[实用新型]一种用于水处理的光催化反应装置

说明书

技术领域

本实用新型属于环境保护中污水处理技术领域，涉及一种用于水处理的光催化反应装置。

背景技术

传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，污水治理一直得不到好的解决。纳米技术的发展和应用很可能彻底解决这一难题。1972年，A.Fujishima和K.Honda在n型半导体TiO₂电极上发现了水的光电催化分解作用，TiO₂氧化活性较高，化学稳定性好，对人体无毒害，成本低，无污染，应用范围广，因而最受重视，是目前应用最广泛的纳米光催化材料，也是最具有开发前途的绿色环保型催化剂。

研究表明，纳米TiO₂能处理多种有毒化合物，可以将水中的烃类、卤代烃、酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂和燃料油等很快地完全氧化为CO₂、H₂O等无害物质。但到目前为止纳米光催化TiO₂技术仍未在废水处理方面得到广泛应用，主要是因为纳米颗粒分离困难，没有简单适用的处理设备。

通过纳米颗粒在载体表面负载，可以解决颗粒分离的问题。但负载有纳米颗粒的载体浸泡于水中的时候，激发光必须透过较厚(往往是数厘米以上)的溶液才能照射到催化剂上。而事实上，无论是在紫外光区还是可见光区，有机物溶液(尤其是带色有机物废水)都会有不同程度的光吸收，这势必会引起激发光不同程度的光损失，使得到达催化剂表面的光强度下降，从而使得光生电子和空穴的产率下降，最终使得污染物的降解效率降低。

专利CN100509639C公开了一种斜板式光电催化反应器，可以获得较好的水相薄膜促进光催化反应，但灯置于斜板外侧，会有光的损失。同样，CN101774661A，CN102030387A，CN101993129A几个专利公开的方法都是将激发光源放置于催化剂负载板的侧面，会有光能的损失。为了提高降解效率，只能提高激发光源的功率，这样就增加了运行能耗。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种用于水处理的光催化反应装置。该装置的网状筒体轴向水平放置，使该网状筒体的下半部分置于待处理污水中，连续滚动，可以在网状筒体上形成较薄的液膜，网状筒体呈锥台形，有利于液体流动，网状筒体有多层，网状筒体的上部设有反光罩，以充分利用紫外光，并使得网状筒体的内外面都可以参与催化反应，扩大了反应面积。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种用于水处理的光催化反应装置，包括至少一层网状筒体，所述网状筒体的表面负载有TiO₂涂层，所述网状筒体的两端均设有网状封头和空心轴，所述的空心轴内套有石英管，所述的石英管内设有紫外光源，所述的网状筒体轴向水平设置，且所述网状筒体的上部设有反光罩。所述反光罩罩住网状筒体的上部，没有被反光罩罩住的网状筒体的其余部分浸没在待处理的废水中。优选的反光罩罩住网状筒体的上半部分，网状筒体的下半部分浸没在待处理的废水中。

上述的用于水处理的光催化反应装置，其在于所述的网状筒体为锥台形，所述反光罩的形状与所述网状筒体的上部形状相吻合。锥台型网状筒体侧面的倾斜角度α为10°～20°。

上述的用于水处理的光催化反应装置，其在于所述的网状筒体为1～6层。优选为2～4层。更进一步优选为3层。

上述的用于水处理的光催化反应装置，其在于所述反光罩的内侧为镜面或涂有反光材料。

操作时，将网状筒体轴向水平设置在污水池中，将网状筒体的下半部分的尽量多的浸没在待处理污水中，打开紫外灯，由电机带动空心轴和网状筒体转动，转速在25～30转/分钟，网状筒体为多层时，各层的网状筒体可以以相同的速度转动，或通过多个电机或一个电机带动变速齿轮以不同的速度转动。

本实用新型的有益效果是：

装置的网状筒体连续滚动，可以形成较薄的液膜；锥台形网状筒体有利于液体流动形成液膜，而不是水滴，紫外光源置于网状筒体内部可以保证激发光不流失浪费。

试验证明：对于含金橙II浓度在100mg/L的废水，经过设有有三层网状筒体的该设备持续处理3h之后的出水金橙II的去除率达90％。

附图说明

图1是本实用新型装置的的结构示意图。

图2是设有反光罩的网状筒体的示意图。

图3是去除反光罩后网状筒体示意图。

图4是网状筒体内层结构示意图；

图5是反光罩形状示意图。