CN209853788U - 一种固定法光电一体化反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于废水处理技术领域，尤其涉及一种固定法光电一体化反应器，包括：外部壳体、紫外线灯管、网状阳极、网状阴极、光催化基材、内部壳体、进水管和出水管，进水管相连通在外部壳体下端左侧，内部壳体焊接固定在外部壳体内部圆心处。该种固定法光电一体化反应器，以固定法制取光催化基材为基础，结合光催化光源、电催化氧化反应电极等，组成光电一体化反应器，为提供光催化反应器的光源使用效率，不仅仅能够实现大大提高污染降解效率，而且同时实现节能，将光电技术融合运用在污水处理上对环保行业技术的提升作出重大贡献，解决现有技术中光的利用率下降，从而致使氧化效率低等问题。
Description
技术领域
本实用新型属于废水处理技术领域，尤其涉及一种固定法光电一体化反应器。
背景技术
光催化氧化技术是指光催化剂（一般用TiO2）吸收利用紫外光、可见光等光子能量后，产生具有高级氧化剂-[OH]基（羟基），将废水中的有机物分解成为CO2和水，光催化法反应过程常温常压，处理效率高，已经成为一种新兴的污水处理技术；而电化学氧化技术是指利用直流电在特殊极板上的氧化还原反应，实现废水的有机物降解过程，一般使用的是阳极氧化法，其原理是利用阳极氧化极板在电化学过程中失去电子，产生氧化物质—羟基，对水体中的有机物等污染物进行氧化降解，电化学氧化技术由于其广泛的运用性，氧化效果较好等优点，在20世纪就已经广泛运用于污水处理上；固定法则是指将TiO2纳米粉末固定涂层在特制的金属极板上，而后利用光源对极板进行反应的方法；目前光催化反应器一般使用紫外灯光作为反应灯源，光催化反应的效率受限于紫外光的利用率、催化填料的利用率等因素，由于在很多情况下，废水中的污染物对填料能够造成部分污染，导致的光的利用率下降，从而致使氧化效率低。
可见，现有技术中至少存在以下缺陷：光的利用率下降，从而致使氧化效率低。
因此，有必要提供一种技术手段以解决上述缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种固定法光电一体化反应器，以解决现有技术中光的利用率下降，从而致使氧化效率低等问题。
本实用新型是这样实现的，一种固定法光电一体化反应器，包括：
外部壳体、紫外线灯管、网状阳极、网状阴极、光催化基材、内部壳体、进水管和出水管，所述进水管相连通在外部壳体下端左侧，所述内部壳体焊接固定在外部壳体内部圆心处，所述光催化基材布置在内部壳体外侧，所述网状阴极设置在光催化基材外侧，所述网状阳极布置在网状阴极外侧，所述外部壳体与网状阳极之间和光催化基材与内部壳体之间均呈环形均匀安装至少四根紫外线灯管，所述网状阳极和网状阴极上端均贯穿过外部壳体设有外部接电点，所述光催化基材包括纳米涂层，所述光催化基材外壁均匀开有至少五十个网孔，所述纳米涂层位于网孔下方布置在光催化基材外壁，所述光催化基材外壁且位于网孔上方设置有至少四个焊接点，所述内部壳体上端开有出水通道，所述出水管相接在外部壳体下端中间，所述出水管与出水通道相通。
进一步地，所述光催化基材由钛材质网作为底材。
具体地，所述网孔的孔径为0.1mm-1mm。
进一步地，所述纳米涂层由纳米TiO2采用电弧氧化技术均匀镀层而成。
具体地，所述外部壳体和内部壳体均由经过抛光的不锈钢制成。
进一步地，所述紫外线灯管的波长为290nm-310nm，内侧的所述紫外线灯管与内部壳体和光催化基材的距离均为15cm-20cm，外侧的所述紫外线灯管与外部壳体和网状阳极的距离均为15cm-20cm。
具体地，所述外部壳体、网状阳极、网状阴极、光催化基材和内部壳体均呈中空圆柱状结构。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
该种固定法光电一体化反应器，以固定法制取光催化基材为基础，结合光催化光源、电催化氧化反应电极等，组成光电一体化反应器，为提供光催化反应器的光源使用效率，不仅仅能够实现大大提高污染降解效率，而且同时实现节能，将光电技术融合运用在污水处理上对环保行业技术的提升作出重大贡献。
附图说明
图1为本实用新型整体俯视剖面示意图；
图2为本实用新型整体前端剖面示意图；
图3为本实用新型结构光催化基材展开示意图。
图中：外部壳体1、紫外线灯管2、网状阳极3、网状阴极4、光催化基材5、内部壳体6、进水管7、出水管8、外部接电点9、出水通道10、网孔11、焊接点12、纳米涂层13。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1-3所示，本实用新型的优选的具体实施方式是，一种固定法光电一体化反应器，包括：外部壳体1、紫外线灯管2、网状阳极3、网状阴极4、光催化基材5、内部壳体6、进水管7和出水管8，所述进水管7相连通在外部壳体1下端左侧，所述内部壳体6焊接固定在外部壳体1内部圆心处，所述光催化基材5布置在内部壳体6外侧，所述网状阴极4设置在光催化基材5外侧，所述网状阳极3布置在网状阴极4外侧，所述外部壳体1与网状阳极3之间和光催化基材5与内部壳体6之间均呈环形均匀安装至少四根紫外线灯管2，所述网状阳极3和网状阴极4上端均贯穿过外部壳体1设有外部接电点9，所述光催化基材5包括纳米涂层13，所述光催化基材5外壁均匀开有至少五十个网孔11，所述纳米涂层13位于网孔11下方布置在光催化基材5外壁，所述光催化基材5外壁且位于网孔11上方设置有至少四个焊接点12，所述内部壳体6上端开有出水通道10，所述出水管8相接在外部壳体1下端中间，所述出水管8与出水通道10相通，所述光催化基材5由钛材质网作为底材，所述网孔11的孔径为0.1mm-1mm，所述纳米涂层13由纳米TiO2采用电弧氧化技术均匀镀层而成，所述外部壳体1和内部壳体6均由经过抛光的不锈钢制成，所述紫外线灯管2的波长为290nm-310nm，内侧的所述紫外线灯管2与内部壳体6和光催化基材5的距离均为15cm-20cm，外侧的所述紫外线灯管2与外部壳体1和网状阳极3的距离均为15cm-20cm，所述外部壳体1、网状阳极3、网状阴极4、光催化基材5和内部壳体6均呈中空圆柱状结构，首先，待处理的废水自进水管7进入自下而上的外部壳体1内部，废水进入外部壳体1内部后，通过外部壳体1内的紫外线灯管2发射的紫外线与光催化基材5上的纳米涂层13发生光化学反应，并产生羟基，对废水进行氧化，同时，紫外线灯管2发射的紫外线不断的在外部壳体1和内部壳体6的反射下，紫外光从不同角度不断地与光催化基材5上的纳米涂层13发生光催化反应，促进反应的不断进行，并且在使用过程中，由于外部壳体1是圆形反应器的外壳，使得通过在光催化基材5上预留了卷形时需要焊接的焊接点12，便于光催化基材5卷成中空圆柱形时的焊接工作，然后通过光催化基材5中的网孔11便于废水穿过光催化基材5；
根据上述实施例所述，进一步的，通过外部接电点9分别将网状阳极3和网状阴极4与外部直流电源连接，在直流电的作用下，网状阳极3产生氧化物质（羟基），能够直接氧化水体污染物，由于电化学反应的进行，网状阳极3与网状阴极4之间产生了大量的移动电子，加速了电子的迁移，为光催化的反应提供了更多的电子空穴，促进光催化的进行；
根据上述实施例所述，作为优选的，在一系列的反应后，废水自下而上到达出水通道10，出水通道10是内部壳体6的空心内部，由于出水通道10与外部壳体1下的出水管8相通着，使得废水沿着出水通道10从出水管8排出到外部壳体1外部。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种固定法光电一体化反应器，其特征在于，包括：
外部壳体、紫外线灯管、网状阳极、网状阴极、光催化基材、内部壳体、进水管和出水管，所述进水管相连通在外部壳体下端左侧，所述内部壳体焊接固定在外部壳体内部圆心处，所述光催化基材布置在内部壳体外侧，所述网状阴极设置在光催化基材外侧，所述网状阳极布置在网状阴极外侧，所述外部壳体与网状阳极之间和光催化基材与内部壳体之间均呈环形均匀安装至少四根紫外线灯管，所述网状阳极和网状阴极上端均贯穿过外部壳体设有外部接电点，所述光催化基材包括纳米涂层，所述光催化基材外壁均匀开有至少五十个网孔，所述纳米涂层位于网孔下方布置在光催化基材外壁，所述光催化基材外壁且位于网孔上方设置有至少四个焊接点，所述内部壳体上端开有出水通道，所述出水管相接在外部壳体下端中间，所述出水管与出水通道相通。
2.如权利要求1所述的一种固定法光电一体化反应器，其特征在于：所述光催化基材由钛材质网作为底材。
3.如权利要求1所述的一种固定法光电一体化反应器，其特征在于：所述网孔的孔径为0.1mm-1mm。
4.如权利要求1所述的一种固定法光电一体化反应器，其特征在于：所述纳米涂层由纳米TiO2采用电弧氧化技术均匀镀层而成。
5.如权利要求1所述的一种固定法光电一体化反应器，其特征在于：所述外部壳体和内部壳体均由经过抛光的不锈钢制成。
6.如权利要求1所述的一种固定法光电一体化反应器，其特征在于：所述紫外线灯管的波长为290nm-310nm，内侧的所述紫外线灯管与内部壳体和光催化基材的距离均为15cm-20cm，外侧的所述紫外线灯管与外部壳体和网状阳极的距离均为15cm-20cm。
7.如权利要求1所述的一种固定法光电一体化反应器，其特征在于：所述外部壳体、网状阳极、网状阴极、光催化基材和内部壳体均呈中空圆柱状结构。
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|---|---|---|---|---|
| CN112777818A (zh) * | 2020-12-13 | 2021-05-11 | 中海油天津化工研究设计院有限公司 | 一种复合膜光电催化流化床处理装置及方法 |
| CN114146658A (zh) * | 2021-11-30 | 2022-03-08 | 哈尔滨工业大学 | 一种电场驱动型Z-Scheme结构光催化反应器 |
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