個內壁襯有反光材料的塔體，塔體上端側壁上開有進液管，下端側壁上開有液體排出管，在塔體內部，沿塔體的高度方向上間隔設置相互平行的多層塔板，每層塔板側邊均連接一個降液槽，每層塔板的正中間開有大孔，石英管與塔體同軸且套在每層塔板的大孔中，石英管內裝有紫外燈光源，石英管上端伸出塔體外，石英管下端封閉且支撐有托盤，托盤固接于塔體的下端，托盤上布置若干托盤孔；在每層塔板上下表面上均設有軸向延伸的若干尖錐，塔板及尖錐表面均負載有TiO₂涂層；在尖錐之間的塔板上開有若干小孔，托盤下部的塔體側壁上開有至少1個通氣口。

本發明的有益效果是：在尖錐上形成薄液膜促進紫外光透光率，使紫外線不擴散，充分利用了紫外光能量；能促進氣液交換，使水在從上往下流動時多次和催化劑接觸，多次反應，提高了廢水降解效率。試驗證明：將含金橙II濃度在100?mg/L的廢水，通入少量H₂和O₂，經過該設備持續處理后的出水金橙II的去除率達96%。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是圖1中塔板2及其關聯結構放大示意圖；?

圖3是圖1中托盤5的結構放大示意圖；

圖中；1.塔體；2.塔板；3.石英管；4.紫外燈光源；5.托盤；6.降液槽；7.進液管；8.通氣口；9.液體排出管；10.小孔；11.尖錐；12.大孔；13.托盤孔。

具體實施方式