CN1412129A - 一种连续流光催化水处理系统 - Google Patents

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王良焱
李新军
陈非力
郑少健
黄琮
冯满枝
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Abstract

一种连续流光催化水处理系统，本发明采用多个单元光催化反应器，合理排列并串联形成连续流系统，每个单元反应器具有一个柱形光催化反应器壳体，该壳体内安装有紫外光管和光催化剂载体，各单元光催化器依次按一定的落差排列，其相邻的两个单元光催化反应器的落差不少于50毫米，前一个单元反应器的上部出水通过管道导入其相邻的后一个单元反应器和底部。本发明利用光催化氧化技术进行水质连续净化，可满足大型分质供水工程的水质处理的要求。

Description

一种连续流光催化水处理系统
本发明涉及一种可用于饮用水、微污染水、水源水的净化、杀菌及消除有机污染物的水质净化装置。
目前，我国许多地区存在水质性缺水问题，许多经济发达的地区都在计划开发和实施分质供水工程。目前对水质净化所采用的核心技术，主要是反渗透膜技术。该方法的成本较高，而且消耗的原水太多。使用光催化氧化技术进行水质净化，目前只有小型装置，还没有能以连续流方式和以较快速度和深度处理饮用水，以满足机关或商业机构乃至城镇局部社区连续供水的大型净化水处理系统。
本发明的目的是设计一种利用光催化氧化原理和技术进行水质净化的连续流光催化水处理系统，以满足大型分质供水工程的水质处理的要求。本发明的目的，是通过采用多个单元光催化反应器，合理排列并串联形成连续流系统予以实现。其具体技术方案是：该系统具有多个单元光催化反应器，每个单元光催化反应器具有一个柱形光催化反应器壳体，该壳体内安装有套装于石英玻璃隔水管中的紫外光管和光催化剂载体，壳体的底部有充氧输入口，其特征在于各单元光催化器依次按一定的落差排列，其相邻的两个单元光催化反应器的落差不少于50毫米，前一个单元光催化反应器的上部出水通过管道导入其相邻的后一个单元光催化反应器的底部，在整个系统形成连续流。
所说的相邻两个单元光催化反应器之间可采用以下的结构方案相互连接：将前一个单元光催化反应器上部的出水通过一根硅胶管导入后一个单元光催化反应器中的一根不锈钢导水管，该不锈钢导水管由该反应器的壳体的上部通到底部。
本发明所说的单元反应器的壳体可以用不锈钢材料制造，其外型可以为圆柱形或长方体。
本发明所说的光催化剂载体可以为高硼硅玻璃圆管或光催化网结构。前者以高硼硅玻璃圆管为基体，其上载有锐钛型TiO2光催化剂；后者以不锈钢圆环形柱架为基体，其上具有2～4层附载有锐钛型TiO2光催化剂的玻璃纤维布。
本发明的系统所要求的单元催化反应器的数目可根据入水口的水质和对出水口的水质要求而定，可为7～20个。
本发明主要利用光催化氧化原理和技术，每个单元光催化反应器利用紫外杀菌灯为发生光催化辐射激发光源，紫外光穿透石英玻璃隔水管，照射到光催化剂载体上，与具有光催化效能的材料及水共同作用，发生光催化反应，产生具有强氧化能力的羟基自由基OH，能有效地降解水中对人体有害的有机化合物，由于细菌本身就是有机物(由蛋白质组成)羟基自由基与构成细菌的蛋白质发生光氧化反应过程，也能有效地杀灭细菌。其次，本发明由多个单元光催化反应器，合理排列并串联形成连续流系统，由于相邻两个单元光催化反应器存在高度差，利用这些反应器位置差(落差)和水的自重，通过单元光催化反应器之间的连接管和导水管把前级单元光催化反应器处理后的水导入后一级单元光催化反应器底部，然后，在充气扰动搅拌作用下，使水充分接触光催化剂，同时水的主体按某个速度均匀的上升，当上升到顶部又导入后一级单元光催化反应器底部，又重复前一级单元反应器的过程，直到最后一级反应器出口。本发明利用系统中各个单元反应器的位置差(落差)和水自重为被处理的水在这些单元反应器中流动的动力源，到达连续对被处理的饮用水进行净化、杀菌和脱毒的效果。系统结构合理、能以较低的成本、以连续流方式、较快的速度和较高的水处理深度处理饮用水，满足大型分质供水工程的水处理要求。
以下结合俯图对本发明实施方式作进一步的详细说明。
图1为本连续流光催化水处理系统的整体结构示意图；
图2为本系统中每个单元光催化反应器的结构示意图。
如附图所示，在本连续流光催化水处理系统实施例的结构中，由多个单元光催化反应器依次按一定落差串联而成(如图1所示)。在每个单元光催化反应器中，1为光催化反应器壳体的盖板，2为不锈钢材料制造的光催化反应器壳体，为长方体形状。在反应器的中轴部位具有套装于石英玻璃隔水管中的紫外灯管6，光催化剂载体7套在石英玻璃隔水管和紫外灯管之外，安装固定在反应器壳体底部的支架(或夹具)8上，9为充氧泵输入口，反应器壳体中具有一不锈钢导水管5从反应器的上部通到底部(如图2所示)。所说的光催化剂载体7为光催化网结构，它是由不锈钢支架与2-4层负载有锐钛型TiO2光催化剂的玻璃纤维布结合而成，不锈钢支架的形状为圆环形柱架，但尺寸要求必须能自如的放入壳内，并使支架外缘与壳体内壁保持有2-4毫米的间隙。该光催化剂载体6也可以采用高硼硅玻璃圆管结构，用直径为90-140毫米的高硼硅玻璃圆管作为光催化剂基体，直接用溶胶-凝胶法在洁净处理后的高硼硅玻璃圆管上制备光催化剂。
本系统相邻两个单元反应器的位置差(落差)设计为70毫米。3为整个系统的入水口，10为整个系统的出水口，各个单元光催化反应器之间通过硅胶管4作为连接管，该连接管由前一个单元光催化反应器上部的出水口导入后一个单元光催化反应器中的不锈钢导水管5。本系统可整体安装于位置差为70毫米的阶梯型架上。

Claims (4)

1.一种连续流光催化水处理系统，具有多个单元光催化反应器，每个单元光催化反应器具有一个柱形光催化反应器壳体(2)，该壳体内安装有套装于石英玻璃隔水管中的紫外光管(6)和光催化剂载体(7)，壳体的底部有充氧输入口(9)，其特征在于各单元光催化器依次按一定的落差排列，其相邻的两个单元光催化反应器的落差不少于50毫米，前一个单元光催化反应器的上部出水通过管道导入其相邻的后一个单元光催化反应器的底部，在整个系统形成连续流。
2.根据权利要求1所述的连续流光催化水处理系统，其特征在于所说的相邻两个单元光催化反应器之间，将前一个单元光催化反应器上部的出水导入后一个单元光催化反应器的管道包括设在后一个单元光催化反应器中的一根不锈钢导水管，该不锈钢导水管由该反应器的壳体的上部通到底部，由一根硅胶管(4)作为连接管，从该不锈钢导水管的上部连接到前一个单元光催化反应器的上部出水口。
3.根据权利要求1所述的连续流光催化水处理系统，其特征在于所说的光催化剂载体(7)以高硼硅玻璃圆管为基体，其上载有锐钛型TiO2光催化剂。
4.根据权利要求1所述的连续流光催化水处理系统，其特征在于所说的光催化剂载体(7)为以不锈钢圆环形柱架为基体，其上具有2～4层附载有锐钛型TiO2光催化剂的玻璃纤维布。
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