用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，包括用以容納待處理廢水的反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體內(nèi)布置有至少一個(gè)用以分割出子反應(yīng)腔的隔板，所述子反應(yīng)腔內(nèi)布置有至少一個(gè)用以分割出子水流通道的填料，所述子反應(yīng)腔開設(shè)有由子水流通道連通的進(jìn)水口與出水口，前一所述子反應(yīng)腔的出水口連接至后一所述子反應(yīng)腔的進(jìn)水口，且任意兩相鄰所述子反應(yīng)腔內(nèi)的水流流向相反，所述反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)置有紫外燈管。本發(fā)明設(shè)計(jì)合理，實(shí)現(xiàn)廢水在反應(yīng)器內(nèi)的折流流動(dòng)，增強(qiáng)流體湍動(dòng)，提高傳質(zhì)效率，加大氣體氧化劑在水中的溶解能力，增大光催化反應(yīng)面積，進(jìn)而在紫外光的作用下，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中有毒有害及難降解有機(jī)物的高效無害化處理。
【專利說明】
用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，隨著化工、冶金、醫(yī)藥、染料、造紙等行業(yè)的迅速發(fā)展，伴隨其所產(chǎn)生的廢水?dāng)?shù)量及水中污染物的種類也在與日倶增，廢水中以芳香類有機(jī)物的含量居多，這些物質(zhì)采用生化法等常規(guī)的處理方法不易除去且去除不徹底，由于廢水中多為有毒有害物質(zhì)，如不經(jīng)處理便進(jìn)行排放，會(huì)對(duì)環(huán)境及我們?nèi)祟愖陨淼纳钤斐梢欢ǖ钠茐募坝绊憽Ｒ虼?，尋找一種簡單，高效，徹底，不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染的凈化技術(shù)變得尤為重要。光催化氧化作為一種高級(jí)氧化技術(shù)，因其設(shè)備簡單，易于控制，氧化能力強(qiáng)，處理對(duì)象集中，幾乎所有的有機(jī)物在光催化的作用下可以完全轉(zhuǎn)化為C02，H2O等簡單有機(jī)物，無二次污染的特性，被首選用于處理廢水的過程中。
[0003]光催化是一種在光的照射下，自身不起變化，卻可以促進(jìn)化學(xué)變化的過程。具體原理可概括為:半導(dǎo)體催化劑在受到光的照射時(shí)，當(dāng)光子的能量高于半導(dǎo)體禁帶的能量時(shí)，半導(dǎo)體低能價(jià)帶上的電子就會(huì)發(fā)生躍迀，從價(jià)帶躍迀到導(dǎo)帶，從而產(chǎn)生電子(e—)_空穴(h+)對(duì)，其中光生電子具有很強(qiáng)的還原性，光生空穴具有極強(qiáng)的氧化性，02，03等氧化劑是良好的電子接受體，廢水中的有機(jī)物，及水等則是良好的空穴接受體，e—和h+除了直接與反應(yīng)物作用外，還會(huì)和吸附在催化劑表面的03，H20等物質(zhì)發(fā)生一系列反應(yīng)，最終生成具有高強(qiáng)度氧化作用的羥基自由基.0H，從而將吸附在催化劑表面的有機(jī)污染物還原為C02，H2O等無機(jī)小分子，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水的降解。目前，在廢水的處理過程中，催化劑在廢水中的存在形式分為懸浮式和負(fù)載式兩種，其中懸浮式光催化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，催化劑與廢水的接觸面積大，但存在催化劑難回收，催化活性損失大的缺點(diǎn)；負(fù)載式光催化反應(yīng)器中，催化劑不易流失，但現(xiàn)有的負(fù)載式光催化反應(yīng)器中的催化劑與廢水的接觸面積小，催化劑在廢水中的溶解受限，流體在反應(yīng)器內(nèi)的流動(dòng)性差，這些均制約著光催化作用的發(fā)揮，從而影響除污效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，不但結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，且光催化反應(yīng)面積大，氣體氧化劑在水中的溶解能力強(qiáng)，流體停留時(shí)間長，傳質(zhì)效率好。
[0005]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，包括用以容納待處理廢水的反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體內(nèi)布置有至少一個(gè)用以分割出子反應(yīng)腔的隔板，所述子反應(yīng)腔內(nèi)布置有至少一個(gè)用以分割出子水流通道的填料，所述子反應(yīng)腔開設(shè)有由子水流通道連通的進(jìn)水口與出水口，前一所述子反應(yīng)腔的出水口連接至后一所述子反應(yīng)腔的進(jìn)水口，且任意兩相鄰所述子反應(yīng)腔內(nèi)的水流流向相反，所述反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)置有紫外燈管。
[0006]優(yōu)選的，所述子反應(yīng)腔的進(jìn)水口設(shè)置在與其相連通的子水流通道的一末端，所述進(jìn)水口與所述一末端的間距大于或等于零，所述子反應(yīng)腔的出水口設(shè)置在與其相連通的子水流通道的另一末端，所述出水口與所述另一末端的間距大于或等于零。
[0007]優(yōu)選的，所述填料包含若干呈折線形的填料片，所述填料片的外表面呈波浪狀，且所述填料片的外表面涂覆有光催化反應(yīng)用的催化劑Ti02。
[0008]優(yōu)選的，所述紫外燈管經(jīng)隔板貫穿所有子反應(yīng)腔，所述紫外燈管布置在填料的凹槽處，且所述紫外燈管呈四邊形排列。
[0009]優(yōu)選的，所述隔板上開設(shè)有用以形成進(jìn)水口或出水口的缺口，所述隔板上還開設(shè)有用以紫外燈管穿過的通孔。
[0010]優(yōu)選的，所述填料固定在用以形成子反應(yīng)腔的兩相鄰隔板之間或隔板與反應(yīng)器本體之間。
[0011]優(yōu)選的，所述填料由聚氯乙烯、聚丙烯、毛玻璃或陶瓷制成。
[0012]優(yōu)選的，所述反應(yīng)器本體的內(nèi)部壓力為0.1MPa -1-OMPa0
[0013]優(yōu)選的，所述反應(yīng)器本體的內(nèi)部溫度為10°0100°C。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果:
(1)本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，使得任意兩相鄰子反應(yīng)腔的水流流向不同，實(shí)現(xiàn)了廢水在反應(yīng)器本體內(nèi)的折流流動(dòng)，增強(qiáng)了廢水在反應(yīng)器內(nèi)的湍動(dòng)，延長了廢水在反應(yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間；
(2)本發(fā)明中的折線形填料顯著地增強(qiáng)了光催化的反應(yīng)面積，特殊的折線形填料結(jié)構(gòu)使得廢水在反應(yīng)器本體的湍動(dòng)進(jìn)一步增強(qiáng)，提高了傳質(zhì)；
(3)本發(fā)明中的反應(yīng)器本體內(nèi)部處于0.1MPa?1.0MPa的高壓下，大大提升了氣體氧化劑在水中的溶解量；
(4)本發(fā)明中的紫外燈管呈正四邊形排列，充分發(fā)揮了光源的利用率。
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的整體構(gòu)造示意圖。
[0017]圖2為本發(fā)明實(shí)施例圖1俯視示意圖。
[0018]圖3為本發(fā)明實(shí)施例隔板的構(gòu)造示意圖。
[0019]圖中:1-反應(yīng)器本體，2-子反應(yīng)腔，3-隔板，4-子水流通道，5-填料，6_進(jìn)水口，7_出水口，8-紫外燈管。
【具體實(shí)施方式】
[0020]為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。
[0021]如圖1?3所示，一種用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，包括用以容納待處理廢水的反應(yīng)器本體I，所述反應(yīng)器本體I內(nèi)布置有至少一個(gè)用以分割出子反應(yīng)腔2的隔板3，所述子反應(yīng)腔2內(nèi)布置有至少一個(gè)用以分割出子水流通道4的填料5，所述子反應(yīng)腔2開設(shè)有由子水流通道4連通的進(jìn)水口 6與出水口 7，前一所述子反應(yīng)腔2的出水口 7連接至后一所述子反應(yīng)腔2的進(jìn)水口 6，且任意兩相鄰所述子反應(yīng)腔2內(nèi)的水流流向相反，所述反應(yīng)器本體I內(nèi)設(shè)置有紫外燈管8。
[0022]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述子反應(yīng)腔2的進(jìn)水口6設(shè)置在與其相連通的子水流通道4的一末端，所述進(jìn)水口 6與所述一末端的間距大于或等于零，當(dāng)間距等于零時(shí)，所述進(jìn)水口 6直接接入子水流通道4，當(dāng)間距大于零時(shí)，所述子水流通道4匯流后再接入進(jìn)水口 6;所述子反應(yīng)腔2的出水口7設(shè)置在與其相連通的子水流通道4的另一末端，所述出水口7與所述另一末端的間距大于或等于零，當(dāng)間距等于零時(shí)，所述出水口7直接接入子水流通道4，當(dāng)間距大于零時(shí)，所述子水流通道4匯流后再接入出水口 7。
[0023]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述填料5包含若干呈折線形的填料片，所述填料片的外表面呈波浪狀，且所述填料片的外表面涂覆有光催化反應(yīng)用的催化劑T12;優(yōu)選的，所述填料片由若干呈梯形狀的單體拼接而成，但不局限于此，所述填料片的橫向工作面與傾斜工作面上布置有波浪紋或鋸齒紋，在上述波浪紋或鋸齒紋中，所述填料片的傾斜工作面上開設(shè)有至少一個(gè)通孔，梯形結(jié)構(gòu)的使用及凹凸交替的平面顯著增加了填料的比表面積，特殊的梯形結(jié)構(gòu)在改善比表面積的同時(shí)，強(qiáng)化了流體流經(jīng)填料時(shí)的流動(dòng)，增強(qiáng)了湍動(dòng)，提高了傳質(zhì)。
[0024]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述紫外燈管8經(jīng)隔板3貫穿所有子反應(yīng)腔2，所述紫外燈管8布置在填料5的凹槽處，且所述紫外燈管8呈四邊形排列。
[0025]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述隔板3上開設(shè)有用以形成進(jìn)水口6或出水口7的缺口，所述隔板3上還開設(shè)有用以紫外燈管8穿過的通孔。
[0026]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述填料5固定在用以形成子反應(yīng)腔2的兩相鄰隔板3之間或隔板3與反應(yīng)器本體I之間。
[0027]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述填料5由聚氯乙烯、聚丙烯、毛玻璃或陶瓷制成。
[0028]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述反應(yīng)器本體I的內(nèi)部壓力為0.1MPa -1-OMPa0[0029 ]在本發(fā)明實(shí)施例中，所述反應(yīng)器本體I的內(nèi)部溫度為1 °0100 °C。
[0030]在本發(fā)明實(shí)施例中，具體工作過程如下:接通所述紫外燈管8電源，使其正常工作，關(guān)閉位于末位的所述子反應(yīng)腔2的出水口 7，并打開位于首位的所述子反應(yīng)腔2的進(jìn)水口 6，使溶有一定氣體氧化劑的待處理廢水通過位于首位的所述子反應(yīng)腔2的進(jìn)水口 6進(jìn)入反應(yīng)器本體I中，等待處理廢水即將充滿整個(gè)反應(yīng)器本體I時(shí)，緩慢調(diào)整位于末位的所述子反應(yīng)腔2的出水口 7的閥門開度，使得待處理廢水可以穩(wěn)定地充滿整個(gè)反應(yīng)器本體1，通過此操作可使氣體氧化劑在待處理廢水中的溶解量大大增加，進(jìn)入反應(yīng)器本體I內(nèi)的廢水會(huì)在隔板3的作用下成折流流動(dòng)，待劇烈湍動(dòng)的溶有高含量氣體氧化劑的廢水流經(jīng)折線形填料5表面時(shí)，便可有足夠的時(shí)間來與涂覆于折線形填料5表面的T12催化劑接觸，從而在呈四邊形排列的所述紫外燈管8的照射下，實(shí)現(xiàn)對(duì)廢水中有毒，有害及難降解有機(jī)物的光催化降解作用，經(jīng)處理過的廢水從位于末位的所述子反應(yīng)腔2的出水口 7流出。
[0031]本發(fā)明不局限于上述最佳實(shí)施方式，任何人在本發(fā)明的啟示下都可以得出其他各種形式的用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器。凡依本發(fā)明申請(qǐng)專利范圍所做的均等變化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，其特征在于:包括用以容納待處理廢水的反應(yīng)器本體，所述反應(yīng)器本體內(nèi)布置有至少一個(gè)用以分割出子反應(yīng)腔的隔板，所述子反應(yīng)腔內(nèi)布置有至少一個(gè)用以分割出子水流通道的填料，所述子反應(yīng)腔開設(shè)有由子水流通道連通的進(jìn)水口與出水口，前一所述子反應(yīng)腔的出水口連接至后一所述子反應(yīng)腔的進(jìn)水口，且任意兩相鄰所述子反應(yīng)腔內(nèi)的水流流向相反，所述反應(yīng)器本體內(nèi)設(shè)置有紫外燈管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，其特征在于:所述子反應(yīng)腔的進(jìn)水口設(shè)置在與其相連通的子水流通道的一末端，所述進(jìn)水口與所述一末端的間距大于或等于零，所述子反應(yīng)腔的出水口設(shè)置在與其相連通的子水流通道的另一末端，所述出水口與所述另一末端的間距大于或等于零。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，其特征在于:所述填料包含若干呈折線形的填料片，所述填料片的外表面呈波浪狀，且所述填料片的外表面涂覆有光催化反應(yīng)用的催化劑T12。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，其特征在于:所述紫外燈管經(jīng)隔板貫穿所有子反應(yīng)腔，所述紫外燈管布置在填料的凹槽處，且所述紫外燈管呈四邊形排列。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，其特征在于:所述隔板上開設(shè)有用以形成進(jìn)水口或出水口的缺口，所述隔板上還開設(shè)有用以紫外燈管穿過的通孔。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，其特征在于:所述填料固定在用以形成子反應(yīng)腔的兩相鄰隔板之間或隔板與反應(yīng)器本體之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，其特征在于:所述填料由聚氯乙烯、聚丙烯、毛玻璃或陶瓷制成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，其特征在于:所述反應(yīng)器本體的內(nèi)部壓力為0.1MPa -1-OMPa09.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于處理廢水的折流負(fù)載式光催化反應(yīng)器，其特征在于:所述反應(yīng)器本體的內(nèi)部溫度為1 °0100 °c。
【文檔編號(hào)】C02F1/32GK105836839SQ201610215505
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月8日
【發(fā)明人】王紅星, 楊陽, 邱挺, 葉長燊, 楊金杯, 楊臣, 王曉達(dá), 陳錦溢, 黃智賢, 李玲
【申請(qǐng)人】福州大學(xué)