[发明专利]单侧进出水的双区双膜光催化反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种单侧进出水的双区双膜光催化反应器，尤其是一种适用于规模化组装的光催化水净化反应器，属于水净化处理技术领域。

背景技术

光催化水净化处理的一般原理是利用负载于基材上的复合半导体光催化剂，在对应的辐射诱导下，产生光生电子及光生空穴电子，以及活性氧类的物质（羟基自由基、超氧负离子等），对水中的有毒有机物、重金属离子进行无毒化处理，从而产生水净化效果。由于无需在水中添加任何试剂，因此是一种绿色水处理方式。

然而，传统的反应器多为一侧进水另一侧出水型，当多级反应器联用时，不仅安装维护不便，而且水路不易与电子控制系统线路分开放置，造成安全隐患。

其次，由于传统的反应器都是单反应区的，光催化材料也仅采用同一种材质，光辐射未在广谱内得到利用，处理效果低，造成了能量浪费。

发明内容

本发明的首要目的在于：针对上述现有技术存在的缺陷，提供了一种单侧进出水的双区双膜光催化反应器。反应器内部空间由石英玻璃管分隔为光催化短、中波反应区和光催化长波反应区。在与两区相接触的膜管内、外表面分别负载有对不同光波响应的光催化膜。紫外灯释放出的辐射包括紫外辐射和少量的可见光，这些光辐射在经过石英管内侧光催化膜之后，短、中波紫外光能量基本被其吸收，剩余的部分长波紫外辐射和可见光被石英管外侧的光催化膜吸收。水流先后经过光催化短、中波反应区和光催化长波反应区，这样不同的反应区对污染物的去除起到了协同作用。水接受广谱的光催化处理后，相比较单侧光催化膜，更有效地降解其中各类污染物质。

本发明进一步的目的在于：通过单侧进出水，在反应器内形成两个水道，提出一种安装方便、结构更为合理可靠的光催化水净化反应器。单侧进出水，可以更加便于多级光催化水净化反应器的串并联，并且在有电子控制系统的情况下，安全系数大大提高。

为了达到以上目的，本发明中所述单侧进出水的双区双膜光催化反应器的基本结构为：包括侧盖、外壳管、光催化膜管、密封圈1、密封圈2，所述反应器的侧盖中间安装一支紫外灯、外侧有进水口和出水口。所述外壳管可以为不锈钢、工程塑料等食品级材质，端口可以加工成外螺纹或法兰端面，能与侧盖密封连接。所述光催化膜管的内、外两侧分别负载有不同光响应的光催化材料。膜管的内光催化膜接收短、中波紫外光，外光催化膜接收长波紫外光及可见光。所述密封圈1为食品级，用于侧盖与外壳管的密封、光催化膜管与侧盖的密封。所述密封圈2为食品级，用于光催化膜管与外壳管底部缓冲固定并形成水道。

本发明所述的单侧进出水的双区双膜光催化反应器，以单侧进出水设计水路，设置双区双膜的二次净化层级，结构简单，易于安装，净化效果优异，是一种适合规模化组装的光催化水净化反应器。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的基本结构实施例的结构示意图。

图中：1-进水口，2-紫外灯，3-出水口，4-侧盖，5-密封圈1，6-外壳管，7-光催化膜管，8-光催化短、中波反应区，9-光催化长波反应区，10-密封圈2。

图2为膜管内光催化膜和外光催化膜示意图。

图中：11-内光催化膜，12-外光催化膜。

具体实施方式

实施例一

本实施例的单侧进出水的光催化水净化反应器结构包括进水口，紫外灯，出水口，侧盖，密封圈1，外壳管，光催化膜管，光催化短、中波反应区，光催化长波反应区，密封圈2。反应器的侧盖与外壳管采用内外螺纹连接，外壳管材质为304型不锈钢，光催化膜管材质为石英，紫外灯选用254nm。光催化反应器侧盖上设有进水口、出水口、紫外灯与密封圈1。外壳管内置光催化膜管，密封圈2。密封圈2为光催化膜管提供缓冲固定作用。外壳管的一端有外牙，与侧盖内牙旋紧即可。光催化膜管的内表面镀有内光催化膜，外表面镀有外光催化膜。内光催化膜材质为锐钛矿TiO₂，外光催化膜材质为锐钛矿TiO₂为主的异质纳米结。

实施例二

考察此实施例除氯效果：按GB5750.11-2006中1.2方法，先测定为净化自来水的游离余氯（FRC）含量。首先将两个单区单膜反应器进行串联，形成双级反应器，开启紫外灯后再直接将反应器的进水口连接在有限压装置的自来水龙头，收集出水，测定出水的游离余氯含量。接着采用单级双区双膜的反应器也进行相同的测定。比较结果如表1所示。

未净化的自来水游离余氯含量为0.40mg/L。