CN204661354U - 用于有机污染物降解的光催化反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于有机污染物降解的光催化反应装置，包括反应器本体，反应器本体设有外壳(1)和内腔(2)两层，外壳(1)与内腔(2)之间通入冷凝水；内腔(2)中设有过滤网(6)，过滤网(6)将反应器的内腔(2)分成上下两层，内腔(2)上层设有紫外灯(7)，紫外灯(7)置于石英套管(8)内，石英套管(8)外壁涂覆改性纳米TiO2薄膜，内腔(2)的内壁与石英套管(8)外壁的空间内填充负载改性纳米TiO2薄膜的多孔陶瓷球(9)，内腔(2)下层设有布水板(10)和曝气组件(13)。本实用新型将改性纳米TiO2薄膜同时负载于石英套管外壁和多孔陶瓷球，增加了光催化剂的接触面积，提高了光催化氧化处理效率。
Description
技术领域
本实用新型属于污水处理技术领域，涉及一种光催化反应装置，尤其涉及一种用于有机污染物降解的光催化反应装置。
背景技术
纳米TiO2光催化剂在环境污染治理方面具有十分广阔的应用前景，它可以利用紫外光和太阳能的作用，将水中的烃类、表面活性剂、有机染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂等氧化分解，能降解多种有机污染物，在污水处理领域显示出了巨大的应用潜力。
在实际的污水处理中，TiO2催化剂的存在形式主要有两种：悬浮式和固定膜式。悬浮式是采取搅拌的方式使催化剂悬浮在液相中，这样能保持催化剂固有的洁性，但TiO2颗粒易流失，纳米TiO2颗粒难于从废水中分离，悬浮颗粒对光线的吸收阻挡，影响了光的辐照深度。固定膜式是将TiO2等半导体材料固定在多孔玻璃、玻璃纤维、玻璃板等载体上，使污水流过经固定化的催化剂，并与之作用，减少了催化剂分离步骤，但由于废水中有机物与光催化剂的接触面积有限，使得催化剂发挥作用有限，所以污水处理效果不理想。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于有机污染物降解的光催化反应装置，结构简单，催化剂接触面积大，光催化氧化处理效率高。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种用于有机污染物降解的光催化反应装置，包括反应器本体，反应器本体设有外壳和内腔两层，外壳与内腔之间中空，外壳上设有冷凝水进口和冷凝水出口，所述冷凝水进口和冷凝水出口之间设有循环水泵Ⅰ；
所述反应器内腔中设有过滤网，所述过滤网将反应器的内腔分隔成上下两层，所述内腔上层设有紫外灯，紫外灯置于石英套管内，所述石英套管外壁涂覆改性纳米TiO2薄膜，所述反应器内腔的内壁与石英套管外壁的空间内填充负载改性纳米TiO2薄膜的多孔陶瓷球；
所述内腔下层设有布水板，所述布水板通过污水进水管连接循环水泵Ⅱ，布水板下面还设有曝气组件，所述曝气组件通过转子流量计和阀门连接气泵；
所述内腔上层设有污水出水管。
进一步地，所述内腔的内壁上涂覆有反射铝箔。
进一步地，所述内腔上层还设有过滤器，所述过滤器与污水出水管连接。
进一步地，所述紫外灯选用高压汞灯。
本实用新型的技术方案有如下有益效果：
1、在反应器内腔周围通入循环冷凝水，可缓解反应过程中体系温度升高影响催化效率的问题；
2、将改性纳米TiO2薄膜同时负载于石英套管外壁和多孔陶瓷球，既有效解决改性后的纳米TiO2粉末应用于废水处理方面存在的粉末不易回收、二次利用率低、成本高、以及造成二次污染等问题，又增加了光催化剂的接触面积，提高了光催化氧化处理效率。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为图1的俯视图。
图中，1外壳，2内腔，3冷凝水进口，4冷凝水出口，5循环水泵Ⅰ，6过滤网，7紫外灯，8石英套管，9多孔陶瓷球，10布水板，11污水进水管，12循环水泵Ⅱ，13曝气组件，14转子流量计，15阀门，16气泵，17污水出水管，18反射铝箔，19过滤器。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步详细描述。
如图1所示，一种用于有机污染物降解的光催化反应装置，包括反应器本体，反应器本体设有外壳1和内腔2两层，外壳1轮廓呈方桶形，由不锈钢制成，内腔2轮廓也呈方桶形，由石英玻璃制成，外壳1与内腔2之间中空，外壳1上设有冷凝水进口3和冷凝水出口4，所述冷凝水进口3和冷凝水出口4之间设有循环水泵Ⅰ5；通过循环的冷凝水，可缓解内腔中光催化反应使温度升高影响降解效率的问题。
所述反应器内腔2中设有过滤网6，可以对待处理污水进行粗效过滤；所述过滤网6将反应器的内腔2分隔成上下两层。如图2所示，所述内腔2上层设有七根均匀分布的紫外灯7，其中一根在内腔的正中央，其余六根围绕中央呈正六边形分布，每根紫外灯7均置于石英套管8内；本实施例中，所述紫外灯7采用高压汞灯，主要发射波长为365nm，紫外灯的寿命大于10000小时。为了保证紫外光催化反应器内光强辐射均匀，七根低压紫外灯7在石英套管8的保护下均匀分布于待处理污水中，使得纳米TiO2光催化反应效率更高。
所述石英套管8外壁涂覆改性纳米TiO2薄膜，所述反应器内腔2的内壁与石英套管8外壁的空间内填充负载改性纳米TiO2薄膜的多孔陶瓷球9，本实施例中，多孔陶瓷球9的直径为3～10mm，孔径为40～100μm，TiO2以锐钛矿晶型存在；将改性纳米TiO2薄膜同时负载于石英套管8外壁和多孔陶瓷球9，既有效解决改性后的纳米TiO2粉末应用于废水处理方面存在的粉末不易回收、二次利用率低、成本高、以及造成二次污染等问题，又增加了光催化剂的接触面积，提高了光催化氧化处理效率。
所述内腔2下层设有布水板10，所述布水板10通过污水进水管11连接循环水泵Ⅱ12，布水板10下面还设有曝气组件13，所述曝气组件13通过转子流量计14、阀门15连接气泵16；曝气组件13可结合光催化反应的需要，向反应体系通入空气或纯氧。
所述内腔2上层设有污水出水管17。
为了使紫外线大量反射回内腔2，提高光线的利用率，在所述内腔2的内壁上涂覆有反射铝箔18。
为了防止内腔2中的多孔陶瓷球9流出，在所述内腔2上层还设有过滤器19，所述过滤器19与污水出水管17连接。
污水经在紫外光照射和通气条件下，TiO2光催化剂吸收光能后，能够被激发产生光生电子－空穴对，并与氧气或水结合产生化学性质极为活泼的自由基基团，能够将各种有机物直接氧化为CO2，H2O等无机小分子，从而达到光催化降解的目的。根据污水处理量和处理效率的需要，可以将多个光催化反应装置串联或并联。
Claims (4)
1.一种用于有机污染物降解的光催化反应装置，包括反应器本体，其特征在于，所述反应器本体设有外壳(1)和内腔(2)两层，外壳(1)与内腔(2)之间中空，外壳(1)上设有冷凝水进口(3)和冷凝水出口(4)，所述冷凝水进口(3)和冷凝水出口(4)之间设有循环水泵Ⅰ(5)；
所述反应器内腔(2)中设有过滤网(6)，所述过滤网(6)将反应器的内腔(2)分隔成上下两层，所述内腔(2)上层设有紫外灯(7)，紫外灯(7)置于石英套管(8)内，所述石英套管(8)外壁涂覆改性纳米TiO2薄膜，所述反应器内腔(2)的内壁与石英套管(8)外壁的空间内填充负载改性纳米TiO2薄膜的多孔陶瓷球(9)；
所述内腔(2)下层设有布水板(10)，所述布水板(10)通过污水进水管(11)连接循环水泵Ⅱ(12)，布水板(10)下面还设有曝气组件(13)，所述曝气组件(13)通过转子流量计(14)和阀门(15)连接气泵(16)；
所述内腔(2)上层设有污水出水管(17)。
2.根据权利要求1所述的用于有机污染物降解的光催化反应装置，其特征在于，所述内腔(2)的内壁上涂覆有反射铝箔(18)。
3.根据权利要求1或2所述的用于有机污染物降解的光催化反应装置，其特征在于，所述内腔(2)上层还设有过滤器(19)，所述过滤器(19)与污水出水管(17)连接。
4.根据权利要求1或2所述的用于有机污染物降解的光催化反应装置，其特征在于，所述紫外灯(7)选用高压汞灯。
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