CN104310523A - 一种光催化反应处理废水的方法及光催化反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种光催化反应处理废水的方法，其使用固定化的TiO2或掺杂过渡金属TiO2为催化剂，以废水为反应介质，发生光催化反应；其中所述的TiO2为锐钛型TiO2，所述的过渡金属为稀土元素，所述的固定化的TiO2或掺杂过渡金属TiO2中TiO2的负载量为0.82%~1.24%（重量比），所述的固定化TiO2或掺杂过渡金属TiO2的用量为5~12g/L废水，所述的光催化反应的反应光源为可见光光源或紫外光光源。本发明还涉及一种可实现上述光催化反应方法的光催化反应器。本发明的方法可以使TiO2催化的光催化反应在可见光下发生并具有高反应率。
Description
技术领域
本发明涉及一种光催化反应处理废水的方法。
本发明还涉及一种可实现上述光催化反应方法的光催化反应器。
背景技术
现今人类对水的需求量逐年增加，同时水体的污染不断的加剧，污水回用早已被提上日程。就我国而言，对于污水深度处理技术尚不完善，有许多处理后的水质仍达不到回用标准。水中存在难降解有机物，长期累积富集，有较大的危害。
目前城市污水处理厂的工艺流程中一般都包含了生物接触氧化功能，去除污水中难降解有机物，但就目前形势来看，其生物接触氧化发，去除率不够高，运行不稳定，达不到深度处理的要求，因而考虑采用生物法进一步提高脱氮效果将面临工艺流程复杂、能耗高等技术难题。
光催化氧化技术是近年来快速发展的一项高新技术, 它是在紫外光照射下, 由纳米二氧化鈦催化反应, 利用反应中产生的强氧化性的羟基自由基(O H . )作为主要氧化剂氧化分解水中污染物的方法。
TiO2的带隙为 3.2eV，因此当用波长小于 387.5nm（紫外光区）的光照射时才能被激发产生空穴与电子。后来的研究发现采用掺杂金属或非金属降低带隙，可以使 TiO2的激发光波长阈值增大，选用合适的掺杂过渡金属和非金属TiO2可以使光催化反应在可见光下发生。
为了满足不同的光催化反应要求，人们设计了不同的光催化反应器，其中应用最多的反应器包括椭圆型反应器、底灯型反应器和柱型反应器。其中椭圆型反应器是将灯管和反应区分别设置于椭圆的2个焦点上，这样可以很好的将灯管所发出的光集中在反应区内，减少了光的浪费，提高了整体的效率，但是仍不能保证灯管所发出的所有光线都能达到反应器，并且光的传输路程较长，增加了光在传输过程中的损失，再者反应区域内光的分布不均匀也不利于反应的发生。底灯型反应器是对椭圆型反应器的改进，它的光源位于抛物线的焦点上，但是光源的光线并不是聚焦在另一个焦点，而是从下往上射入反应区，光进入了反应区域后不再被反射回来，更大程度的利用了光源。柱型反应器一般可分为中灯外反应区和中反应区外灯两种。柱型反应器有着较高的光利用率和良好的对称性，可使光在反应区内均匀的分布，减少局部差异，可以达到光的最大利用率；并且这种柱型的反应器制造难度小，成本低，适合大规模的生产和运用。
基于对反应器中催化剂固定方式的研究，人们设计出了平板型固化床反应器和喷泉型固化床反应器。平板型固化床反应器是将催化剂固定在平板上，在光照的条件下，将污染物液体或者气体缓慢的通过催化剂表面降解，属于层流型反应器。使用平板型固化床反应器，待降解物经过催化剂时，光照时间和光照强度基本一致，当待降解物流速慢时可提高反应物的降解程度，当提高待降解物流速时亦会降低反应物的降解程度，因此降解效率和降解程度不可兼得。喷泉型固化床反应器将催化剂固定在斜面上，在顶部固定光源，将待降解物斜面中心的喷嘴喷出，然后在重力作用下流经催化剂从而得到降解；但是该种反应器的结构复杂，严重制约了该反应器的应用范围。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以使TiO2催化的光催化反应在可见光下发生并具有高反应率，改性后进一步显著加快光催化反应速率并同时提高污染物降解程度的光催化反应处理废水的方法。
本发明的目的还在于提供一种可实现上述光催化反应处理废水的光催化反应器。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：
本发明的方法使用固定化的TiO2或掺杂过渡金属TiO2为催化剂，以废水为反应介质，发生光催化反应；其中所述的TiO2为锐钛型TiO2，所述的过渡金属为稀土元素，所述的固定化的TiO2或掺杂过渡金属TiO2中TiO2的负载量为0.82%~1.24%（重量比），所述的固定化TiO2或掺杂过渡金属TiO2的用量为5~12g/L废水，所述的光催化反应的反应光源为可见光光源或紫外光光源。
本发明的方法在光催化反应过程中保持空塔气速为10~30ml/s。
本发明的方法所述的稀土元素为镧。
本发明的方法所述的固定化选自颗粒活性炭负载催化剂的流化床式固定化和/或以催化剂粉末涂覆于固定表面的固定床式固定化。
本发明的方法所述的光源为经侧射光纤导入的外置光源，所述的外置光源为可见光光源或紫外光光源。
本发明的反应器包括柱状反应桶体、设置于柱状反应桶体外侧上端的出水管以及设置于柱状反应桶体外侧下端的进水管；在所述柱状反应桶体上方设置有光采集装置；在所述柱状反应桶体内部设置有与光采集装置连接的光纤；在所述进水管下方设置有曝气管。
本发明的反应器所述光纤外壁涂覆有催化剂，所述的催化剂为TiO2和/或LA-TiO2。
本发明的反应器所述进水管上分布有布水孔，所述曝气管上分布有曝气孔。
本发明的反应器光采集装置由凹透镜和反光板组成，所述反应桶体上部外侧设置有出水槽，所述出水槽上设置有环形出水齿堰。
本发明的反应器所述光纤通过设置于反应桶体顶端的光纤均布孔板进入反应桶体内部；所述光纤的数量使反应器内部各区域距离光纤的距离小于5厘米。
本发明的废水可以为：工业废水或城市污水的尾水，地表受有机污染的地表水。
本发明采用上述技术方案所获的积极效果为：
本发明的方法可以实现废水的清洁化降解，使用固定化的TiO2或掺杂过渡金属TiO2为催化剂有很好的稳定性，多次重复使用对于催化效果没有影响。并且反应以水为介质，使固定化的TiO2即使在可见光下仍具有很高的催化效率，且高于紫外光下的反应。当使用固定化的掺杂过渡金属TiO2为催化剂时，可以进一步显著加快光催化反应速率并同时提高污染物降解程度。在反应进行中，通过曝气增加溶氧量可以进一步加快反应速率增强降解效果。
本发明的反应器使用太阳光作为反应器光源，利用镜面反射光源的原理，将太阳光集中汇聚到反应器侧光光纤两个端面，利用侧光光纤的整体侧面发光的特性，将汇集来的光导入反应器，可使光线和待处理废液进行最大限度的接触反应，提高反应效率和降解程度。并且太阳光为清洁能源，其使用具有进一步的节能作用。
本发明将催化剂直接涂覆于光纤上，催化剂的受光面积大且均匀，提高了对光线的利用率，并且发生的光催化反应效率高。
本发明进一步设置了曝气装置，增加水中的溶氧量可以提高氧化效果。并且当在反应器中进一步添加流化床固定的催化剂时，该装置还可以防止催化剂在反应液中的聚凝。
本发明在进水管的管路设置均匀的布水分散点，有各个布水点出水均匀分散整个反应器中并促进了反应器中的水体流动，使反应充分并避免水体流动盲区造成的处理不完全现象。
附图说明
图1为本发明光催化反应器的结构示意图。
图2为TiO2 /AC的XRD谱图。
图3为TiO2 /AC的负载量对废水处理效果的实验结果图。
图4为不同La浓度的La-TiO2 /AC对废水处理效果的实验结果图。
图5为La-TiO2 /AC的负载量对废水处理效果的实验结果图。
图6为不同浓度TiO2 /AC对于光催化反应的影响的实验结果图。
图7-1为实施例9在可见光下两次降解反应图。
图7-2为实施例X在可见光下两次降解反应图。
图7-3为改性TiO2与未改性TiO2的降解效率比较图。
图8为TiO2 /AC稳定性检测的实验结果图。
图9为空塔气速对光催化反应影响的实验结果图。
在附图中，1柱状反应桶体、1-1光纤均布孔板、2出水管、3进水管、3-1布水孔、4-1凹透镜、4-2反光板、5光纤、6曝气管、6-1曝气孔、7出水槽、7-1环形出水齿堰、8光线。
具体实施方式
实施例1 以活性炭为载体的固定化TiO
2
的制备
一. 载体的预处理
活性炭的氧化处理主要作用就是为了可以引入表面含氧的官能团，已经证实了活性炭作为金属催化剂载体时，活性炭表面的含氧官能团能成为某些金属离子的活性吸附位，本发明中采用液相氧化法，不仅可以引入含氧官能团，还可以去除活性炭中灰分。
具体的操作步骤如下：
（1）先称取适量的活性炭载体，放入锥形瓶中，加入适量的蒸馏水，再均匀搅拌20min；
（2）将上一步中的活性炭放入超声波清洗器中，超声波清洗60min；
（3）将超过的活性炭载体放入0.1mol/L的HCl溶液中，充分混合摇匀，再静置浸泡24h；
（4）将浸泡过的活性炭过滤并用蒸馏水洗涤直到PH=7；
（5）将上述活性炭放入电热鼓风干燥箱中，调温80°C，直至烘干为止，冷却，以备后用。
二. 溶胶的制备
(1) 取出1.1ml冰醋酸（A.R.），1ml去离子H2O和15ml无水乙醇（A.R.）。将冰醋酸在搅拌下缓慢滴加到1ml去离子H2O和15ml无水乙醇中，配置成A溶液。
(2) 再取出15ml无水乙醇（A.R.），6ml Ti（C4H9O）4，和1ml冰醋酸（A.R.）。在室温下将6ml的Ti（C4H9O）4在均匀的搅拌下缓慢滴加到15ml的无水乙醇和1ml的冰醋酸混合溶液中，并搅拌20min。得到均匀透明的B溶液。
(3) 使用恒温磁力搅拌器在剧烈搅拌下将已移到恒压漏斗中的A溶液缓慢滴加到B溶液中，控制滴速在3ml/min左右，滴加大约40min左右后，再搅拌1~2h，便得到含有纳米级TiO2的透明溶液。
三. 固定化TiO2的制备
将处理后的不同粒径范围的活性炭载体浸入到含TiO2的溶胶中，充分混合大约半小时后取出来，静置成凝胶后再自然干燥48h，再在80°C的温度下真空干燥2h。经干燥后的固定化TiO2在氮气的保护下持续升温到500°C。在马弗炉中煅烧1h后，最后使用去离子水清洗制得的含TiO2的活性炭，并将没有负载上去的TiO2除去。
实施例 2~6
以实施例1的方法制备TiO2负载量不同的固定化TiO2，使用35～55目颗粒活性炭，控制浸渍液的用量和浸渍次数，制备不同TiO2负载量的颗粒，具体如表1所示。
表1 实施例2~ 6的固定化TiO2负载量
实施例7 以活性炭为载体的固定化La-TiO
2
的制备
载体的预处理与实施例1中的方法相同。
二. 溶胶的制备
(1)取出1.1ml冰醋酸（A.R.），1ml去离子H2O和15ml无水乙醇（A.R.）。将冰醋酸在搅拌下缓慢滴加到1ml去离子H2O和15ml无水乙醇中，配置成A溶液。
(2)再取出15ml无水乙醇（A.R.），6ml Ti（C4H9O）4，和1ml冰醋酸（A.R.）。在室温下将6ml的Ti（C4H9O）4在均匀的搅拌下缓慢滴加到15ml的无水乙醇和1ml的冰醋酸混合溶液中，并搅拌20min，加入金属改性剂硝酸镧，得到均匀透明的B溶液。
(3)使用恒温磁力搅拌器在剧烈搅拌下将已移到恒压漏斗中的A溶液缓慢滴加到B溶液中，控制滴速在3ml/min左右，滴加大约40min左右后，再搅拌1~2h，便得到含有纳米级TiO2的溶胶。
固定化TiO2的制备方法与实施例1中的方法相同。
实施例8~ 11
以实施例7的方法制备不同La掺入度的La-TiO2，通过控制Ti（C4H9O）4与金属改性剂的摩尔比，得到不同改性浓度的La-TiO2，其比例具体见表2。
表2 实施例8~ 11的La掺入度
实施例12~14
以实施例10的方法制备不同La掺入度的La-TiO2，控制Ti（C4H9O）4与金属改性剂的摩尔比为0.05，实施例12~14中活性炭颗粒的浸渍次数不同，具体见表3。
表3 实施例12~14
实施例12 实现本发明方法的反应器
如图1所示，本发明的反应器包括柱状反应桶体1、设置于柱状反应桶体1外侧上端的出水管2以及设置于柱状反应桶体1外侧下端的进水管3；在所述柱状反应桶体1上方设置有光采集装置；在所述柱状反应桶体1内部设置有与光采集装置连接的光纤5；在所述进水管3下方设置有曝气管6。
本发明所述光纤5外壁涂覆有催化剂，所述的催化剂可以为TiO2和/或LA-TiO2。在本实施例中涂覆的催化剂为LA-TiO2。涂覆方法为在催化剂为液态时将其涂于光纤表面，烘干后即可附着于光纤。在水处理中，还可以选择在反应系统中加入流化床固定的催化剂，如附着有催化剂的活性炭，TiO2/AC和/或LA-TiO2/AC。催化剂附着于活性炭的方法为本领域技术人员所公知，可选择的使用将活性炭浸于液体的催化剂一段时间后取出烘干的方法。
本发明所述进水管3上分布有布水孔3-1，所述曝气管6上分布有曝气孔6-1。曝气管可以采用微孔曝气管。反应器内的城市废水由废水储槽经蠕动泵注入反应器。空气由小型曝气泵输送，经微孔曝气管分布为小气泡进入反应区。
本发明的光采集装置由凹透镜4-1和反光板4-2组成，光源发出的光线8首先经凹透镜4-1聚集，再经过反光板4-2反射，反射的光线进一步被光纤5吸收。
本发明所述反应桶体1上部外侧设置有出水槽7，所述出水槽上设置有出水管2及环形出水齿堰7-1。本发明所述光纤5通过设置于反应桶体1顶端的光纤均布孔板1-1进入反应桶体1内部；所述光纤的数量使反应器内部各区域距离光纤的距离小于5厘米。
实验例1 TiO
2
/AC的表征
对实施例5制备的TiO2 /AC进行表征，其中表4为颗粒结构特征，图2为TiO2 /AC的XRD谱图，
表4 颗粒结构特征
由图2可以看出，TiO2/AC中有4个特征峰分别出现在2θ = 25.3°，37.9°，48.0°和54.0°处，说明负载于AC上的TiO2为锐钛型。
实验例2 活性炭上TiO
2
不同负载量对废水处理效果的影响
分别以实施例2~6所制得的TiO2/AC作为催化剂检测TiO2负载量对于废水处理的影响，其中的废水为含100mg/L的阿奇霉素的废水，pH为4，使用的外置光源为紫外线光源，所使用的反应容器如图1所示，各实施例的加入量均为10g/L废水，实验结果如图3所示。
由图3中可以看出，TiO2负载量在 w(TiO2)=0.82％以下时阿奇霉素去除率相对较低，90min时只有60%左右，这可能是由于TiO2产生的·OH较少，因而造成了阿奇霉素去除率较低。但随着TiO2负载量的增加阿奇霉素去除率增大，负载量在w(TiO2)=1.24%，去除率接近64%。这是因为较多的TiO2提供了更多的光生电子-空穴对，生成更多的羟基自由基·OH，从而加快反应的进行。当TiO2负载量达到1.24％后，再增加TiO2负载量，效果增加不明显，主要原因是TiO2在活性炭表面产生絮凝，或者是TiO2占据了活性炭的吸附位，降低了活性炭的吸附性能。由此可见，在本实验条件下，最佳的TiO2负载量为w(TiO2)=1.24％。
实验例3 不同镧改性浓度对废水处理效果的影响
通过施加实施例8~11的催化剂检测不同镧掺入度对于废水处理的影响，其中的废水为含100mg/L的阿奇霉素的废水，pH为4，使用的外置光源为可见光源，所使用的反应容器如图1所示，各实施例的加入量均为10g/L废水，实验结果如图4所示。
如图4所示，由于TiO2表面的空间电荷层厚度随金属加入量的增加而减少，而只有当空间电荷层厚度与入射光进入固体的透入深度相近时，所吸收光子产生的电子ˉ空穴对才能有效分离；当加入量过大时，La在TiO2晶格中的固熔将达到饱和，使得La 不能够再进入TiO2晶格内，而是附着在TiO2纳米薄膜的表面，影响了光子对TiO2的作用；过量的La 掺杂有可能促进TiO2内的缺陷以某种方式形成缔合、形成缺陷簇或者导致缺陷愈合，从而降低了原有的结构缺陷的严重程度，这些都会使使光催化性能下降。
实验例4 活性炭上La-TiO
2
负载量对废水处理效果的影响
分别以实施例10及12~14所制得的La-TiO2/AC作为催化剂检测La-TiO2负载量对于废水处理的影响，其中的废水为含100mg/L的阿奇霉素的废水，pH为4，使用的外置光源为紫外线光源，所使用的反应容器如图1所示，各实施例的加入量均为10g/L废水，检测反应90min时阿奇霉素的脱除率。实验结果如图5所示。
如图5所示，随着浸渍次数的增多，催化活性是提高的，但是浸渍次数第二次（实施例12）和第三次（实施例13）时脱除率相近，三次以上，催化活性开始下降，产生这种现象的原因是当参与光催化反应的La-TiO2增多时，催化活性增强，当La-TiO2的量不断增加时，会影响La-TiO2表面的空间电荷层，降低了空间电荷层分离电子空穴对能力；其次，负载次数增多会使La-TiO2在活性炭表面发生絮凝，或者占据活性炭表面吸附位，降低催化活性。因此，优选的，浸渍次数优选为2~3次。
实验例5 不同浓度催化剂对于光催化反应的影响
研究了TiO2/AC加入量对光催化处理废水的影响，使用实施例5制备的TiO2/AC为催化剂，其中的废水为含100mg/L的阿奇霉素的废水，pH为4，使用的外置光源为紫外线光源，所使用的反应容器如图1所示。实验结果如图6所示。
由图6中可以看到，催化剂用量对反应影响不是特别大，其影响主要有两方面，一方面TiO2/AC增多会增加反应催化活性，另一方面催化剂增加会导致紫外线在水中的传播。在TiO2/AC用量为5g/L时，反应90min脱除率为48%，当 TiO2/AC用量增加，在10g/L和12g/L是脱除率最高分别为51.6%和52.8%，用量为15g/L时，脱除率为50.72%，脱除率降低的主要原因考虑是催化剂颗粒阻挡紫外光传播，降低催化活性。从经济角度考虑，本实验采用TiO2/AC用量为10g/L。
实验例 6 La-TiO
2
及TiO
2
对于光催化反应的影响
分别比较实施例9制得的La-TiO2其n（Re）：（TiO2）=0.035与实施例5在可见光照射下对于废水处理的影响，其中的废水为含100mg/L的阿奇霉素的废水，pH为4，所使用的反应容器如图1所示，使用的外置光源为可见光光源，各实施例的加入量均为10g/L废水，实验结果如图7-1、图7-2及图7-3所示，其中图7-1为实施例9镧改性TiO2/AC在可见光下两次降解反应图，图7-2为实施例X未改性TiO2/AC在可见光下两次降解反应图，图7-3为改性TiO2与未改性TiO2的降解效率比较图。
如图7-1镧改性催化剂在两次反应时降解速率相差不多。图7-2未改性催化剂在可见光下两次降解结果相差很多，这是因为第一次脱除效果是活性炭吸附引起的，第二次反应后为未改性催化剂中活性炭吸附饱和，阿奇霉素脱除率很低。第二次反应改性后催化剂在90min后脱除率为78%。
图7-3比较了不改性TiO2与分别用Ce、Fe、La三种元素改性的催化剂比较其阿奇霉素脱除率。由图7-3可以看出改性后催化剂均比不改性催化剂在紫外光下的脱除率高，共中又以La改性催化剂效果最好。产生的原因是改性后的催化剂可以响应可见光催化，未改性催化剂则只能响应紫外光，而可见光在水中更利于传播，且催化剂改性后量子效率提高在同样的光能下产生更多的羟基自由基，所以反应速度更快。
稀土离子的加入主要是到晶格中，并形成Ti-O-Re的结构。稀土离子的半径比Ti4+的半径大，这会造成TiO2晶型畸变或者膨胀。当TiO2产生电子-空穴对的时候，电子在逃离晶格是会有额外的空穴，抑制电子空穴对复合。
实验例7 催化剂的稳定性
检测了TiO2/AC在重复使用时的稳定性。在本实验中，使用实施例5进行了40次反应共60h的重复性使用试验，分别在第7.5、15、22.5、30、37.5、45、45.5、60h监测反应过程中阿奇霉素浓度的变化。实验条件为：TiO2/AC投加量为10g/L，负载量为1.24%， pH=4，空塔气速为25ml/s，外置光源为紫外光光源。其结果如图8所示。
如图8所示，在催化剂使用60h后AM脱除率未见明显下降，仍在64％以上。经双氧水法测定活性炭中TiO2的量，连续使用60h后损失量仅为0.02%。催化剂在使用60h后，几乎没有衰减，说明阿奇霉素的降解是由光催化降解，而不是AC吸附引起的。并且固定化后TiO2具有良好的稳定性。
实验例8 反应器中空塔气速对光催化反应的影响
本发明通过改变加入空气的空塔气速，考察了不同空气加入量的情况下阿奇霉素的去除情况。实验条件为：TiO2/AC投加量为10g/L，活性炭粒径范围35-55目，pH=4，温度30℃，外置光源为紫外光光源，实验结果如图9所示。
由图9可知，随着空气投加量的增加，阿奇霉素去除率有较大程度的增长。空气流量的增加，使参与反应的氧增加；此外流量的增加，增大了气液界面的面积，增强了传质过程，增强了体系的流化状态，减小了气液传质过程的阻力，从而提高了阿奇霉素的去除率。
当空气加入量不断增加至25ml/s，阿奇霉素脱除效果不再明显增加。这是因为当空气加入量过大时体系流化快造成氧气在水中停留时间过少，使水体中的平均溶解氧量基本保持稳定：对阿奇霉素降解效果趋于平稳。因此，本实验选空塔气速为25ml/s为最佳，并通过在本发明的反应器的进水管3下方设置的曝气管6实现。
Claims (10)
1.一种光催化反应处理废水的方法，其特征在于使用固定化的TiO2或掺杂过渡金属TiO2为催化剂，以废水为反应介质，发生光催化反应；
其中所述的TiO2为锐钛型TiO2，
所述的过渡金属为稀土元素，
所述的固定化的TiO2或掺杂过渡金属TiO2中TiO2的负载量为0.82%~1.24%（重量比），
所述的固定化TiO2或掺杂过渡金属TiO2的用量为5~12g/L废水，
所述的光催化反应的反应光源为可见光光源或紫外光光源。
2.根据权利要求1所述的光催化反应处理废水的方法，其特征在于在光催化反应过程中保持空塔气速为10~30ml/s。
3.根据权利要求1或2所述的光催化反应处理废水的方法，其特征在于所述的稀土元素为镧。
4.根据权利要求1或2所述的光催化反应处理废水的方法，其特征在于所述的固定化选自颗粒活性炭负载催化剂的流化床式固定化和/或以催化剂粉末涂覆于固定表面的固定床式固定化。
5.根据权利要求1或2所述的光催化反应处理废水的方法，其特征在于所述的光源为经侧射光纤导入的外置光源，所述的外置光源为可见光光源或紫外光光源。
6.一种完成如权利要求1所述的光催化反应处理废水的方法的光催化反应器，其包括柱状反应桶体（1）、设置于柱状反应桶体（1）外侧上端的出水管（2）以及设置于柱状反应桶体（1）外侧下端的进水管（3）；其特征在于：
在所述柱状反应桶体（1）上方设置有光采集装置；
在所述柱状反应桶体（1）内部设置有与光采集装置连接的光纤（5）；
在所述进水管（3）下方设置有曝气管（6）。
7.根据权利要求6所述的光催化反应器，其特征在于所述光纤（5）外壁涂覆有催化剂，所述的催化剂为TiO2和/或LA-TiO2。
8.根据权利要求6所述的光催化反应器，其特征在于所述进水管（3）上分布有布水孔（3-1），所述曝气管（6）上分布有曝气孔（6-1）。
9.根据权利要求6所述的光催化反应器，其特征在于光采集装置由凹透镜（4-1）和反光板（4-1）组成，所述反应桶体（1）上部外侧设置有出水槽（7），所述出水槽上设置有环形出水齿堰（7-1）。
10.根据权利要求6~9任意一项所述的光催化反应器，其特征在于所述光纤（5）通过设置于反应桶体（1）顶端的光纤均布孔板（1-1）进入反应桶体（1）内部；所述光纤的数量使反应器内部各区域距离光纤的距离小于5厘米。
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