[發(fā)明專利]抵制臭氧逆向竄流的光催化廢水降解反應器擴容方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310231203.7
• 申請日: 2013-06-08
• 公開（公告）號: CN103288278A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發(fā)明（設計）人: 李榕生
• 申請（專利權(quán)）人: 李榕生
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抵制臭氧逆向竄流的光催化廢水降解反應器擴容方法，屬于C02F廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

微波光催化降解處理技術(shù)，作為一種有效的針對含有機污染物工業(yè)廢水的無害化處理技術(shù)，近年來頗受關(guān)注。

關(guān)于微波光催化降解技術(shù)，作為一例，可以參見公開號為CN102260003A的中國專利申請案。

該公開號為CN102260003A的中國專利申請案，是以微波作為激發(fā)源，激發(fā)無極紫外燈發(fā)射紫外線，于液體內(nèi)部照射摻有光催化劑二氧化鈦的懸浮液，該無極紫外燈被石英管所籠罩保護著，有空氣泵向該石英管內(nèi)腔持續(xù)注入空氣，由石英腔溢出的空氣經(jīng)由管道與位于反應器底部的微孔曝氣頭聯(lián)通，該反應器內(nèi)部的下方區(qū)域為曝氣區(qū)，該反應器內(nèi)部的上方區(qū)域是微波光催化反應區(qū)，該方案還以反應器內(nèi)置的膜分離組件，來提析凈化后的水，并以該膜分離組件實現(xiàn)光催化劑二氧化鈦微粒的截留再用；該方案還在無極紫外光源與膜分離組件之間架設隔板，用于防止紫外線對有機質(zhì)的膜分離組件的輻射損傷；通入反應器內(nèi)部的空氣，部分直接參與依托光催化劑二氧化鈦的光催化降解反應，還有一部分空氣，在紫外光的直接照射下，生成一定量的臭氧，該生成的臭氧當然也發(fā)揮著針對有機污染物的直接的氧化降解作用。

該公開號為CN102260003A的中國專利申請案毫無疑問為微波光催化廢水降解技術(shù)的進步起到了不可忽視的推動作用，其研發(fā)人員在該領(lǐng)域所展開的工作令人敬佩。

基于由衷的敬佩之意，以及，共同的努力方向，我們下面要談的是問題。

以下將要談到的問題，共有十五個；該十五個問題是并列的十五個問題；其排序的先后僅僅是出于論述便捷的考慮。

問題之一：

該公開號為CN102260003A的中國專利申請案，其用于攔截催化劑二氧化鈦微粒的膜分離組件是安置于反應器內(nèi)腔，浸沒在處理對象液體之中，并且依靠升騰的含臭氧氣泡來沖刷膜分離組件，藉此除去其表面所吸附、滯留的催化劑微粒，達成催化劑微粒的回收、再利用目的，同時，膜分離組件也是依靠這個方式自潔并保持其分離能力，那么，基于該結(jié)構(gòu)，只能選用商業(yè)用簾式中空纖維膜組件或平板膜組件，并且，該膜分離組件是需要浸泡在有臭氧氣泡升騰的強氧化性的周遭環(huán)境中，因此，對膜分離組件的氧化耐受力必然有要求，普通材質(zhì)的有機膜分離組件不能耐受這樣的使用環(huán)境，故只能選用PVDF材質(zhì)的膜分離組件，這一點已在該案公開文本第0009段文字以及權(quán)項3中清楚地表明；該種需要特殊的氧化耐受力的濾膜其材質(zhì)成本較高，其市售價格當然也高于無氧化耐受力要求的普通有機微濾膜組件；換句話說，該案的結(jié)構(gòu)方式，導致膜分離組件的材質(zhì)被局限于較昂貴的PVDF材質(zhì)。再有，裝置內(nèi)可能的紫外光泄露，可能觸及有機膜組件，這也要求裝置內(nèi)的有機膜組件材質(zhì)能夠抵抗紫外光輻照，從這一點看，基于該裝置的結(jié)構(gòu)方案，有機膜分離組件的材質(zhì)也只能被局限在較昂貴的PVDF材質(zhì)。

有機膜組件相較于陶制過濾組件，有其顯而易見的優(yōu)勢；關(guān)于這一點，對于過濾技術(shù)專業(yè)的人士來說，是公知的，在這里不展開贅述。

那么，在使用有機材質(zhì)膜組件的前提之下，能否撇開這種PVDF濾膜材質(zhì)局限昵？這是一個需要解決的問題，此為問題之一。

問題之二：

鑒于所述升騰氣泡的沖刷力、清潔能力比較弱，因此，與該清潔方式配合使用的膜分離組件其孔徑只能選用比較大的微濾級別的濾孔孔徑，該微濾級別的濾孔孔徑為0.1-0.2微米，關(guān)于這一點，同樣在該案公開文本第0009段文字以及權(quán)項3中有清楚的限定，該種濾孔孔徑限定，從該案這樣的膜分離組件的選型、內(nèi)置且浸泡使用方式、升騰氣泡自潔方法來看，是必然的，只能限定其濾孔孔徑在微濾級別。換句話說，這種以升騰氣泡沖刷的方式其沖刷力、清潔力太弱，以至于根本無法應對更小孔徑的濾膜，所以說，在該案裝置中，濾膜孔徑限定在0.1微米-0.2微米之間，是沒有商量余地的必然選擇。

所謂0.1-0.2微米的濾孔孔徑，如果換一個計量單位，對應的就是100-200納米的濾孔孔徑；那是什么概念呢？以其下限的100納米濾孔孔徑來說，它所能攔截的催化劑微粒其尺寸必須是在100納米以上，而小于100納米的催化劑微粒是無法被攔截的；換句話說，小于100納米的催化劑微粒將直接穿透、通過膜組件的濾孔，混入降解反應器所輸出的所謂的凈水之中。

現(xiàn)在需要來談談紫外光催化降解反應所涉光催化劑的粒徑以及光催化劑劑型選擇。