CN203095666U - 一种有机污染物紫外光催化降解装置 - Google Patents
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Abstract
一种有机污染物紫外光催化降解装置，涉及一种光化学反应试验设备，尤其涉及对地表水、地下水和工业废水中有机污染物的光降解过程的行为进行研究的有机污染物紫外光催化降解装置，包括光降解反应器箱体，紫外灯光源，反应容器和磁力搅拌器，紫外灯光源包括至少两路受独立紫外灯开关控制的紫外灯；反应容器的内部设有循环冷却玻璃管，循环冷却玻璃管为盘管，连接到外部冷却水管路；本实用新型的装置紫外线照射强度可控，可以控制反应容器内的水体反应温度，因而可以控制反应速度；紫外线从顶部直接照射被处理水体，紫外线吸收率高，无需石英器皿，造价低廉；采用本实用新型的模式，便于排放有机污染物的企业实际应用或按照比例放大后进行产业应用。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种光化学反应试验设备，尤其涉及对地表水、地下水和工业废水中有机污染物的光降解过程的行为进行研究的有机污染物紫外光催化降解装置。
背景技术
随着工业的发展，世界各国对有机物使用量和排放量日益增大，有机污染物对环境的危害日益突出，对有机污染物排放的研究与控制越来越得到人们的重视。调查结果表明，地球上多处水域均遭受严重的有机物污染。有机污染物对人类健康和生态系统的危害越来越被人们所认识，已经成为一个新的全球性环境问题。因此，有机污染物的控制技术日益得到重视，紫外光降解是水体中有机物降解的一个重要途径，有机污染物光降解研究越来越成为国际上一个重要的研究热点。进行有机污染物光降解研究迫切需要提供有效的有机污染物光降解装置。
中国实用新型专利“有机物光降解反应装置”（实用新型专利号：ZL03236662.0公开号：CN2598639Y）公开了一种适用于实验室研究的光降解反应装置，主要由反应器、光照装置和桶状支架组成。反应器由多个相互平行的石英试管组成，试管竖直均匀分布于支架盖的圆周上，轴心处是与试管平行放置的线形光照灯，光照灯外面装有石英套，支架侧面的内壁上衬有铝箔。该装置采用石英试管组成反应器，石英试管的直径在10-15mm，因反应液体积过小不能处理大量样品，只适用于实验室研究；同时，石英管材造价昂贵，也限制了该装置的推广应用。此外，该装置不能控制反应水体的温度，也就不能了解不同温度下水体中有机污染物光降解的反应情况。
中国实用新型专利“有机污染物在线光降解装置”（实用新型专利号：ZL200820000245.4公开号：CN201198453Y）公开了一种有机污染物在线光降解装置，其采用在线监测方法对地表水、地下水和工业污水中的有机污染物进行光降解行为研究的装置。有机污染物在线光降解装置主要由光降解反应器箱体、光源电源导线、冷却水进水管、冷却水出水管、光源冷却水套、光源、反应器支架、反应容器、磁力搅拌器、反应箱控制柜、监测样品进水管、监测样品出水管、有机污染物监测器、液晶显示屏和流动样监测器等部分组成。可对光降解过程中的有机污染物浓度进行实时的在线监测，从而了解有机污染物的降解过程。该装置具有在线监测的优点，但是这类装置还是存在较多缺陷：1）该装置因为在线监测，所以不能测定浑浊的水样；2）该装置冷却水只是用来冷却灯光产生的热量，同样不能控制反应水体的温度，也就不能了解不同温度下水体中有机物光降解的反应情况；3）该装置不能调节紫外光照强度，事实上紫外光照强度对有机物降解非常有影响；4）该装置不能添加TiO2等纳米催化降解材料，因为添加这些材料后，无法实现在线监测；5）进入水体的紫外光灯防护罩一方面需要循环水冷却而影响光照射通量，另一方面需要用石英材料制作，代价昂贵。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种成本低、防护好、结构简单和便于维护的有机污染物紫外光催化降解装置，既可以控制紫外光照强度和反应温度，又可以添加其他催化材料如TiO2或者H2O2等，提高降解效率，便于研究更多促进光降解的材料和条件。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种有机污染物紫外光催化降解装置，包括光降解反应器箱体，紫外灯光源，反应容器和磁力搅拌器，其特征在于：
所述的紫外灯光源包括至少两路受紫外灯开关独立控制的紫外灯，所述的各路紫外灯分别通过灯座固定在光降解反应器箱体内部的顶端；每一路紫外灯的灯座分别通过一路紫外灯开关，连接到催化降解装置的电源控制开关；
所述的磁力搅拌器置于所述的光降解反应器箱体内部的底面上；所述的反应容器为桶状玻璃容器，置于所述的光降解反应器箱体内部的磁力搅拌器上；反应容器的顶部开口，正对所述的紫外灯光源；
所述反应容器的内部设有循环冷却玻璃管，所述的循环冷却玻璃管为盘管，通过固定在反应容器外部的冷却水进水口和冷却水出水口，连接到外部冷却水管路；所述的磁力搅拌器上设有可控温的加热板。
本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置的一种较佳的技术方案，其特征在于所述的光降解反应器箱体上设有观测窗，所述的观测窗为嵌装无色透明玻璃的矩形窗孔，置于光降解反应器箱体前面板上，所述的矩形窗孔上设有用于防止紫外线泄露的不透光观测窗移动板。
本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置的一种更好的技术方案，其特征在于所述磁力搅拌器的一侧设有温度计支架，所述温度计支架的臂悬上挂有监测水体反应温度的温度计，所述温度计的感温端置于反应水体中。
本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置的一种改进的技术方案，其特征在于所述反应容器的外部烧结有反应水出水口，所述的反应水出水口设有旋钮开关阀。
本实用新型的有益效果是：
1.本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置设有封闭式光降解反应器箱体，紫外线照射集中，不外泄，不会造成紫外线对实验人员的伤害；
2、本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置设有独立的紫外灯开关，紫外线照射强度可控，并因此可以控制反应速度；反应容器内的被处理水体通过磁力搅拌器直接搅拌，方便添加其他催化材料如TiO2、MnO2或者H2O2等，进一步提高降解效率，研究更多促进光降解的材料和条件；
3、本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置通过控制所述加热板的温度和循环冷却玻璃管内的冷却水流速，可以控制反应容器内的水体反应温度；
4、本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置的反应容器体积较大，可以容纳更多的反应液进行反应，可以一次处理多达2L废水；
5、本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置，紫外线从顶部直接照射被处理水体，紫外线吸收率高，无需石英器皿，造价低廉；采用本实用新型的模式，便于排放有机污染物的企业实际应用或按照比例放大后进行产业应用。
附图说明
图1为本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置的结构示意图；
图2为本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置的外部结构立体图。
以上图中的各部件的标号：1-光降解反应器箱体，2-电源导线，3-电源总开关，4-灯座，5-紫外光源，6-紫外灯开关，7-冷却水进水管，8-冷却水出水管，9-温度计支架，10-温度计，11-反应容器，12-循环冷却玻璃管，13-反应水出水口，14-旋钮开关阀，15-磁力搅拌器，16-磁力搅拌调速器，17-加热板，18-加热板控温旋钮，19-磁力搅拌棒，20-观测窗；21-观测窗移动板。
具体实施方式
为了能更好地理解本实用新型的上述技术方案，下面结合附图和实施例进行进一步地详细描述。
本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置如图1和图2所示，包括光降解反应器箱体1，紫外灯光源5，反应容器11和磁力搅拌器15，紫外灯光源5包括至少两路受紫外灯开关6独立控制的紫外灯，各路紫外灯分别通过灯座4固定在光降解反应器箱体1内部的顶端；每一路紫外灯的灯座4分别通过一路紫外灯开关6，连接到催化降解装置的电源控制开关3；在图1和图2所示的实施例中，紫外灯光源5包括4个一体化紫外线杀菌灯，一体化紫外线杀菌灯配E27螺旋标准灯头，分别通过一个E27标准灯座4，固定在光降解反应器箱体1内部的顶端，并通过光源电源导线与光降解反应箱体1外部的4个紫外灯开关6连通；
所述的磁力搅拌器15置于光降解反应器箱体1内部的底面上；所述的反应容器11为桶状玻璃容器，置于光降解反应器箱体1内部的磁力搅拌器15上；反应容器11的顶部开口，正对所述的紫外灯光源5；
反应容器11的内部烧结循环冷却玻璃管12，循环冷却玻璃管12为盘管，通过烧结在反应容器外部的冷却水进水口和冷却水出水口连接到外部冷却水管路（图中未表示）；所述的磁力搅拌器15上设有可控温的加热板17；通过控制加热板17的温度和循环冷却玻璃管12内的冷却水流速，可以控制反应容器11内的水体反应温度。
在图1和图2所示的本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置的实施例中，光降解反应器箱体1上设有观测窗20，观测窗20为嵌装无色透明玻璃的矩形窗孔，置于光降解反应器箱体1的前面板上，矩形窗孔上设有用于防止紫外线泄露的不透光观测窗移动板21。
在图1所示的本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置的实施例中，磁力搅拌器15的一侧设有温度计支架9，温度计支架9的臂悬上挂有监测水体反应温度的温度计10，温度计10的感温端置于反应水体中。
在图1所示的本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置的实施例中，反应容器11的外部烧结有反应水出水口13，反应水出水口13设有旋钮开关阀14，便于通过旋钮开关阀14对反应水溶液进行采样检测和排放处理后的反应水。
本实用新型的有机污染物紫外光催化降解装置的本装置的工作原理是：将含有有机污染物的待光降解反应水溶液盛装于反应容器11中，反应容器11置于已固定在光降解反应器箱体1中的磁力搅拌器15上，温度计支架9上固定温度计10，温度计的感温端插入反应水溶液中。开启冷却水，通过循环冷却玻璃管12冷却反应水溶液，启动磁力搅拌器15和加热板17，通过调整冷却水流速并利用加热板控温旋钮18设定加热板温度，调节反应水溶液的温度。再启动光源开关6，开始紫外光催化降解反应。由于光源产生的紫外光照射，水样中的有机污染物将慢慢发生降解。移动观测窗移动板21，可通过观测窗20观看紫外灯照射和反应温度情况。间隔一定反应时间后，关闭电源总开关3，通过旋钮开关阀14对反应水溶液进行采样检测。反应容器中也可添加需要添加的其他催化材料如TiO2、MnO2或者H2O2等，进一步提高降解效率，研究更多促进光降解的材料和条件。
本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型的技术方案，而并非用作为对本实用新型的限定，任何基于本实用新型的实质对以上所述实施例所作的变化、变型，都将落在本实用新型的权利要求的保护范围内。
Claims (4)
1.一种有机污染物紫外光催化降解装置，包括光降解反应器箱体，紫外灯光源，反应容器和磁力搅拌器，其特征在于：
所述的紫外灯光源包括至少两路受紫外灯开关独立控制的紫外灯，所述的各路紫外灯分别通过灯座固定在光降解反应器箱体内部的顶端；每一路紫外灯的灯座分别通过一路紫外灯开关，连接到催化降解装置的电源控制开关；
所述的磁力搅拌器置于所述的光降解反应器箱体内部的底面上；所述的反应容器为桶状玻璃容器，置于所述的光降解反应器箱体内部的磁力搅拌器上；反应容器的顶部开口，正对所述的紫外灯光源；
所述反应容器的内部设有循环冷却玻璃管，所述的循环冷却玻璃管为盘管，通过固定在反应容器外部的冷却水进水口和冷却水出水口，连接到外部冷却水管路；所述的磁力搅拌器上设有可控温的加热板。
2.根据权利要求1所述的有机污染物紫外光催化降解装置，其特征在于所述的光降解反应器箱体上设有观测窗，所述的观测窗为嵌装无色透明玻璃的矩形窗孔，置于光降解反应器箱体前面板上，所述的矩形窗孔上设有用于防止紫外线泄露的不透光观测窗移动板。
3.根据权利要求1所述的有机污染物紫外光催化降解装置，其特征在于所述磁力搅拌器的一侧设有温度计支架，所述温度计支架的臂悬上挂有监测水体反应温度的温度计，所述温度计的感温端置于反应水体中。
4.根据权利要求1至3之任一权利要求所述的有机污染物紫外光催化降解装置，其特征在于所述反应容器的外部烧结有反应水出水口，所述的反应水出水口设有旋钮开关阀。
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