CN107051337A - 一种非平衡态光催化反应装置及其应用 - Google Patents
一种非平衡态光催化反应装置及其应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107051337A CN107051337A CN201710459095.7A CN201710459095A CN107051337A CN 107051337 A CN107051337 A CN 107051337A CN 201710459095 A CN201710459095 A CN 201710459095A CN 107051337 A CN107051337 A CN 107051337A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reactor
- branch pipe
- reaction device
- catalyst
- photocatalytic reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 title claims abstract description 23
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims abstract description 47
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N ammonia nh3 Chemical compound N.N XKMRRTOUMJRJIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 12
- 241000237858 Gastropoda Species 0.000 claims description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 20
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 18
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 15
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 14
- 238000007146 photocatalysis Methods 0.000 description 12
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 description 12
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 description 6
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 239000010813 municipal solid waste Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 206010034960 Photophobia Diseases 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 2
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 2
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 2
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 2
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 2
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 2
- 208000013469 light sensitivity Diseases 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- 241001125671 Eretmochelys imbricata Species 0.000 description 1
- HGWOWDFNMKCVLG-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[Ti+4].[Ti+4] Chemical compound [O--].[O--].[Ti+4].[Ti+4] HGWOWDFNMKCVLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011358 absorbing material Substances 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000003426 co-catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 238000006298 dechlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 1
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
- B01J8/04—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds the fluid passing successively through two or more beds
- B01J8/0492—Feeding reactive fluids
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/08—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor
- B01J19/12—Processes employing the direct application of electric or wave energy, or particle radiation; Apparatus therefor employing electromagnetic waves
- B01J19/122—Incoherent waves
- B01J19/123—Ultraviolet light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
- B01J8/008—Details of the reactor or of the particulate material; Processes to increase or to retard the rate of reaction
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/30—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation
- C02F1/32—Treatment of water, waste water, or sewage by irradiation with ultraviolet light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
- B01J2208/00796—Details of the reactor or of the particulate material
- B01J2208/00893—Feeding means for the reactants
- B01J2208/00902—Nozzle-type feeding elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2101/00—Nature of the contaminant
- C02F2101/10—Inorganic compounds
- C02F2101/16—Nitrogen compounds, e.g. ammonia
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F2305/00—Use of specific compounds during water treatment
- C02F2305/10—Photocatalysts
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/30—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies
- Y02W10/37—Wastewater or sewage treatment systems using renewable energies using solar energy
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physical Water Treatments (AREA)
Abstract
本发明公开了一种非平衡态光催化反应装置及其应用，反应装置的反应器(1)上部设有第一支管(21)，下部设有第二支管(22)，第一支管(21)上设有多个气孔(10)，第二支管(22)上设有多个喷头(3)，第一支管(21)与空气压缩机(5)通过进气管(11)相连；第二支管(22)的入口与进水管(4)相连，进水管(4)与水泵(6)相连，反应器(1)底部设有出水管(7)；反应器(1)内设有紫外灯管和催化剂。本发明提供的光催化反应装置结构简单，气液两相在垂直方向以高速流动的状态逆流接触，液体与光源、催化剂涂层充分接触，增加了接触面积，提高了反应效率，适用各种光催化反应，尤其适用工业化处理高氨氮废水。
Description
技术领域
本发明属于光催化反应技术领域，尤其涉及一种非平衡态光催化反应装置及其应用。
背景技术
光催化技术是一种高效清洁的水处理技术，由于其具有耗能低、环境友好、选择性低等显著优点，得到了水处理领域的广泛的重视和深入研究。Carey等首先报道了二氧化钛水溶液在紫外光的照射下可使多氯连苯完全脱氯去毒，开启了光催化作用于水处理领域的新篇章。此后，大量的深入研究表明：利用光催化技术不仅能够多种难降解有机污染物，同时具有很好的杀菌及抑菌功能，副产物少、毒害作用低。光催化技术在水处理领域展现出了诱人的前景，并被认为是当前最具有开发前景的水处理技术。但目前光催化反应存在光能利用率低，催化剂催化效率低的缺点。
申请号为201210413835.0的中国专利公开了一种以超声波雾化强化污水处理效果的光催化方法，将含光催化剂废水破碎成直径为微米级的液滴，在光源照射下，激发光催化剂产生光生活性物种催化氧化液膜中的污染物。该专利借助超声波雾化，提高光催化剂表面利用率，防止催化剂中毒。但超声雾化处理量小，雾化反应后搜集和液化过程效率低，不适用于工业化生产。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种非平衡态光催化反应装置及其应用。所述光催化反应装置能提高催化剂的催化效率和光源利用率，能有效提高反应速率，适用于废水的处理。
本发明的技术方案如下：一种非平衡态光催化反应装置，包括反应器1，所述反应器1上部设有第一支管21，下部设有第二支管22，第一支管21上设有多个气孔10，第二支管22上设有多个喷头3，第一支管21与空气压缩机5通过进气管11相连；第二支管22的入口与进水管4相连，进水管4与水泵6相连，反应器1底部设有出水管7；所述反应器1内部设有紫外灯管12和催化剂。
进一步地，所述第一支管21和第二支管22为直线状、弧线状、方形状、圆环状、平面螺旋状或立体螺旋状。
进一步地，所述第一支管21和第二支管22的距离不少于50cm，便于形成足够多的气泡。
进一步地，所述出水管7与水泵6、下一级反应器的储水罐相连，出水管7上设有电子阀8。
进一步地，所述反应器1侧壁设有排气管9，排气管用于排出气体，气体中会存在氨气以及未反应完的氨氮，故排气管通过管道通入到酸性溶液池或其他吸收材料中，氨氮被吸收后能够制成肥料。
进一步地，所述第二支管22上均匀设置1～5个喷头。
进一步地，所述反应器1内壁上设有催化剂涂层或反应器1中填充催化剂。
更进一步地，所述紫外灯管12和催化剂集成在支架中，所述支架包括设置在外部的催化剂托盘13和设置在内部的紫外灯管12，催化剂托盘13的底部及四周为网状，用于放置催化剂；所述支架顶部以及紫外灯管12与反应器盖连接。
更进一步地，所述催化剂托盘13具有多层，相邻两层催化剂托盘的距离为10～40cm；所述催化剂托盘13的横截面为多边形或圆形。
本发明第二方面，提供所述非平衡态光催化反应装置在处理废水中的应用。
进一步地，所述废水中氨氮含量大于100mg/升，即所述非平衡态光催化反应装置尤其适用于处理高氨氮废水，氨氮去除率可以达到90％以上，另外，该装置也能降低废水中的COD。在处理高氨氮废水时催化剂涂层为介孔二氧化钛催化剂，为提高氨氮去除率，可在反应器中增加高锰酸钾等助催化剂。
本发明的特点如下：本发明提供的措流喷射式光催化装置中高压气体从装置的顶部由上而下喷出，而液体则喷头由下往上射出，气液两相在垂直方向以高速流动的状态逆流接触，高速旋转向上的液流与高速向下的气流碰撞后液体包裹、夹带大量带压气体。由于被包裹的带压气体的不断增加和向外膨胀，以及向下高速流动的气相和向上高速喷出的液相的分割与挤压，被液相不断裹夹和分隔的气相便形成大量气泡和雾滴，气泡和雾滴并被高速喷射出来的液体夹带向外抛向反应器壁，然后再折回中心再次与高速流动的气流接触，又卷入大量气相形成新的气泡和雾滴。
不断向下流动的气体和气泡层会阻碍液相的继续向上流动；反之，不断向上喷射的液流和气泡层也会阻碍气相的继续向下流动，当气液两相达到动量平衡时，即会形成稳定的泡沫层。泡沫层内形成的大量泡沫不仅大大增加了气液两相间的传质面积，而且在大量高速喷出液相流体的撞击与(气)液相两相的双向挤压下发生破裂而使气液两相得以分离，并导致泡沫有极高的更新频率，大大强化了气液两相间的反应和分离效率，从而使装置具有较高的传质和分离效率。雾滴也能够增加反应液体与催化剂涂层以及灯管的基础面积，大大提高反应效率，适用于各种废水的处理，尤其适用于高氨氮废水的处理。
目前现有技术普遍采用光催化反应去除废水中的氨氮，含氨氮废水中的氨氮多以氨离子(NH4 +)和游离氨(NH3)的状态存在，其平衡关系为：
当废水的pH越大，温度越高，有利于产生氨气，越有利于平衡向右移动。当插入紫外灯以后，由紫外灯光效应和热效应，进一步促使平衡向右移动。但是由于生成的氨气在水中的溶解性较大，氨气与水结合形成一水合氨，抑制反应向右移动，因此常规的光催化反应去除氨氮效果较差，氨氮去除率一般在30％左右。另外，现有光催化反应中认为泡沫影响光的透射，进而影响光催化反应进度，故常常在反应器中设置捕沫装置去除泡沫。
而本发明克服了现有技术的偏见，先将废液形成泡沫层，再将泡沫层与光催化反应结合，由于泡沫中包裹有气体，泡沫与光源、催化剂涂层接触进行反应后，生成的氨气会破坏气泡的平衡，也会导致气泡破裂，分离气液相，反应器中泡沫本身具有极高的更新频率，从而氨气被气体带入到外界中，进而促进反应不停地向右移动，去除氨氮反应一直处于非平衡状态，反应一直向右移动，故大大增加了氨氮去除率。本发明中氨氮去除率可达到90％以上，故本发明提供的装置尤其适用高氨氮废水的处理。另外，本发明装置对去除COD也有一定的效果，COD去除率可以达到50％左右。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明提供的光催化反应装置结构简单，尤其适用工业化处理高氨氮废水，气液两相在垂直方向以高速流动的状态逆流接触，反应液体与光源、催化剂涂层充分接触，不仅增加了接触面积，泡沫层反应时使氨氮去除反应一直处于非平衡状态，促进反应一直向生成氨气的方向移动，提高了反应效率，处理量以及反应效率远大于超声雾化。
附图说明
图1为本发明提供的光催化反应装置的剖视图；
图2为催化剂托盘和紫外灯管的集成结构图；
图中标记：1-反应器，21-第一支管，22-第二支管，3-喷头，4-进水管，5-空气压缩机，6-水泵，7-出水管，8-电子阀，9-排气管，10-气孔，11-进水管，12-紫外灯管，13-催化剂托盘，14-支架。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的技术方案做进一步详细说明，但本发明并不局限于以下技术方案。
实施例1
如图1所示，一种非平衡态光催化反应装置，包括反应器1，反应器高1米6左右，直径为20cm，所述反应器1上部设有第一支管21，下部设有第二支管22，第一支管21上设有2～3个气孔10，第二支管22上设有1～2个喷头3，第一支管21与空气压缩机5通过进气管11相连；第二支管22的入口与进水管4相连，进水管4与水泵6相连，反应器1底部设有出水管7。出水管7与水泵6、下一级反应器的储水罐相连，出水管7上设有电子阀8。反应器1侧壁设有排气管9。反应器1内部设有紫外灯和催化剂，处理废水时紫外灯的功率为80～150W。
第一支管21和第二支管22的距离为1米5。本实施例中第一支管21为圆环状，第二支管22为平面螺旋状，可以根据需要变换第一支管21和第二支管22的形状。
所述装置的使用过程如下：待处理的废水在进水管中经第二支管22上端喷头喷出，气体经第一支管21上的气孔射出，气液两相在垂直方向以高速流动的状态逆流接触，形成大量气泡并抛向反应器壁，与催化器涂层接触反应，反应器1底部设有出水管7，出水管7上设有电子阀8，落到反应器底部的液体经出水管和电子阀流出后，再经水泵6泵入进水管4中进行重复反应，当反应结束后，液体再经出水管和电子阀流出到下一级反应设备中或排出到外界。
实施例2
在实施例1的基础上本实施例将紫外灯管12和催化剂集成在支架14中，支架14包括设置在外部的催化剂托盘13和设置在内部的紫外灯管12，支架14的内部为空腔，空腔内设有石英套管，石英套管内设有紫外灯管12。催化剂托盘13具有多层，相邻两层催化剂托盘的距离为20～30cm，催化剂托盘13的上部开口、底部及四周为网状，催化剂托盘内装有棒状催化剂。反应器盖上设有与紫外灯配套的灯孔，且紫外灯管的灯座与灯孔连接固定。
本实施例中催化剂托盘13的横截面为方形，可以采用横截面为矩形的托盘单元拼成，也可以采用横截面为梯形的托盘单元拼成，见图2。采用横截面为梯形的托盘单元拼成的催化剂托盘13的催化剂装载量更多，催化反应效率更高。当然也可以采用横截面为扇形的托盘单元拼成圆形催化剂托盘。
支架14顶部与反应器盖既可以为固定式连接，也可以为可拆卸式连接，如插孔式可拆卸连接，反应器盖预留插孔，固定架插入插孔中，其他的可拆卸式连接方式也可以。
实施例3应用实施例1的装置去除焦化废水中的氨氮
取50L焦化废水，通过污水泵进入过滤沉淀池后，沉淀池中加入絮凝剂(复合聚硅酸盐)对废水进行絮凝沉淀处理，过滤去除悬浮物和絮凝沉淀完成预处理。
预处理后的焦化废水氨氮含量为326mg/L，COD含量为1250mg/L，将焦化废水通入到反应器1中，光催化反应器中设有以光敏性植物的叶、茎、皮为模板合成的多孔分子筛TiO2催化剂涂层，反应器中英设有紫外灯光源，高压空气通入到反应器中，焦化废水在反应器中与高压空气激烈碰撞形成大量气泡，3h后反应完毕，处理后的焦化废水氨氮含量为32mg/L，COD含量为646mg/L。如果只采用气泡层或者光催化去除氨氮，氨氮去除率较低，去除率不到50％。
实施例4应用实施例1的装置去除垃圾渗滤液中的氨氮
取100L垃圾渗滤液，其中的氨氮含量为317mg/L，COD为2010mg/L，将所述垃圾渗滤液通入到光催化反应器中，光催化反应器中设有以光敏性植物的叶、茎、皮为模板合成的多孔分子筛TiO2催化剂涂层，反应器中英设有紫外灯光源，高压空气通入到反应器中，垃圾渗滤液在反应器中形成雾化液滴上下对流反应，2.5h后反应完毕，处理后的垃圾渗滤液氨氮含量为31mg/L，COD为960mg/L。如果只采用气泡层或者光催化去除氨氮，氨氮去除率较低，去除率不到50％。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种非平衡态光催化反应装置，包括反应器(1)，其特征在于，所述反应器(1)上部设有第一支管(21)，下部设有第二支管(22)，第一支管(21)上设有多个气孔(10)，第二支管(22)上设有多个喷头(3)，第一支管(21)与空气压缩机(5)通过进气管(11)相连；第二支管(22)的入口与进水管(4)相连，进水管(4)与水泵(6)相连，反应器(1)底部设有出水管(7)；所述反应器(1)内部设有紫外灯管(12)和催化剂。
2.如权利要求1所述的非平衡态光催化反应装置，其特征在于，所述第一支管(21)和第二支管(22)为直线状、弧线状、方形状、圆环状、平面螺旋状或立体螺旋状。
3.如权利要求1所述的非平衡态光催化反应装置，其特征在于，所述第一支管(21)和第二支管(22)的距离不少于50cm。
4.如权利要求1所述的非平衡态光催化反应装置，其特征在于，所述出水管(7)与水泵(6)、下一级反应器的储水罐相连，出水管(7)上设有电子阀(8)。
5.如权利要求1所述的非平衡态光催化反应装置，其特征在于，所述反应器(1)侧壁设有排气管(9)；所述第二支管(22)上均匀设置1～5个喷头。
6.如权利要求1～5任一所述的非平衡态光催化反应装置，其特征在于，所述反应器(1)内壁上设有催化剂涂层或反应器(1)中填充催化剂。
7.如权利要求6所述的非平衡态光催化反应装置，其特征在于，所述紫外灯管(12)和催化剂集成在支架中，所述支架包括设置在外部的催化剂托盘(13)和设置在内部的紫外灯管(12)，催化剂托盘(13)的底部及四周为网状，用于放置催化剂；所述支架顶部以及紫外灯管(12)与反应器盖连接。
8.如权利要求7所述的非平衡态光催化反应装置，其特征在于，所述催化剂托盘(13)具有多层，相邻两层催化剂托盘的距离为10～40cm；所述催化剂托盘(13)的横截面为多边形或圆形。
9.一种如权利要求7或8所述的非平衡态光催化反应装置在处理废水中的应用。
10.如权利要求9所述的非平衡态光催化反应装置在处理废水中的应用，其特征在于，所述废水中氨氮含量大于100mg/升。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710459095.7A CN107051337B (zh) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | 一种非平衡态光催化反应装置及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710459095.7A CN107051337B (zh) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | 一种非平衡态光催化反应装置及其应用 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107051337A true CN107051337A (zh) | 2017-08-18 |
| CN107051337B CN107051337B (zh) | 2023-01-31 |
Family
ID=59594189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710459095.7A Active CN107051337B (zh) | 2017-06-16 | 2017-06-16 | 一种非平衡态光催化反应装置及其应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107051337B (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5254231A (en) * | 1992-08-03 | 1993-10-19 | Battelle Memorial Institute | Method and apparatus for chemically altering fluids in continuous flow |
| CN1528513A (zh) * | 2003-09-29 | 2004-09-15 | 华东理工大学 | 可见光敏化光催化剂及列灯式填充床反应装置 |
| CN1830830A (zh) * | 2006-03-21 | 2006-09-13 | 大连理工大学 | 一种光催化脱除水中氮的方法 |
| CN200963567Y (zh) * | 2006-10-24 | 2007-10-24 | 云南大学 | 一种处理空气中挥发性污染物的高效光催化反应器 |
| UA81374C2 (en) * | 2006-11-06 | 2007-12-25 | Tyschenko Hanna Pavlivna | Device for treating liquid by plasma-chemical method |
| CN201010550Y (zh) * | 2006-09-26 | 2008-01-23 | 中国石油大学(华东) | 气液串联放电降解水中有机污染物的装置 |
| CN206951157U (zh) * | 2017-06-16 | 2018-02-02 | 云南大学 | 一种非平衡态光催化反应装置 |
-
2017
- 2017-06-16 CN CN201710459095.7A patent/CN107051337B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5254231A (en) * | 1992-08-03 | 1993-10-19 | Battelle Memorial Institute | Method and apparatus for chemically altering fluids in continuous flow |
| CN1528513A (zh) * | 2003-09-29 | 2004-09-15 | 华东理工大学 | 可见光敏化光催化剂及列灯式填充床反应装置 |
| CN1830830A (zh) * | 2006-03-21 | 2006-09-13 | 大连理工大学 | 一种光催化脱除水中氮的方法 |
| CN201010550Y (zh) * | 2006-09-26 | 2008-01-23 | 中国石油大学(华东) | 气液串联放电降解水中有机污染物的装置 |
| CN200963567Y (zh) * | 2006-10-24 | 2007-10-24 | 云南大学 | 一种处理空气中挥发性污染物的高效光催化反应器 |
| UA81374C2 (en) * | 2006-11-06 | 2007-12-25 | Tyschenko Hanna Pavlivna | Device for treating liquid by plasma-chemical method |
| CN206951157U (zh) * | 2017-06-16 | 2018-02-02 | 云南大学 | 一种非平衡态光催化反应装置 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| AHAD GHAEMI 等: "Nonequilibrium dynamic modeling of simultaneous reactive absorption of gases", 《JOURNAL OF THE TAIWAN INSTITUTE OF CHEMICAL ENGINEERS》 * |
| 朱婷: "基于密度泛函理论铁基催化剂脱硝机理研究", 《长春工程学院学报（自然科学版）》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107051337B (zh) | 2023-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206951157U (zh) | 一种非平衡态光催化反应装置 | |
| CN201473358U (zh) | 旋流式光催化污水预处理装置 | |
| CN204874211U (zh) | 用于高含盐工业废水的综合处理装置 | |
| CN203284223U (zh) | 一种射流式臭氧光催化-膜处理有机废水装置 | |
| CN102180556B (zh) | 一种吸附再生-光催化高级氧化水处理设备 | |
| CN104150590B (zh) | 高效经济的同步去除硝氮和氨氮的生物反应器 | |
| CN201648093U (zh) | 一种利用光催化氧化反应的污水处理装置 | |
| JP2004510567A (ja) | ガス溶解装置及び方法 | |
| CN204874213U (zh) | 石化工业废水用综合水处理装置 | |
| CN102190365B (zh) | 三相双循环臭氧催化流化床及其废水处理方法 | |
| CN101468845A (zh) | 光催化氧化水净化罐 | |
| CN104150698B (zh) | 一种m型人工湿地深度处理农村生活污水的装置和方法 | |
| CN203155108U (zh) | 管流与涡流相结合的溶气装置 | |
| CN104192981A (zh) | 活性炭催化臭氧氧化装置及其污水处理工艺 | |
| CN204058059U (zh) | 一种同步去除硝氮和氨氮的生物反应器 | |
| CN103191658A (zh) | 管流与涡流相结合的溶气装置 | |
| CN101618306B (zh) | 气液接触反应传质强化的方法及气液接触反应装置 | |
| CN102380298A (zh) | 一种新型旋风式废气吸收塔 | |
| CN207726811U (zh) | 一种移动床生物膜反应器 | |
| CN105858864A (zh) | 一种臭氧氧化水处理系统的运行方法及装置 | |
| CN107051337A (zh) | 一种非平衡态光催化反应装置及其应用 | |
| CN201686523U (zh) | 臭氧光催化污水治理反应器 | |
| CN214880751U (zh) | 一种微气泡臭氧催化氧化耦合水凝胶处理废水的装置 | |
| CN106186543A (zh) | 一种双膜式太阳能污水处理装置及其工艺 | |
| CN202576122U (zh) | 一种水体综合处理装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |