[發(fā)明專利]圓柱螺管式連續(xù)流動-光催化氧化降解水處理裝置、系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2022-01-12
• 公開（公告）號: CN114772678A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發(fā)明（設計）人: 張凱龍;高俊;方妍;李濤;胡玲玲;王胤惠
• 申請（專利權(quán)）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

一種圓柱螺管式連續(xù)流動?光催化氧化降解水處理裝置、系統(tǒng)及方法，包括螺旋中空的管式光催化氧化反應器，所述的反應器的一端具有介質(zhì)入口、另一端具有介質(zhì)出口，且介質(zhì)自所述的入口進入自所述的出口流出、呈連續(xù)流動狀態(tài)；所述的介質(zhì)內(nèi)含有光催化劑和氧化劑；所述的管式光催化氧化反應器螺旋中空腔內(nèi)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。本申請的方案實現(xiàn)了在線協(xié)同光催化降解和化學高級氧化降解，并采用紫外光引發(fā)化學高級氧化反應，與傳統(tǒng)靜態(tài)序批式單一外照式光催化降解和單一化學高級氧化降解水處理方法相比提升了光電利用率，大幅擴大了水處理范圍，提高了光催化氧化降解水處理能力。

技術領域

本發(fā)明屬于水污染控制治理技術領域,具體的涉及一種圓柱螺管式連續(xù)流動-光催化氧化降解水處理裝置、系統(tǒng)及方法。

背景技術

伴隨現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)及社會生活快速發(fā)展，產(chǎn)生大量含有有毒有害無機、有機污染物的難降解工農(nóng)業(yè)廢液和生活廢水，亟需處理達標排放或利用。

高級氧化技術氧化能力強，實施簡單，對各種廢液特別是對高濃度難生化降解廢水具有良好的適用性，氧化劑在高溫高壓、電、聲、光輻照、重金屬催化劑等反應條件下激活，引發(fā)產(chǎn)生羥基、過氧自由基、單線態(tài)氧、硫酸根自由基等強氧化物種，無差別地將有機物氧化成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，能夠使絕大部分有機物完全礦化或分解，綠色環(huán)保的氧化劑活化方法是目前研究的熱點和關鍵。

光催化降解技術以光為能源驅(qū)動，污染物和催化劑光生電子、空穴、羥基自由基、過氧自由基等活性氧化物質(zhì)發(fā)生系列氧化還原反應實現(xiàn)降解。和傳統(tǒng)物理、化學、生物法相比，具有綠色、安全、低耗能等特點，光催化降解處理污染物已成為環(huán)境污染治理領域的研究熱點。外照式光催化降解是最常見實現(xiàn)方式，但外照式光能利用率低，特別是人工光源外照，同時還容易造成光污染和紫外光傷害，為提高光能利用率，開發(fā)內(nèi)照式光催化降解技術極為必要。

光催化反應器是光催化降解應用實現(xiàn)的重要組件，目前主流采用的靜態(tài)序批式光催化降解模式，反應器占據(jù)空間大，操作環(huán)節(jié)多，光能利用率低，處理能力弱，限制了光催化降解水處理能力。

城市是產(chǎn)生廢水的集中區(qū)，廢水產(chǎn)量大，排放要求高，水處理能力要求與日俱增，同時城市主要能源電能供應緊張、白天夜晚消耗不平衡，給發(fā)電企業(yè)及電網(wǎng)供電提出了巨大的挑戰(zhàn)，以谷電驅(qū)動人工紫外光催化氧化降解處理城市生產(chǎn)生活廢水、為夜晚過剩電力的消納和環(huán)境治理提供一種可靠的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容

本申請針對現(xiàn)有技術的上述不足，提供一種協(xié)同在線同時光催化降解和化學高級氧化降解，實現(xiàn)廢水連續(xù)流動光催化氧化降解的圓柱螺管式連續(xù)流動-光催化氧化降解水處理裝置。

為了解決上述技術問題，本申請采用的技術方案為：一種圓柱螺管式連續(xù)流動-光催化氧化降解水處理裝置，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(zhì)入口、另一端具有介質(zhì)出口，且介質(zhì)自所述的入口進入自所述的出口流出、呈連續(xù)流動狀態(tài)；所述的介質(zhì)內(nèi)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(nèi)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(即螺旋光催化氧化反應器的螺旋高度)。

進一步的，所述的光催化光源為柱狀紫外光源燈。

進一步的，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(nèi)徑2～20cm(放燈地方，根據(jù)燈的直徑適配)，中空的管道的內(nèi)徑為3～100mm、壁厚為1～10mm。

進一步的，所述圓柱螺管式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(gòu)成的透光材質(zhì)制備而成。

進一步的，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。