[發明專利]圓柱螺管式連續流動-光催化氧化降解水處理裝置、系統及方法

在審

• 申請號: 202210031483.6
• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114772678A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 張凱龍;高俊;方妍;李濤;胡玲玲;王胤惠
• 申請（專利權）人: 浙江萬里學院
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/72;C02F1/78
• 代理公司: 寧波市甬遠專利代理有限公司 33409
• 代理人: 沈春紅

1.一種圓柱螺管式連續流動-光催化氧化降解水處理裝置，其特征在于：該裝置包括螺旋中空的管式光催化氧化反應器，所述的管式光催化氧化反應器的一端具有介質入口、另一端具有介質出口，且介質自所述的入口進入自所述的出口流出、呈連續流動狀態；所述的介質內含有光催化劑和氧化劑；所述的管式光催化氧化反應器的螺旋中空腔內套設有光催化光源，所述的光催化光源的長度不短于所述的光催化氧化反應器的高度。

2.根據權利要求1所述的圓柱螺管式連續流動-光催化氧化降解水處理裝置，其特征在于：所述的光催化光源為柱狀紫外光源燈。

3.根據權利要求1所述的圓柱螺管式連續流動-光催化氧化降解水處理裝置，其特征在于：所述的管式光催化氧化反應器為由中空的管道螺旋纏繞形成的螺旋中空的圓柱螺旋形螺管，所述的螺旋中空的螺管的中空腔的內徑2～20cm，中空的管道的內徑為3～100mm、壁厚為1～10mm。

4.根據權利要求1所述的圓柱螺管式連續流動-光催化氧化降解水處理裝置，其特征在于：所述管式光催化氧化反應器為石英玻璃、普通硅酸鹽玻璃、聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚苯乙烯一種或幾種組合構成的透光材質制備而成。

5.根據權利要求1所述的圓柱螺管式連續流動-光催化氧化降解水處理裝置，其特征在于：所述的光催化氧化采用的氧化劑為過氧化氫、臭氧、過硫酸鉀鹽、過硫酸鈉鹽溶液中的一種，或臭氧、氧氣、空氣氣體中的一種；所述的管式光催化氧化反應器螺旋纏繞的螺旋角為1～20°。

6.一種含有權利要求1-5任一權利要求所述的圓柱螺管式連續流動-光催化氧化降解水處理裝置的系統，其特征在于：該系統包括設置于管式光催化氧化反應器介質入口的預混合器，所述的預混合器上分別通過管道連接有原水催化劑懸浮液容器和氧化劑容器，所述的管道上還設置有進樣泵；所述的管式光催化氧化反應器的介質出口連接有輸出管道，且管式光催化氧化反應器內腔套設有柱狀紫外光源燈。

7.一種圓柱螺管式連續流動-光催化氧化降解水處理的方法，其特征在于：包括以下步驟：

(1)根據原水特性及出水指標要求，將待降解的原水與光催化劑和氧化劑進行混合得到混合液；

(2)然后將混合液自管式光催化氧化反應器入口通入，并保持混合液在管式光催化氧化反應器中持續的流動，并自出口引出；在上述過程中，紫外光源燈始終處于打開狀態，對管式光催化氧化反應器持續光照。

8.根據權利要求7所述的圓柱螺管式連續流動-光催化氧化降解水處理的方法，其特征在于：步驟(1)所述的將待降解原水與光催化劑和氧化劑進行混合得到混合液，具體為：在原水中加入光催化劑攪拌分散為光催化劑懸浮液，然后將光催化劑懸浮液和氧化劑經進樣泵輸運流入預混合器混合，混合液流入管式光催化氧化反應器在內部紫外燈照射下連續流動光催化氧化降解。

9.根據權利要求8所述的圓柱螺管式連續流動-光催化氧化降解水處理的方法，其特征在于：所述光催化劑為ZnO、ZnS、TiO₂、WO₃、CdS、CdO、Fe₂O₃、Bi₂O₃、SiC、g-C₃N₄及其過渡金屬元素摻雜、Fe₃O₄磁性負載單一或組合改性微納米顆粒中的一種；所述的光催化劑的添加量為0.1～10.0g/L，氧化劑濃度為1～100mmol/L，氧化氣體的氣液比1/100～1/1；所述的介質在管式光催化氧化反應器的流速為1～10000mL/min。

10.根據權利要求8所述的圓柱螺管式連續流動-光催化氧化降解水處理的方法，其特征在于：所述的管式光催化氧化反應器和紫外光源燈在水處理過程為豎向或者橫向放置。