[发明专利]旋流式光催化反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型光催化水处理结构，适用于饮用水处理及低污染水质处理，是一种高效、节能、环保的水处理结构。属于环境保护设备技术领域。

背景技术

饮用水安全涉及国家、百姓利益，是解决好经济发展与百姓健康的重大课题，近年来备受关注。

光催化水净化处理的原理是采用复合半导体光催化膜，吸收紫外灯中的可见光及紫外辐射，产生光生电子及光生空穴电子对，形成羟基自由基，对水中的有毒有机物进行无毒化处理，从而产生水净化效果，无需在水中添加任何试剂，因此是一种绿色水处理方式。

光催化氧化聚合现象是指带有双键的有机物被光催化氧化时，双键会被打开，开键处置换的新基团使有机分子处于极性状态，极容易与水中的微粒吸附，因此可以通过絮凝、活性炭吸附的方式去除。

旋流是自然界中最易发生的一种现象，在圆型的容器内只需很小的动力，就可以使溶液形成旋流，使传质快速搅拌。因此旋流是最节能的搅拌形式。

目前已报道光催化反应器普遍采用内置式光催化反应器，存在经济性、结构性差等缺点，此外，反应器内水流传质效率不高，影响光催化效果，同时没有利用光催化氧化出现的聚合现象，采用常规活性炭过滤(或砂滤器)参与协同反应，减少光催化处理时间，提高处理流量，这些都导致光催化水净化技术难以实际使用。

CN1268559C一种家庭式光催化饮用水净化装置，它包括流速控制器、初级处理装置、光催化处理装置和储水器；光催化处理装置为立罐式结构，它包括紫外光源及其玻璃管护套、内壁涂有光催化膜玻璃管、外套，水从底部进，下盖侧面出水。

CN101143739A一种新型光催化水处理系统，由水泵、水处理装置、控制模块、换向阀、三通和紫外线灯管组成，水处理装置内设有多层光催化泡沫金属组件，该多层光催化泡沫金属组件在水处理装置中形成曲线形成“S”形水流通道。发明的优点是通过形成有效的水流，提高光催化效果，缺点是水流的速度较慢，能耗较高。

CN100348506C高效光催化水处理的方法与设备，采用内壁负载有TiO2膜的陶瓷或炻器管为元件，立式安装膜反应管，采用塑料管夹套固定，膜管两端采用不锈钢法兰密封，废水由底部经分布器均匀进入膜管并由上端出口流出。设备配置有回流装置，确保反应管内的流态为湍流。通过回流装置使反应器内形成湍流，湍流只能保持在反应器底部，向上传递能力不足，光催化效果提高有限。

上述一种家庭式光催化饮用水净化装置、一种新型光催化水处理系统、高效光催化水处理的方法与设备，反应器结构都比较复杂，造价高，“一种家庭式光催化饮用水净化装置”采用静态水处理方式，光催化效果不明显。“一种新型光催化水处理系统”、“高效光催化水处理的方法与设备”虽然通过外加水泵在进行循环水处理的同时，在反应器内形成“S”水流和“湍流”强化传质与光催化膜接触，提高光催化效果。但传质与光催化膜接触的速度受水流方式影响，光催化效果提高不大，同时由于受到光催化膜有效膜面积的限制，反应器内光催化膜产生的氧化量十分有限，因此利用光催化膜的氧化能力对双键有机物实施开键，利用开键后的有机物出现的极性状态，采用传统的工艺如活性炭吸附协同作用，将这些有机物进行清除，才能使光催化技术真正应用到水净化处理领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种旋流式光催化反应装置，提供一种水净化装置的核心结构。

本发明的目的还在于光催化反应器采用旋流技术，外壳与光催化反应膜管采用一体化的铝合金管(或不锈钢管)，活性炭过滤器(或砂滤器)与光催化反应协同作用。

本发明的技术方案在于：一种旋流式光催化反应装置，它包括：初级处理装置，采用硅藻土过滤器，去除自来水中的悬殊物，保护水质的澄清，过滤器可重复使用；

旋流式光催化反应器，还原水中的氯气，将水中带有双键的有机物开键，杀菌灭藻；其特征是旋流式光催化反应器包括内壁负载有光催化膜的铝合金管(或不锈钢管)，所述铝合金管(或不锈钢管)的两端配有用于密封的塑料端盖，所述塑料端盖的一侧安装一支紫外灯，所述塑料端盖的另一侧安装有内置式的搅拌电机。塑料端盖内装有食品级的O型密封圈或密封垫，用于与铝合金管(或不锈钢管)的密封。处理水从两侧塑料端盖进出；

铝合金管(或不锈钢管)在负载光催化膜之前需对内壁进行钝化或负载一层硅膜，也可以在钝化的基础上负载一层硅膜，以防止铝合金管内壁被光催化膜氧化腐蚀。

活性炭过滤器(或砂滤器)参与光催化的协同作用，带双键的有机物被光催化氧化开键后会出现聚合现象，很容易被活性炭(或砂滤器)吸附。