DE102019125125A1 - Reactor module and oxidation reactor - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen photokatalytischen Oxidationsreaktor (1) zur Oxidation von mit organischen Schadstoffen belasteten Fluiden mit einem Mischelement (150) durch ein Geflecht (300) gebildet ist, welches Titandioxid in der Rutil-Modifikation aufweist.The present invention relates to a photocatalytic oxidation reactor (1) for the oxidation of fluids polluted with organic pollutants, with a mixing element (150) formed by a mesh (300) which has titanium dioxide in the rutile modification.

Description

Die vorliegende Anmeldung betrifft ein Reaktormodul für einen photokatalytischen Oxidationsreaktor sowie photokatalytischen Oxidationsreaktoren zur Oxidation von mit Schadstoffen belasteten Fluiden, insbesondere Abwässern, die ein solches Reaktormodul aufweisen. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Oxidation von mit Schadstoffen belasteten Abwässern.The present application relates to a reactor module for a photocatalytic oxidation reactor and photocatalytic oxidation reactors for the oxidation of fluids contaminated with pollutants, in particular waste water, which have such a reactor module. The present invention also relates to a method for the oxidation of waste water polluted with pollutants.

Die keimtötende, desinfizierende Wirkung von UV-Licht ist bekannt und wird häufig bei der Wasseraufbereitung verwendet. Beispielsweise werden UV-Strahler seit vielen Jahren für die Desinfektion von Trinkwasser und Abwasser, zur Desinfektion von Arbeitsbereichen in biologischen Laboratorien und in Klimaanlagen eingesetzt. Im Gegensatz zu chemischen Wasserdesinfektionsverfahren beruht die UV-Desinfektion auf einem physikalischen Prozess. Durch Absorption der Strahlung von den Nukleinsäuren im Zellkern von Mikroorganismen wird die Nukleinsäurestruktur derart verändert, dass eine Replikation unmöglich wird. Die Mikroorganismen, wie Bakterien oder Viren, verlieren somit die Infektionsfähigkeit. Mit entsprechender Dosis und Wellenlänge lassen sich mehr als 99,9 % aller Pathogene innerhalb von Sekundenbruchteilen unschädlich machen.The germicidal, disinfecting effect of UV light is known and is often used in water treatment. For example, UV lamps have been used for many years for the disinfection of drinking water and waste water, for the disinfection of work areas in biological laboratories and in air conditioning systems. In contrast to chemical water disinfection processes, UV disinfection is based on a physical process. By absorbing the radiation from the nucleic acids in the cell nucleus of microorganisms, the nucleic acid structure is changed in such a way that replication becomes impossible. The microorganisms, such as bacteria or viruses, lose their ability to infect. With the appropriate dose and wavelength, more than 99.9% of all pathogens can be rendered harmless within fractions of a second.

Die energiereiche, kurzwellige UV-Strahlung weist dabei hauptsächlich eine Wellenlänge von bis zu 280 nm auf und fällt in den sogenannten kurzwelligen UVC-Bereich.The high-energy, short-wave UV radiation mainly has a wavelength of up to 280 nm and falls into the so-called short-wave UVC range.

Zum Abbau von mit Schadstoffen belasteten Abwässern, beispielsweise in der Form von organischen Mikroschadstoffen und/oder anthropogenen Spurenstoffen sind reine UV-Desinfektionsverfahren nicht geeignet. Hierzu sind vielmehr photokatalytische Oxidationsreaktoren erforderlich.Pure UV disinfection processes are not suitable for the degradation of waste water contaminated with pollutants, for example in the form of organic micropollutants and / or anthropogenic trace substances. Instead, photocatalytic oxidation reactors are required for this.

Einen solchen photokatalytischen Oxidationsreaktor beschreibt beispielsweise die DE 10 2014 009 527 A1 . Dieser besteht aus einem Gehäusekörper mit einem Einlass und einem Auslass, der mit dem schadstoffbelasteten Abwasser durchströmt wird und im Inneren eine Lichtquelle in Form einer UV-Lampe aufweist. Solche Oxidationsreaktoren sind spezifisch nach Kundenvorgaben gefertigt und somit nur für vorgegebene Volumenströme ausgelegt.Such a photocatalytic oxidation reactor is described, for example, by DE 10 2014 009 527 A1 . This consists of a housing body with an inlet and an outlet through which the polluted wastewater flows and inside has a light source in the form of a UV lamp. Such oxidation reactors are specifically manufactured according to customer specifications and are therefore only designed for specified volume flows.

Es sind auch Oxidationsreaktoren bekannt, die Kugelkörper zur Durchmischung des Fluids aufweisen. Obwohl das beschriebene Konzept eine Verbesserung bewirkt, ist das Ergebnis noch nicht zufriedenstellend. Insbesondere ist die Herstellung der Kugelkörper verhältnismäßig kostenintensiv.Oxidation reactors are also known which have spherical bodies for thorough mixing of the fluid. Although the concept described brings about an improvement, the result is still not satisfactory. In particular, the manufacture of the spherical bodies is relatively expensive.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Konzept eines photokatalytischen Oxidationsreaktors bereitzustellen. Weiterhin ist Aufgabe der vorliegenden Erfindungen einen photokatalytischen Oxidationsreaktor bereitzustellen, der bei möglichst geringen Fertigungs- und Betriebskosten einen gegenüber dem Stand der Technik verbesserten Wirkungsgrad aufweist.The object of the present invention is therefore to provide a concept of a photocatalytic oxidation reactor which is improved compared to the prior art. A further object of the present invention is to provide a photocatalytic oxidation reactor which, with the lowest possible production and operating costs, has an efficiency that is improved compared to the prior art.

Gelöst werden diese Aufgaben durch ein Reaktormodul, aufweisend

  • - eine erste Gehäusewand und eine zweite Gehäusewand, die miteinander verbunden und voneinander beabstandet angeordnet sind und einen durchströmbaren Reaktionsraum zwischen sich ausbilden,
  • - mindestens ein innerhalb des Reaktionsraums angeordnetes Mischelement,
wobei dieses Mischelement durch ein Geflecht gebildet ist, welches Titandioxid in einer Anatas-Modifikation aufweist.These tasks are solved by having a reactor module
  • - A first housing wall and a second housing wall, which are connected to one another and arranged at a distance from one another and form a flow-through reaction space between them,
  • - At least one mixing element arranged within the reaction chamber,
this mixing element being formed by a mesh which has titanium dioxide in an anatase modification.

Weiterhin werden die Aufgaben durch Oxidationsreaktoren mit den Merkmalen der Patentansprüche 8 und 12 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 15 gelöst.Furthermore, the objects are achieved by oxidation reactors with the features of patent claims 8 and 12 and a method with the features of patent claim 15.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Varianten der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. So können die in den Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander als auch mit den in der nachfolgenden Beschreibung näher erläuterten Merkmalen kombiniert werden und andere vorteilhafte Ausführungsvarianten der der Erfindung darstellen.Advantageous embodiments and variants of the invention emerge from the dependent claims and the following description. Thus, the features listed individually in the claims can be combined with one another in any technically meaningful manner as well as with the features explained in more detail in the following description and represent other advantageous embodiments of the invention.

Das erfindungsgemäße Reaktormodul zur Verwendung in einem photokatalytischen Oxidationsreaktor weist als Mischelement für das Fluid, das den Reaktionsraum durchströmt, ein Geflecht auf. Das Geflecht nimmt vorzugsweise einen Volumenanteil im Reaktionsraum von mindestens 20 %, vorzugsweise von 20 bis 80 %, mehr bevorzugt von 20 bis 60 % des Reaktionsraums ein. Unter dem Begriff Geflecht wird ein verflochtenes Netz von Linien, Strängen oder ähnlichem verstanden.The reactor module according to the invention for use in a photocatalytic oxidation reactor has a mesh as a mixing element for the fluid which flows through the reaction space. The mesh preferably occupies a volume fraction in the reaction space of at least 20%, preferably from 20 to 80%, more preferably from 20 to 60% of the reaction space. The term braid is understood to mean an interwoven network of lines, strands or the like.

Erfindungsgemäß kann das Geflecht im Querschnitt einen Kern aus Metall oder Glasfaser aufweisen. Erfindungsgemäß weist das Geflecht eine Schicht aus Titandioxid in einer Anatas-Modifikation auf (im Folgenden Anatas).According to the invention, the braid can have a core made of metal or glass fiber in cross section. According to the invention, the braid has a layer of titanium dioxide in an anatase modification (hereinafter anatase).

In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante weist das Geflecht zunächst eine erste Schicht aus Titandioxid in einer Rutil-Modifikation auf (im Folgenden Rutil) auf, an die sich die zweite Schicht des Titandioxids in der Anatas-Modifikation anschließt. Das Geflecht kann dabei sogar vollständig aus Rutil bestehen. Rutil hat den Vorteil, dass es ausgesprochen hart und verschleißfest ist.In a particularly preferred embodiment, the braid initially has a first layer of titanium dioxide in a rutile modification on (hereinafter rutile), which is followed by the second layer of titanium dioxide in the anatase modification. The braid can even consist entirely of rutile. Rutile has the advantage that it is extremely hard and wear-resistant.

Anatas hat gegenüber Rutil einen höheren photokatalytischen Wirkungsgrad, ist aber weniger hart. Insofern verschleißt die Anatasschicht zwar im Laufe des Betriebs schneller, darunter befindet sich aber vorzugsweise die ebenfalls wirksame Rutilschicht. Nimmt der Wirkungsgrad des Oxidationsreaktors unter einen akzeptablen Wert ab, ist es möglich, das Geflecht erneut mit Anatas zu beschichten.Anatase has a higher photocatalytic efficiency than rutile, but is less hard. In this respect, although the anatase layer wears out faster in the course of operation, the rutile layer, which is also effective, is preferably located underneath. If the efficiency of the oxidation reactor falls below an acceptable value, it is possible to coat the mesh again with anatase.

Die Wellenlänge des Lichts muss an die gewählte Materialzusammensetzung bzw. das jeweils verwendete photokatalytisch wirksame Material angepasst werden.The wavelength of the light must be adapted to the selected material composition or the particular photocatalytically active material used.

Das Geflecht kann mit geeigneten Verfahren hergestellt werden, beispielsweise kann es sich erfindungsgemäß auch um einen Ausdruck aus einem 3D-Drucker handeln, der entweder bereits aus dem gewünschten Material oder gewünschten Materialzusammensetzung besteht oder anschließend entsprechend beschichtet wird.The mesh can be produced using suitable methods, for example, according to the invention, it can also be a printout from a 3D printer that either already consists of the desired material or desired material composition or is then coated accordingly.

Ein besonderer Vorteil des Gefechts besteht auch darin, dass es nicht zwangsweise planar ausgebildet und/oder angeordnet sein muss, vielmehr kann das Geflecht auch gebogen oder andersartig geformt sein. Insbesondere bietet es sich auch für eine Verwendung in einem zylinderförmigen Oxidationsreaktor an, in dem es ebenfalls zylinderförmig ausgeformt ist. Alternativ kann es als plane Fläche ausgebildet sein, die in einem Planarreaktor, also in Verbindung mit Plattenelementen, die dann die Gehäusewandungen ausbilden, zur Anwendung kommt.A particular advantage of the battle is that it does not necessarily have to be designed and / or arranged in a planar manner; rather, the braid can also be bent or shaped differently. In particular, it is also suitable for use in a cylindrical oxidation reactor in which it is likewise shaped in a cylindrical shape. Alternatively, it can be designed as a flat surface which is used in a planar reactor, that is to say in connection with plate elements which then form the housing walls.

Das Geflecht kann darüber hinaus auch beispielsweise im Querschnitt zickzackförmig gefaltet ausgeführt sein, sodass es insgesamt eine Höhe aufweist, die von der ersten Gehäusewand zur zweiten Gehäusewand reicht. Durch die Zickzack-Form wird eine zusätzliche Verbesserung der Durchmischung des Fluids im Reaktionsraum erreicht, außerdem ist das Geflecht dadurch sicher zwischen den beiden Gehäusewänden gehalten und bewegt sich im Betrieb gar nicht oder nur minimal.The mesh can also be designed, for example, folded in a zigzag shape in cross section, so that it has a total height that extends from the first housing wall to the second housing wall. The zigzag shape further improves the mixing of the fluid in the reaction space. In addition, the mesh is held securely between the two housing walls and does not move at all or only minimally during operation.

Das Geflecht erstreckt sich vorzugsweise in seiner Längs- und Querausrichtung über den gesamten Reaktionsraum.The braid preferably extends in its longitudinal and transverse orientation over the entire reaction space.

In einer besonderen Ausführungsvariante können auch zwei übereinander angeordnete Geflechte vorgesehen sein. Da das für die Reaktion notwendige Licht in die Fläche des Geflechts eingestrahlt wird, ist es von besonderem Vorteil, wenn die beiden Geflechte leicht versetzt zueinander angeordnet sind, so dass sich die Öffnungen und auch die Stränge des Geflechts nicht vollständig in Deckung befinden. Andernfalls erreicht das seitlich eintretende Licht das hinter dem in Strahlungsrichtung ersten Geflecht angeordnete zweite Geflecht nicht optimal, da sich die Stränge des zweiten Geflechts im Schatten der Stränge des ersten Geflechts befinden würden. Bei einem leichten Versatz der Geflechte ist dieses Problem reduziert.In a special embodiment variant, two braids arranged one above the other can also be provided. Since the light required for the reaction is radiated into the surface of the braid, it is particularly advantageous if the two braids are arranged slightly offset from one another so that the openings and the strands of the braid are not completely congruent. Otherwise, the light entering from the side will not optimally reach the second braid arranged behind the first braid in the direction of radiation, since the strands of the second braid would be in the shadow of the strands of the first braid. If the braids are slightly misaligned, this problem is reduced.

Alternativ ist es auch möglich, zwei oder mehrere Geflechte unterschiedlicher Maschenweite zu verwenden. Dadurch ergeben sich unterschiedlich große Öffnungen in den jeweiligen Geflechten, sodass das eintretende Licht zunächst durch das Geflecht mit den größten Öffnungen hindurch strahlt, bevor es auf die Stränge des dahinterliegenden Geflechts mit kleineren Öffnungen trifft. Je nach Ausführungsvariante können sich in Strahlungsrichtung dahinter weitere Geflechte mit jeweils noch kleineren Öffnungen anschließen.Alternatively, it is also possible to use two or more braids of different mesh sizes. This results in openings of different sizes in the respective braids, so that the incoming light first shines through the braid with the largest openings before it hits the strands of the braid with smaller openings. Depending on the design variant, further braids with even smaller openings can follow in the direction of radiation.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante können zusätzlich zu dem oder den Geflechten auch weitere photokatalytisch wirksame Mischelemente vorgesehen sein, vorzugsweise haben sich Kugelkörper bzw. Kugeln als besonders geeignet erwiesen. Die Kugelkörper können beispielsweise zwischen die Auffaltungen eines gefalteten Geflechts oder auch zwischen zwei nicht gefalteten Geflechten angeordnet sein.In a particularly advantageous embodiment variant, in addition to the braid or braids, further photocatalytically active mixing elements can also be provided, preferably spherical bodies or balls have proven to be particularly suitable. The spherical bodies can be arranged, for example, between the folds of a folded braid or between two unfolded braids.

Die Kugelkörper bestehen vorzugsweise aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend Kunststoff, Glas oder Metall, insbesondere Edelstahl. Ein besonders bevorzugtes Metall ist Titan. Es hat sich gezeigt, dass die Kugelkörper möglichst vorzugsweise aus dem gleichen Material bestehen bzw. den gleichen Materialaufbau haben sollten, wie das oder die Geflechte.The spherical bodies preferably consist of a material selected from the group comprising plastic, glass or metal, in particular stainless steel. A particularly preferred metal is titanium. It has been shown that the spherical bodies preferably consist of the same material or should have the same material structure as the braid or braids.

Die Kugelkörper können vorzugsweise einen Durchmesser von 0,2 bis 30 mm, mehr bevorzugt von 3 bis 10 mm aufweisen. Sie können einheitliche oder unterschiedliche Durchmesser aufweisen. So können beispielsweise Kugelkörper mit einem Durchmesser von 4,5 und 6 mm in einer gemeinsamen Anordnung in einem Verhältnis von 1:1 innerhalb des durchströmbaren Reaktionsraums angeordnet sein.The spherical bodies can preferably have a diameter of 0.2 to 30 mm, more preferably 3 to 10 mm. They can have the same or different diameters. For example, spherical bodies with a diameter of 4.5 and 6 mm can be arranged in a common arrangement in a ratio of 1: 1 within the flow-through reaction space.

Die Kugelkörper können erfindungsgemäß unterschiedlich angeordnet sein. Bevorzugt ist eine Anordnung in der die Kugelkörper linear zueinander angeordnet sind. Bei der linearen Anordnung sind die Kugelkörper sowohl entlang der Breite als auch entlang der Länge des Reaktionsraums in jeweils einer gemeinsamen Linie angeordnet, wobei beide Linien einen Winkel von 90° einschließen. Besonders bevorzugt ist eine Anordnung in der die Kugelkörper zueinander versetzt und in einer dichtesten Packung angeordnet sind.According to the invention, the spherical bodies can be arranged differently. An arrangement in which the spherical bodies are arranged linearly with respect to one another is preferred. In the linear arrangement, the spherical bodies are arranged in a common line both along the width and along the length of the reaction space, both lines enclosing an angle of 90 °. An arrangement in which the spherical bodies are particularly preferred are offset from one another and arranged in a tightest packing.

Weiterhin ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Kugelkörper in einer einlagigen Anordnung innerhalb des Reaktionsraums zwischen einer Gehäusewand und einem Geflecht oder zwischen zwei Geflechten angeordnet sind. Weiterhin hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Kugelkörper innerhalb des durchströmbaren Reaktionsraums ortsfest fixiert sind, beispielsweise indem sie durch die jeweiligen sie umgebenden Flächen in einer der genannten Anordnungen verspannt werden.Furthermore, it is preferably provided that the spherical bodies are arranged in a single-layer arrangement within the reaction space between a housing wall and a braid or between two braids. Furthermore, it has proven to be particularly advantageous if the spherical bodies are fixed in place within the flow-through reaction space, for example by being braced in one of the above-mentioned arrangements by the respective surfaces surrounding them.

In diesem Zusammenhang hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn der Reaktionsraum vom Fluid von oben nach unten durchströmt wird, im sogenannten Fallfilmverfahren. Dies bewirkt, dass die Kugeln aufgrund der Schwerkraft in ihrer Position bleiben und nicht durch das durchströmende Fluid aufgewirbelt werden.In this context, it has proven to be particularly advantageous if the fluid flows through the reaction space from top to bottom, in the so-called falling film process. This has the effect that the balls remain in their position due to the force of gravity and are not whirled up by the fluid flowing through them.

Unabhängig von der Ausbildung als zylinderförmige Oxidationsreaktor oder als Planarreaktor kann der Wirkungsgrad des Oxidationsreaktors dadurch erhöht werden, dass das Geflecht elektrisch kontaktiert ist und somit in der Lage ist, für die Oxidation notwendige Radikale zu erzeugen. Insbesondere mit im Reaktionsraum zusätzlich angeordneten photokatalytisch wirksamen Mischelementen, vorzugsweise Kugelkörper, ist durch diese Kombination ein doppelt wirkendes System ausgebildet.Regardless of the design as a cylindrical oxidation reactor or as a planar reactor, the efficiency of the oxidation reactor can be increased in that the mesh is electrically contacted and is thus able to generate the radicals necessary for the oxidation. In particular with photocatalytically active mixing elements, preferably spherical bodies, additionally arranged in the reaction space, a double-acting system is formed by this combination.

Die den Reaktionsraum begrenzenden Gehäusewände können zur Verbesserung der Durchmischung eine Struktur aufweisen. Zur Bildung der Strukturen können unterschiedliche geometrische Formen in zueinander linearer oder versetzter Anordnung ausgebildet werden, mit dem Ziel hierbei die Oberfläche der Gehäusewand zu vergrößern. Bevorzugte Formen sind beispielsweise Noppenkörper oder Pyramidenkörper. Auch längliche Formen, wie beispielsweise Tränen haben sich als vorteilhaft erwiesen.The housing walls delimiting the reaction space can have a structure to improve the mixing. To form the structures, different geometric shapes can be formed in a linear or offset arrangement with respect to one another, with the aim of enlarging the surface area of the housing wall. Preferred shapes are, for example, knob bodies or pyramid bodies. Elongated shapes, such as tears, have also proven to be advantageous.

Besonders bevorzugt weisen die Gehäusewände konvex ausgebildete Strukturen auf, die über die gesamte Oberfläche der Gehäusewände in einer zueinander versetzten und beabstandeten Anordnung angeordnet sind. Durch die beabstandete Anordnung weist die Gehäusewand sowohl planare als auch gewölbte Oberflächenanteile auf. Um eine möglichst große Oberfläche zu erzeugen, sind die konvex ausgebildeten Strukturen nahezu Halbkugel-förmig ausgebildet.The housing walls particularly preferably have convex structures which are arranged over the entire surface of the housing walls in an arrangement that is offset and spaced from one another. Due to the spaced-apart arrangement, the housing wall has both planar and curved surface portions. In order to generate the largest possible surface area, the convex structures are almost hemispherical.

Bei der Ausführungsvariante als zylindrischer Oxidationsreaktor ist die erste Gehäusewand als lichtdurchlässiges Innenrohr und die zweite Gehäusewand als lichtundurchlässiges Außenrohr ausgeführt, wobei das Außenrohr das Innenrohr umgibt, so dass zwischen dem Innenrohr und dem Außenrohr ein Ringraum als Reaktionsraum ausgebildet ist. Innerhalb des Innenrohrs ist ein Lichtmodul angeordnet. Das Innenrohr ist somit als lichtdurchlässige Gehäusewand ausgeführt, damit die UV-Strahlung in den Reaktionsraum gelangen kann. Das Außenrohr ist dagegen nicht lichtdurchlässig ausgeführt, um zu Verhindern, dass das Licht aus dem Reaktionsraum auch außen austritt. Vorzugsweise weist das Außenrohr innen eine Verspiegelung auf, um das Licht in den Reaktionsraum zurück zu reflektieren.In the variant as a cylindrical oxidation reactor, the first housing wall is designed as a translucent inner tube and the second housing wall as an opaque outer tube, the outer tube surrounding the inner tube so that an annular space is formed as a reaction space between the inner tube and the outer tube. A light module is arranged inside the inner tube. The inner tube is thus designed as a light-permeable housing wall so that the UV radiation can get into the reaction space. The outer tube, on the other hand, is not designed to be translucent in order to prevent the light from escaping from the reaction space outside. The outer tube preferably has a mirror coating on the inside in order to reflect the light back into the reaction space.

In der Ausführung als Planarreaktor sind die Gehäusewände als planare Plattenelemente ausgeführt, die stoff- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind. Vorzugsweise sind zwei Lichtmodule vorgesehen, die von außen durch die Plattenelemente in den Reaktionsraum einstrahlen. Die Plattenelemente sind insofern als lichtdurchlässige Gehäusewände ausgeführt. Auch bei Plattenelementen ist es von Vorteil, wenn innen eine Verspiegelung aufgebracht ist, um das Licht in den Reaktionsraum zurück zu reflektieren.In the design as a planar reactor, the housing walls are designed as planar plate elements that are connected to one another in a material and / or form-fitting manner. Two light modules are preferably provided which radiate into the reaction space from the outside through the plate elements. The plate elements are designed as translucent housing walls. In the case of plate elements, too, it is advantageous if a mirror coating is applied on the inside in order to reflect the light back into the reaction space.

Sowohl bei der Ausführung als zylinderförmiger Oxidationsreaktor oder auch als Planarreaktor ist es von Vorteil, dass das oder die Lichtmodule außerhalb des Reaktormoduls angeordnet sind. Dadurch wird die von den Lichtmodulen in Folge der elektrischen Verlustleistung entstehende Wärme, im Reaktor minimiert und strahlt nicht in das Fluid hinein.Both in the case of the embodiment as a cylindrical oxidation reactor or also as a planar reactor, it is advantageous that the light module or modules are arranged outside the reactor module. As a result, the heat generated by the light modules as a result of the electrical power loss is minimized in the reactor and does not radiate into the fluid.

Vorzugsweise sind die Lichtmodule derart im Oxidationsreaktor angeordnet, dass der gesamte Reaktionsraum schattenfrei ausgeleuchtet wird.The light modules are preferably arranged in the oxidation reactor in such a way that the entire reaction space is illuminated without shadows.

Als Lichtmodul eignet sich insbesondere bei einem zylinderförmigen Oxidationsreaktor eine herkömmlich UV-Lampe, besonders vorteilhaft ist aber auch die Verwendung eines oder mehrerer LED-Lichtmodule. Der photochemische Prozess mit LED-Technik bietet erheblich Vorteile, insbesondere gegenüber herkömmlicher Quecksilber-Strahlertechnik. Die Vorteile sind insbesondere:

  • - eine wählbare Wellenlänge ohne störende Nebenpeaks
  • - eine schonende Verfahrensweise
  • - kein Wärmeeintrag in das zu behandelnde Medium
  • - selektive Umsetzung und daher keine störenden Nebenreaktionen
  • - gefahrlose Niederspannungstechnik
  • - lange Lebensdauer und einfache Entsorgung der lichtemittierenden-Dioden
  • - Schadstoffabbau weitestgehend ohne Zusatz von aggressiven Chemikalien
A conventional UV lamp is particularly suitable as the light module in the case of a cylindrical oxidation reactor, but the use of one or more LED light modules is also particularly advantageous. The photochemical process with LED technology offers considerable advantages, especially compared to conventional mercury lamp technology. The advantages are in particular:
  • - a selectable wavelength without disturbing secondary peaks
  • - a gentle procedure
  • - no heat input into the medium to be treated
  • - Selective implementation and therefore no disruptive side reactions
  • - Safe low voltage technology
  • - Long service life and easy disposal of the light-emitting diodes
  • - Degradation of pollutants as far as possible without the addition of aggressive chemicals

Ein erfindungsgemäß zu verwendendes LED-Lichtmodul umfasst ein Kühlelement, das vorzugsweise in der Form eines flach ausgebildeten Trägerelements ausgebildet ist, und eine Vielzahl von auf dem Kühlelement angeordneter lichtemittierender-Dioden, wobei die lichtemittierenden-Dioden auf dem Kühlelement ein- oder zweiseitig angeordnet sind. Vorzugsweise besteht das Kühlelement aus einem Material umfassend Aluminium, Edelstahl, Graphit, Kupfer, Magnesium, Messing, Silber, Wolfram, Zink und/oder Mischungen hiervon.An LED light module to be used according to the invention comprises a cooling element, which is preferably designed in the form of a flat support element, and a plurality of light-emitting diodes arranged on the cooling element, the light-emitting diodes being arranged on one or both sides of the cooling element. The cooling element preferably consists of a material comprising aluminum, stainless steel, graphite, copper, magnesium, brass, silver, tungsten, zinc and / or mixtures thereof.

Die lichtemittierenden-Dioden des LED-basierten Lichtmoduls emittieren vorzugsweise Licht im Wellenlängenbereich von 200 - 1000 nm, mehr bevorzugt im Wellenlängenbereich von 315 - 400 nm, mit einer Hauptwelle von 365 nm.The light-emitting diodes of the LED-based light module preferably emit light in the wavelength range of 200-1000 nm, more preferably in the wavelength range of 315-400 nm, with a main wave of 365 nm.

Die geeignete Wellenlänge ist hierbei abhängig von der Art des photokatalytischen Mittels. Zur Auslösung der chemischen Zersetzungsreaktion der organischen Schadstoffe, die beispielsweise über die Bildung von OH-Radikalen verläuft, ist im Falle von Titandioxid oder Molybdändisulfid eine Wellenlänge im UVA-Bereich erforderlich.The suitable wavelength depends on the type of photocatalytic agent. In the case of titanium dioxide or molybdenum disulfide, a wavelength in the UVA range is required to initiate the chemical decomposition reaction of the organic pollutants, which occurs, for example, via the formation of OH radicals.

Die Gehäusewände der Oxidationsreaktoren bestehen vorzugsweise aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe umfassend lichtstabile Kunststoffe, Edelstahl oder Titan.The housing walls of the oxidation reactors are preferably made of a material selected from the group comprising light-stable plastics, stainless steel or titanium.

Vorzugsweise bestehen die lichtdurchlässigen Gehäusewände aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe enthaltend natürliches oder synthetisches Quarzglas, Borosilikatglas und/oder einem lichtdurchlässigen Kunststoff, insbesondere Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polyethylenterephthalat (PET).The transparent housing walls preferably consist of a material selected from the group containing natural or synthetic quartz glass, borosilicate glass and / or a transparent plastic, in particular polymethyl methacrylate (PMMA) or polyethylene terephthalate (PET).

In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, dass auch die lichtdurchlässigen Gehäusewände innenseitig mit dem photokatalytischen Mittel beschichtet sind. Die Beschichtung ist derart gewählt, dass die mit dem photokatalytischen Mittel beschichteten lichtdurchlässigen Gehäusewände einen Transmissionsgrad für Licht, insbesondere für UV-Licht, im Bereich von 0,5 bis 0,9, mehr bevorzugt 0,7 bis 0,8 aufweisen, so dass neben einer ausreichenden katalytischen Aktivität zudem eine ausreichende Bestrahlungsstärke gewährleistet werden kann.In a further advantageous development it is provided that the transparent housing walls are also coated on the inside with the photocatalytic agent. The coating is selected such that the transparent housing walls coated with the photocatalytic agent have a degree of transmission for light, in particular for UV light, in the range from 0.5 to 0.9, more preferably 0.7 to 0.8, so that In addition to sufficient catalytic activity, sufficient irradiance can also be guaranteed.

Durch eine Kombination von mit dem photokatalytischen Mittel beschichteten Gehäusewände und dem Geflecht und ggfs. den Kugelkörpern weist das Reaktormodul vorzugsweise eine mindestens um den Faktor 5 größere Oberfläche auf, als eine einseitig mit einem photokatalytischen Mittel beschichtete glatte Oberfläche.Due to a combination of housing walls coated with the photocatalytic agent and the braid and possibly the spherical bodies, the reactor module preferably has a surface that is at least 5 times larger than a smooth surface coated on one side with a photocatalytic agent.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsvariante weist die Oberfläche des Geflechts und/oder die Oberfläche der Gehäusewände im Reaktionsraum eine mittlere Rauheit Ra im Bereich von 20 bis 50 µm auf. Durch die raue Oberfläche wird, durch Bildung von Mikroturbulenzen, eine verbesserte Durchmischung des Fluids innerhalb des Reaktionsraum erzielt sowie die photokatalytische Oberfläche vergrößert, so dass der Wirkungsgrad nochmals gesteigert wird.In a further particularly preferred embodiment, the surface of the mesh and / or the surface of the housing walls in the reaction space has an average roughness R a in the range from 20 to 50 μm. Due to the rough surface, through the formation of microturbulences, an improved mixing of the fluid within the reaction space is achieved and the photocatalytic surface is enlarged, so that the efficiency is increased again.

Sofern als Mischelement strukturierte Plattenkörper zur Anwendung kommen, so hat sich weiterhin als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn das Reaktormodul derart ausgebildet ist, dass der Abstand zwischen dem Geflecht und ggfs. den Kugelkörpern und dem lichtdurchlässigen Plattenelement möglichst klein ist. Vorzugsweise beträgt der Abstand weniger als 3 mm, mehr bevorzugt weniger als 1 mm. Besonders bevorzugt beträgt der Abstand 0,1 bis 0,5 mm.If structured plate bodies are used as the mixing element, it has also proven to be particularly advantageous if the reactor module is designed in such a way that the distance between the mesh and possibly the spherical bodies and the translucent plate element is as small as possible. The distance is preferably less than 3 mm, more preferably less than 1 mm. The distance is particularly preferably 0.1 to 0.5 mm.

Das hier vorliegend in diversen Ausführungsvarianten beschriebene erfindungsgemäße Konzept ist in einer abgewandelten Ausgestaltung ebenfalls bei der Photolyse einsetzbar. So würde sich ein Reaktormodul für einen Photolysereaktor darin unterscheiden, dass innerhalb des Reaktionsraums kein photokatalytisches Mittel vorgesehen ist. Das innerhalb des Reaktionsraums angeordnete Mischelement würde vorzugsweise eine spiegelnde Oberfläche aufweisen, welche auf die entsprechende Wellenlänge des Lichts hin abgestimmt ist. Weiterhin könnte in einer vorteilhaften Variante ein Teil der innenseitigen Flächen eine spiegelnde Beschichtung aufweisen. Das innerhalb des Reaktionsraums angeordnete Mischelement könnte um ein dynamisches Mischelement erweitert werden. Abhängig von der photochemischen Reaktion, die mit einem derartigen Photolysereaktor umsetzbar sein soll, könnte das LED-basierte Lichtmodul weiterhin Licht im Wellenlängenbereich von 200 nm (UV) bis 1000 nm (IR) emittieren.The concept according to the invention described here in various design variants can also be used in a modified embodiment for photolysis. For example, a reactor module for a photolysis reactor would differ in that no photocatalytic agent is provided within the reaction space. The mixing element arranged within the reaction space would preferably have a reflective surface which is matched to the corresponding wavelength of the light. Furthermore, in an advantageous variant, some of the inside surfaces could have a reflective coating. The mixing element arranged within the reaction space could be expanded to include a dynamic mixing element. Depending on the photochemical reaction that should be able to be implemented with such a photolysis reactor, the LED-based light module could continue to emit light in the wavelength range from 200 nm (UV) to 1000 nm (IR).

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Diese Ausführungsbeispiele sind beispielhaft und nicht einschränkend zu verstehen und sollen den Fachmann in die Lage versetzen, die Erfindung auszuführen. Insbesondere handelt es sich um Prinzipdarstellungen, die nicht maßstabsgetreu sind.The present invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments. These exemplary embodiments are to be understood as exemplary and not restrictive and are intended to enable the person skilled in the art to carry out the invention. In particular, these are schematic representations that are not true to scale.

Es zeigen:

  • 1: eine schematische Prinzipdarstellung einer ersten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen photokatalytischen Oxidationsreaktors als Planarreaktor im Längsschnitt,
  • 2: eine schematische Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen photokatalytischen Oxidationsreaktors in zylinderförmiger Ausführung,
  • 3: eine schematische Darstellung eines Geflechts in Zickzack-Form,
  • 4: eine schematische Prinzipdarstellung einer dritten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen photokatalytischen Oxidationsreaktors als Planarreaktor mit Kugelkörpern im Längsschnitt,
  • 5: eine schematische Prinzipdarstellung zweier Geflechte mit unterschiedlicher Maschenweite,
Show it:
  • 1 : a schematic representation of the principle of a first embodiment of a photocatalytic oxidation reactor according to the invention as a planar reactor in longitudinal section,
  • 2 : a schematic representation of the principle of a second embodiment variant of the photocatalytic oxidation reactor according to the invention in a cylindrical design,
  • 3 : a schematic representation of a mesh in zigzag form,
  • 4th : a schematic representation of the principle of a third embodiment of a photocatalytic oxidation reactor according to the invention as a planar reactor with spherical bodies in longitudinal section,
  • 5 : a schematic representation of the principle of two braids with different mesh sizes,

1 zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen photokatalytischen Oxidationsreaktors 1 im Längsschnitt. Dieser ist als Planarreaktor ausgeführt. Da es sich vorliegend um eine schematische Darstellung handelt, sind nichterfindungswesentliche rein konstruktive Teile, wie beispielsweise ein Gehäuse, Halterungen, Dichtungen, elektrische Leitungen, ein LED-Transformator etc. teilweise nicht dargestellt. 1 shows a schematic representation of a first embodiment of the photocatalytic oxidation reactor according to the invention 1 in longitudinal section. This is designed as a planar reactor. Since this is a schematic representation, purely structural parts that are not essential to the invention, such as a housing, holders, seals, electrical lines, an LED transformer, etc., are in some cases not shown.

Der Oxidationsreaktor 1 weist ein Reaktormodul 100 sowie zwei LED-basierte Lichtmodule 200 auf, die Licht im Wellenlängenbereich von 315 - 400 nm emittieren und in einen durchströmbaren Reaktionsraum 140 einstrahlen.The oxidation reactor 1 has a reactor module 100 as well as two LED-based light modules 200 that emit light in the wavelength range from 315 - 400 nm and into a flow-through reaction chamber 140 irradiate.

Das Reaktormodul 100 umfasst zwei rechteckig ausgebildete lichtdurchlässige Plattenelemente 110, 111, die mittels Distanzelemente miteinander verbunden sind (nicht dargestellt). Beide Plattenelemente 110, 111 bestehen vorliegend aus einem Borosilikatglas.The reactor module 100 comprises two rectangular translucent plate elements 110 , 111 , which are connected to one another by means of spacer elements (not shown). Both plate elements 110 , 111 consist in the present case of a borosilicate glass.

Innenseitig weisen die beiden Plattenelemente 110, 111 eine sich über ihre gesamte Fläche erstreckende photokatalytische Titandioxid-basierte Beschichtung 120, wobei das Titandioxid in der Anatas-Modifikation vorliegt. Die Dicke der photokatalytischen Beschichtung 120 ist derart ausgelegt, dass jedes der beiden lichtdurchlässigen Plattenelemente 110, 111 einen Transmissionsgrad für UV-Licht im Bereich von 0,7 - 0,8 aufweist.The two plate elements face on the inside 110 , 111 a photocatalytic titanium dioxide-based coating extending over its entire surface 120 , wherein the titanium dioxide is in the anatase modification. The thickness of the photocatalytic coating 120 is designed in such a way that each of the two translucent plate elements 110 , 111 has a transmittance for UV light in the range of 0.7-0.8.

Innerhalb des durchströmbaren Reaktionsraums 140 ist als statisches Mischelement 150 ortsfest ein Geflecht 300 angeordnet. Ein nicht erkennbares Fluid durchströmt den Reaktionsraum 140 von einem Einlass 141 zu einem Auslass 142 und wird in diesem mit UV-Licht bestrahlt. Die Strömungsrichtung ist durch die Pfeile angedeutet.Inside the flow-through reaction space 140 is as a static mixing element 150 A braid 300 is arranged in a stationary manner. An undetectable fluid flows through the reaction space 140 from an inlet 141 to an outlet 142 and is irradiated in this with UV light. The direction of flow is indicated by the arrows.

Die gesamte Oberfläche des Geflechts 300 weist eine photokatalytische Titandioxid-basierte Beschichtung 120 auf, wobei das Titandioxid in der Anatas-Modifikation vorliegt.The entire surface of the mesh 300 has a photocatalytic titanium dioxide-based coating 120 on, wherein the titanium dioxide is in the anatase modification.

Außerhalb des durchströmbaren Reaktionsraums 140 ist über rechteckig ausgebildeten lichtdurchlässigen Plattenelementen 110, 111 jeweils ein LED-basierte Lichtmodul 200 angeordnet, das UVA-Licht mit einer Hauptwelle von 365 nm emittiert und den Reaktionsraum 140 schattenfrei ausleuchtet. Das LED-basierte Lichtmodul 200 besteht aus einem stabförmigen Kühlelement 210 aus Aluminium, auf welchem einseitig mehrere lichtemittierende-Dioden 220 angeordnet sind.Outside the flow-through reaction chamber 140 is on rectangular translucent plate elements 110 , 111 one LED-based light module each 200 arranged, which emits UVA light with a main wave of 365 nm and the reaction space 140 Illuminates without shadows. The LED-based light module 200 consists of a rod-shaped cooling element 210 made of aluminum, on which a plurality of light-emitting diodes 220 are arranged on one side.

2 zeigt eine schematische Prinzipdarstellung einer zweiten Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen photokatalytischen Oxidationsreaktors 1. Gezeigt ist der Aufbau eines zylinderförmigen Oxidationsreaktor 1 in perspektivischer Prinzipdarstellung, wobei die wesentlichen Elemente entlang ihrer Längsachse zur besseren Ansicht auseinandergezogen dargestellt sind. 2 shows a schematic representation of the principle of a second embodiment variant of the photocatalytic oxidation reactor according to the invention 1 . The structure of a cylindrical oxidation reactor is shown 1 in a perspective schematic representation, the essential elements being shown pulled apart along their longitudinal axis for a better view.

Erkennbar sind ein lichtdurchlässiges Innenrohr 320 und ein lichtundurchlässigens Außenrohr 330, zwischen denen sich der Reaktionsraum 140 in Form eines Ringraums 340 ausbildet. Innerhalb des Ringraums 140 ist das Geflecht 300 angeordnet. Das LED-Lichtmodul 200 verläuft innerhalb des Innenrohrs.A translucent inner tube can be seen 320 and an opaque outer tube 330 , between which the reaction space 140 in the form of an annulus 340 trains. Inside the annulus 140 the braid 300 is arranged. The LED light module 200 runs inside the inner tube.

3 zeigt eine bevorzugte Ausführungsvariante des Geflechts 300. Dieses wurde in eine Zickzack-Form gebracht, was eine Durchmischung des hindurchfließenden Fluids weiter begünstigt. Das Geflecht 300 ist in 3 flächig dargestellt, es kkann aber auch in eine Zylinderform gebracht werden, so dass auch in der Ausführungsvariante gemäß 2 das zickzack-geformte Geflecht einsetzbar ist. 3 shows a preferred embodiment of the braid 300. This was brought into a zigzag shape, which further promotes mixing of the fluid flowing through it. The braid 300 is in 3 shown flat, but it can also be brought into a cylindrical shape, so that also in the variant according to FIG 2 the zigzag-shaped braid can be used.

4 verdeutlicht beispielhaft eine Ausführungsvariante, bei der zusätzliche Mischelemente 150 in Form von Kugelkörpern 156 vorgesehen sind. Erkennbar sind Kugelkörper mit leicht unterschiedlichen Durchmessern, selbstverständlich können erfindungsgemäß auch nur Kugelkörper gleichen Durchmessers verwendet werden. Die Kugelkörper 156 sind zwischen Falzlinien des Geflechts 300 angeordnet und dort gehalten. Die Kugelkörper 156 sind vorzugsweise jeweils in Reihen angeordnet, so dass in einem Oxidationsreaktor 1 mehrere Reihen an Kugelkörpern 156 angeordnet sind. Die Reihen der Kugelkörper 156 können entweder in Strömungsrichtung, schräg oder quer zur Strömungsrichtung des Fluids ausgerichtet sein. 4th illustrates an example of a variant in which additional mixing elements 150 in the form of spherical bodies 156 are provided. Spherical bodies with slightly different diameters can be seen, of course only spherical bodies of the same diameter can be used according to the invention. The spherical bodies 156 are arranged between fold lines of the mesh 300 and held there. The spherical bodies 156 are preferably each arranged in rows, so that in an oxidation reactor 1 several rows of spherical bodies 156 are arranged. The rows of spherical bodies 156 can be aligned either in the direction of flow, obliquely or transversely to the direction of flow of the fluid.

5 verdeutlicht, dass bei der Verwendung mehrerer Geflechte 300 in einem einzigen Reaktionsraum 140 unterschiedliche Maschenweiten der Geflechte 300 von Vorteil sind. Wesentlich ist, dass das in Beleuchtungsrichtung hintere Geflecht 300 so wenig wie möglich durch das davor angeordnete Geflecht 300 abgeschattet sein sollte. Weist das in Bezug auf die Lichtausbreitung vordere erste Geflecht 300-1 dagegen größere Maschenweiten auf, strahlt das Licht durch die Maschen hindurch und trifft auf das dahinter angeordnete Geflecht 300-2 mit geringerer Maschenweite. 5 shows that when using several braids 300 in a single reaction space 140 different mesh sizes of the braids 300 are advantageous. It is essential that the rear mesh 300 in the direction of illumination should be shaded as little as possible by the mesh 300 arranged in front of it. Knows that in On the other hand, with regard to the light propagation, the front first mesh 300-1 has larger mesh sizes, the light radiates through the meshes and strikes the mesh 300-2 arranged behind it with a smaller mesh size.

Nicht gezeigt ist, dass das Geflecht 300 auch elektrisch kontaktiert werden kann, um somit die Bildung freier Radikale zu bewirken.What is not shown is that the braid 300 can also be electrically contacted in order to thus bring about the formation of free radicals.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass OH-Radikale ohne Zusatz weiterer chemischer Mittel erzeugbar sind, was zu einer umweltfreundlicheren Oxidation führt.A major advantage of the invention is that OH radicals can be generated without the addition of further chemical agents, which leads to more environmentally friendly oxidation.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
OxidationsreaktorOxidation reactor
100100
ReaktormodulReactor module
110110
PlattenelementPlate element
111111
PlattenelementPlate element
120120
photokatalytische Beschichtungphotocatalytic coating
121121
photokatalytische Beschichtungphotocatalytic coating
140140
ReaktionsraumReaction space
141141
Einlassinlet
142142
AuslassOutlet
150150
MischelementMixing element
156156
KugelkörperSpherical body
200200
LED-basiertes LichtmodulLED-based light module
220220
lichtemittierende Diodenlight emitting diodes
320320
InnenrohrInner tube
330330
AußenrohrOuter tube
340340
RingraumAnnulus

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102014009527 A1 [0005]DE 102014009527 A1 [0005]

Claims (16)

Reaktormodul (100) zur Verwendung in einem photokatalytischen Oxidationsreaktor (1) aufweisend: - eine erste Gehäusewand (110) und eine zweite Gehäusewand (111), die miteinander verbunden und voneinander beabstandet angeordnet sind und einen durchströmbaren Reaktionsraum (140) zwischen sich ausbilden, - mindestens ein innerhalb des Reaktionsraums (140) angeordnetes Mischelement (150), dadurch gekennzeichnet, dass dieses Mischelement (150) durch ein Geflecht (300) gebildet ist, welches Titandioxid in einer Anatas Modifikation aufweist.Reactor module (100) for use in a photocatalytic oxidation reactor (1) having: - a first housing wall (110) and a second housing wall (111), which are connected to one another and are arranged at a distance from one another and form a flow-through reaction space (140) between them, at least one mixing element (150) arranged within the reaction space (140), characterized in that this mixing element (150) is formed by a mesh (300) which has titanium dioxide in an anatase modification. Reaktormodul (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Geflecht (300) mit Titandioxid in einer Rutil-Modifikation beschichtet ist, an die sich eine Schicht aus Titandioxid in einer Anatas Modifikation anschließt.Reactor module (100) after Claim 1 , characterized in that the braid (300) is coated with titanium dioxide in a rutile modification, which is followed by a layer of titanium dioxide in an anatase modification. Reaktormodul (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Geflecht (300) aus Metall gebildet ist.Reactor module (100) after Claim 1 or 2 , characterized in that the braid (300) is made of metal. Reaktormodul (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Geflecht (300) aus Glasfaser gebildet ist.Reactor module (100) after Claim 1 or 2 , characterized in that the braid (300) is formed from glass fiber. Reaktormodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Reaktionsraums (140) weiterhin Kugelkörper (156) mit einer photokatalytisch wirkenden Oberfläche angeordnet sind.Reactor module (100) according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that spherical bodies (156) with a photocatalytically active surface are also arranged within the reaction space (140). Reaktormodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Geflecht (150) im Querschnitt zickzack-förmig gefaltet ist.Reactor module (100) according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the mesh (150) is folded in a zigzag shape in cross section. Reaktormodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Fluid das Reaktormodul von oben nach unten im Fallfilmverfahren durchströmt.Reactor module (100) according to one of the Claims 1 to 6th , characterized in that the fluid flows through the reactor module from top to bottom in the falling film process. Oxidationsreaktor (1) mit einem Reaktormodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als zylinderförmiger Oxidationsreaktor (1), dadurch gekennzeichnet, dass - die erste Gehäusewand (110) als lichtdurchlässiges Innenrohr (320) und die zweite Gehäusewand (111) als lichtundurchlässiges Außenrohr (330) ausgeführt sind, wobei das Außenrohr (330) das Innenrohr (320) umgibt, so dass zwischen dem Innenrohr (320) und dem Außenrohr (330) ein Ringraum (340) als Reaktionsraum (140) ausgebildet ist, - innerhalb des Innenrohrs (320) ein Lichtmodul (200) angeordnet ist.Oxidation reactor (1) with a reactor module (100) according to one of the Claims 1 to 7th , characterized by a design as a cylindrical oxidation reactor (1), characterized in that - the first housing wall (110) is designed as a translucent inner tube (320) and the second housing wall (111) as an opaque outer tube (330), the outer tube (330 ) surrounds the inner tube (320) so that an annular space (340) is formed as a reaction space (140) between the inner tube (320) and the outer tube (330), a light module (200) is arranged within the inner tube (320). Oxidationsreaktor (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ringraum (340) zugewandte Wandung des Innenrohrs (320) verspiegelt ausgeführt ist.Oxidation reactor (1) after Claim 8 , characterized in that the wall of the inner tube (320) facing the annular space (340) is mirror-coated. Oxidationsreaktor (1) nach Anspruch 8 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ringraum (340) zugewandte Wandung des Außenrohrs (330) verspiegelt ausgeführt ist.Oxidation reactor (1) after Claim 8 or Claim 9 , characterized in that the wall of the outer tube (330) facing the annular space (340) is mirror-coated. Oxidationsreaktor (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Ringraum (340) zugewandten Wandungen des Innenrohrs (320) und des Außenrohrs (330) mit einem photokatalytischen Mittel beschichtet sind und einen Transmissionsgrad für UV-Licht im Bereich von 0,5 bis 0,9 aufweisenOxidation reactor (1) according to one of the Claims 8 to 10 , characterized in that the walls of the inner tube (320) and the outer tube (330) facing the annular space (340) are coated with a photocatalytic agent and have a transmittance for UV light in the range from 0.5 to 0.9 Oxidationsreaktor (1) mit einem Reaktormodul (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend mindestens zwei mittels zumindest eines Distanzelements (130, 131) verbundene lichtdurchlässige Plattenelemente (110, 111), zwischen denen der durchströmbare Reaktionsraum (140) ausgebildet ist,Oxidation reactor (1) with a reactor module (100) according to one of the Claims 1 to 7th , having at least two transparent plate elements (110, 111) connected by means of at least one spacer element (130, 131), between which the flow-through reaction space (140) is formed, Oxidationsreaktor (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Plattenelemente (110, 111) mit dem photokatalytischen Mittel innenseitig beschichtet sind und einen Transmissionsgrad für UV-Licht im Bereich von 0,5 bis 0,9 aufweisenOxidation reactor (1) after Claim 12 , characterized in that the plate elements (110, 111) are coated on the inside with the photocatalytic agent and have a degree of transmission for UV light in the range from 0.5 to 0.9 Oxidationsreaktor (1) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmodul als LED-basiertes Lichtmodul (200) ausgeführt ist.Oxidation reactor (1) according to one of the Claims 8 to 13th , characterized in that the light module is designed as an LED-based light module (200). Verfahren zur Oxidation von mit organischen Schadstoffen belasteten Fluiden umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines photokatalytischen Oxidationsreaktors (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, - Einleiten eines mit organischen Schadstoffen belasteten Fluids, und - Oxidieren des mit organischen Schadstoffen belasteten Fluids, so dass ein schadstofffreies Fluid erhalten wird.A method for the oxidation of fluids polluted with organic pollutants comprising the steps: - Providing a photocatalytic oxidation reactor (1) according to one of the Claims 7 to 13th - introducing a fluid contaminated with organic pollutants, and - oxidizing the fluid polluted with organic pollutants, so that a pollutant-free fluid is obtained. Verfahren nach Anspruch 14, wobei das Einleiten des mit organischen Schadstoffen belasteten Fluids derart erfolgt, dass das Fluid den Oxidationsreaktor von oben nach unten durchläuft.Procedure according to Claim 14 , the introduction of the fluid contaminated with organic pollutants taking place in such a way that the fluid passes through the oxidation reactor from top to bottom.
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