CN108821424A - 一种光催化氧化反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光催化氧化反应器，包括反应器外壳、自下而上设置在反应器外壳内的曝气区、填料区和反应区，曝气区下部包括进水口和进气口，反应区上部设置出水口，二氧化钛催化板纵向设置将反应区分割为多个氧化区，紫外灯柱分别竖直设置在每个氧化区中心，此时紫外灯与催化板的相对距离较为均匀，催化板完全处于紫外灯的最佳催化距离内，催化效果好，同时反应器外壳的内表面为镜面处理，紫外灯发出的光被镜面反射，大大增强了紫外光的光强，有利于提高有机污染物的降解效果。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理装置技术领域，具体涉及一种光催化氧化反应器。
背景技术
光催化氧化技术是一种新兴的绿色水处理技术，它是通过氧化剂在光激发和某些具有能带结构的半导体，如TiO2、ZnO等光催化剂的催化作用下产生强氧化性的羟基自由基，分解有机物，降解污染物具速度快、无选择性、反应条件温和、能耗低、操作简便、能矿化绝大多数有机物和消除重金属污染、催化剂可重复使用、无二次污染等突出优点，已成为一种具有广阔应用前景的水处理技术。
目前根据光催化剂所处的物理状态不同，光催化反应器可分为悬浮型光催化反应器和固定型光催化反应器。
悬浮型光催化反应器是将催化剂TiO2等半导体材料加到反应器中，采用搅拌的方式使催化剂与反应液充分混合，通过紫外光的作用氧化分解污染物；这种形式能保持催化剂固有的活性，使污染物和催化剂充分接触，不存在质量传输的限制，但也存在悬浮粒子对光的吸收阻挡，影响光的辐照深度，催化剂难以回收、利用，活性成分损失较大等问题。
固定型光催化反应器是将催化剂TiO2等半导体材料喷涂在反应器内壁、多孔玻璃、砂、硅胶、钢丝网等材料上，使反应液流过经固定化的催化剂，通过紫外光的作用氧化分解污染物；以这种形式存在的催化剂不易流失，不需要对催化剂进行分离、回收，但存在催化剂因固定而降低活性，光的利用率低，催化剂脱落和难再生等问题。
因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种新型光催化氧化反应器，以克服现有技术中的所述缺陷。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种紫外灯光照射分布好，光的利用率高，反应速率快的固定型光催化氧化反应器。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种光催化氧化反应器，包括反应器外壳、自下而上设置在反应器外壳内的曝气区、填料区和反应区，所述曝气区下部包括进水口和进气口，所述反应区上部设置出水口，二氧化钛催化板纵向设置将所述反应区分割为多个氧化区，紫外灯柱分别竖直设置在每个所述氧化区中心，此时紫外灯与催化板的相对距离较为均匀，催化板完全处于紫外灯的最佳催化距离内，催化效果好，同时所述反应器外壳的内表面为镜面处理，紫外灯发出的光被镜面反射，大大增强了紫外光的光强，有利于提高有机污染物的降解效果。
进一步的，所述催化板由所述反应区中轴线向所述反应器外壳内表面方向发散设置，使得每个氧化区除了紫外灯发出的紫外光外还能得到镜面反射的紫外光，加强氧化效果。
进一步的，所述催化板十字交叉设置将所述反应区平均分为4个氧化区，方便设置，使得使催化板均位于紫外灯的最佳照射催化距离内，且每个氧化区除了紫外灯发出的紫外光外都能得到镜面反射的紫外光，加强氧化效果。
进一步的，所述反应器外壳为筒体结构，方便制造且保证采用相同材料能够获得最大的容积。
进一步的，所述填料区内设置有表面涂覆有二氧化钛涂覆层的空心陶瓷球，空心陶瓷球比表面积大，污水和臭氧与空心陶瓷球表面的二氧化钛氧化剂接触充分，初步处理效果好。
进一步的，所述填料区的高度为200-800mm，更大的填料区容量能够使氧化反应效率更高。
进一步的，所述曝气区内设置有纳米级钛合金曝气盘，使进入污水中的臭氧气泡更细密，与污水的融合更好，提高氧化效果。
进一步的，所述填料区和反应区自下而上设置有多个观察口，便于观察污水在反应器中的处理情况。
进一步的，所述反应区设置有上观察口和中观察口，所述填料区设置有下观察口，便于了解不同位置的污水处理情况。
本发明的一种光催化氧化反应器，与现有技术相比的有益效果是：紫外灯光照射分布好，光的利用率高，提高光催化氧化的效率。
附图说明
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明俯视图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1和图2所示，一种光催化氧化反应器，包括反应器外壳11、自下而上设置在反应器外壳11内的曝气区12、填料区13和反应区14，所述曝气区12下部包括进水口15和进气口16，所述反应区14上部设置出水口19，污水和臭氧分别从下方进水口15和进气口16进入曝气区12，并从曝气区12进入填料区13，填料区13内设置有表面涂覆有二氧化钛涂覆层的空心陶瓷球2，对污水进行初步氧化处理，空心陶瓷球2比表面积大，污水和臭氧与空心陶瓷球2表面的二氧化钛氧化剂接触充分，初步处理效果好，二氧化钛催化板18纵向设置将所述反应区14分割为多个氧化区141，紫外灯柱17分别竖直设置在每个所述氧化区141中心，因此紫外灯柱17与催化板18的相对距离较为均匀，催化板18完全处于紫外灯柱17的最佳催化距离内，催化效率高，同时所述反应器外壳11的内表面为镜面处理，紫外灯柱17发出的光被镜面反射，大大增强了紫外光的光强，有利于提高有机污染物的降解效果，处理完成的污水从反应区14上方的出水口19排出。
上述催化板18由反应区14中轴线向反应器外壳11内表面方向发散设置，使得每个氧化区141除了紫外灯柱17发出的紫外光外还能得到镜面反射的紫外光，加强氧化效果，为方便制造且能得到最大的使用空间，所述反应器外壳11设计为筒体结构，同时一方面为了使催化板18均位于紫外灯柱17的最佳催化距离内，另一方面为了方便设置催化板18，上述催化板18十字交叉设置，将所述反应区14平均分为4个氧化区141，4组紫外灯柱17分别插入在4个氧化区141的中心。
上述填料区13的高度为200-800mm，更大的填料区13容量能够使氧化反应效率更高。
所述曝气区12内设置有纳米级钛合金曝气盘121，使进入污水中的臭氧气泡更细密，与污水的融合更好，提高氧化效果。
所述填料区13和反应区14自下而上设置有多个观察口111，便于观察污水在反应器中的处理情况。
所述反应区14设置有上观察口111和中观察口111，所述填料区13设置有下观察口111，便于了解不同位置的污水处理情况。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (9)
1.一种光催化氧化反应器，其特征在于，包括反应器外壳、自下而上设置在反应器外壳内的曝气区、填料区和反应区，所述曝气区下部包括进水口和进气口，所述反应区上部设置出水口，二氧化钛催化板纵向设置将所述反应区分割为多个氧化区，紫外灯柱分别竖直设置在每个所述氧化区中心，所述反应器外壳的内表面为镜面处理。
2.如权利要求1所述的一种光催化氧化反应器，其特征在于，所述催化板由所述反应区中轴线向所述反应器外壳内表面方向发散设置。
3.如权利要求2所述的一种光催化氧化反应器，其特征在于，所述催化板十字交叉设置将所述反应区平均分为4个氧化区。
4.如权利要求1所述的一种光催化氧化反应器，其特征在于，所述反应器外壳为筒体结构。
5.如权利要求1所述的一种光催化氧化反应器，其特征在于，所述填料区内设置有表面涂覆有二氧化钛涂覆层的空心陶瓷球。
6.如权利要求1所述的一种光催化氧化反应器，其特征在于，所述填料区的高度为200-800mm。
7.如权利要求1所述的一种光催化氧化反应器，其特征在于，所述曝气区内设置有纳米级钛合金曝气盘。
8.如权利要求1所述的一种光催化氧化反应器，其特征在于，所述填料区和反应区自下而上设置有多个观察口。
9.如权利要求7所述的一种光催化氧化反应器，其特征在于，所述反应区设置有上观察口和中观察口，所述填料区设置有下观察口。
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|---|---|---|---|
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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