一种沉入式光催化反应器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于废水处理的光催化反应设备，具体的涉及一种沉入式光催化反应器，包括反应器筒体，设置于反应器筒体上的固定盖板、设置于反应筒体内的保护罩体、设置于保护罩体内的灯管、设置于反应筒体下端一侧的进水口、设置于反应筒体上端的出水口以及设置于所述反应筒体下端的进气口。本实用新型专利技术采用沉入式光源，光能与废水介质及催化剂的接触完全，无损失，有利于提高光催化反应的效率，当使用的沉入式光源为紫外灯时，可在光催化的同时对废水进行消毒杀菌处理。

【技术实现步骤摘要】
一种沉入式光催化反应器
本技术涉及一种用于废水处理的光催化反应设备，具体的涉及一种沉入式光催化反应器。
技术介绍
现今人类对水的需求量逐年增加，同时水体的污染不断的加剧，污水回用早已被提上日程。就我国而言，对于污水深度处理技术尚不完善，有许多处理后的水质仍达不到回用标准。水中存在难降解有机物，长期累积富集，有较大的危害。 目前城市污水处理厂的工艺流程中一般都包含了生物接触氧化功能，去除污水中难降解有机物，但就目前形势来看，其生物接触氧化发，去除率不够高，运行不稳定，达不到深度处理的要求，因而考虑采用生物法进一步提高脱氮效果将面临工艺流程复杂、能耗高等技术难题。 光催化氧化技术是近年来快速发展的一项高新技术，它是在紫外光照射下，由纳米二氧化鈦催化反应，利用反应中产生的强氧化性的羟基自由基(0H.)作为主要氧化剂氧化分解水中污染物的方法。 T12的带隙为3.2eV,因此当用波长小于387.5nm (紫外光区)的光照射时才能被激发产生空穴与电子。后来的研究发现采用掺杂金属或非金属降低带隙，可以使T12的激发光波长阈值增大，选用合适的掺杂过渡金属和非金属T12可以使光催化反应在可见光下发生。 为了满足不同的光催化反应要求，人们设计了不同的光催化反应器，其中应用最多的反应器包括椭圆型反应器、底灯型反应器和柱型反应器。其中椭圆型反应器是将灯管和反应区分别设置于椭圆的2个焦点上，这样可以很好的将灯管所发出的光集中在反应区内，减少了光的浪费，提高了整体的效率，但是仍不能保证灯管所发出的所有光线都能达到反应器，并且光的传输路程较长，增加了光在传输过程中的损失，再者反应区域内光的分布不均匀也不利于反应的发生。底灯型反应器是对椭圆型反应器的改进，它的光源位于抛物线的焦点上，但是光源的光线并不是聚焦在另一个焦点，而是从下往上射入反应区，光进入了反应区域后不再被反射回来，更大程度的利用了光源。柱型反应器一般可分为中灯外反应区和中反应区外灯两种。柱型反应器有着较高的光利用率和良好的对称性，可使光在反应区内均匀的分布，减少局部差异，可以达到光的最大利用率；并且这种柱型的反应器制造难度小，成本低，适合大规模的生产和运用。 基于对反应器中催化剂固定方式的研究，人们设计出了平板型固化床反应器和喷泉型固化床反应器。平板型固化床反应器是将催化剂固定在平板上，在光照的条件下，将污染物液体或者气体缓慢的通过催化剂表面降解，属于层流型反应器。使用平板型固化床反应器，待降解物经过催化剂时，光照时间和光照强度基本一致，当待降解物流速慢时可提高反应物的降解程度，当提高待降解物流速时亦会降低反应物的降解程度，因此降解效率和降解程度不可兼得。喷泉型固化床反应器将催化剂固定在斜面上，在顶部固定光源，将待降解物斜面中心的喷嘴喷出，然后在重力作用下流经催化剂从而得到降解；但是该种反应器的结构复杂，严重制约了该反应器的应用范围。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高效、节能，并同时提高污染物降解程度的沉入式光催化反应器。 为实现上述目的，本技术所采用的技术方案如下: 本技术包括反应器筒体，设置于反应器筒体上的固定盖板、设置于反应筒体内的保护罩体、设置于保护罩体内的灯管、设置于反应筒体下端一侧的进水口、设置于反应筒体上端的出水口以及设置于所述反应筒体下端的进气口。 本技术所述灯管通过外置电源及设置于固定盖板上的接口供电。 本技术所述反应筒体下端位于进气口上方设置有微孔气体分布器。 本技术所述出水口与反应筒体相连接的位置设置有过滤丝网。 本技术所述的灯管的数量使反应器内部各区域距离灯管的距离小于5厘米。 本技术所述的灯管为紫外灯管、无极灯管、汞灯管或LED灯管。 本技术所述保护罩体为石英套管。 本技术所述保护罩体外侧涂覆有催化剂颗粒。 本技术所述催化剂颗粒为Ti02、LA-T12, Ti02/AC或LA_Ti02/AC。 本技术的技术效果为: 本技术采用沉入式光源，光能与废水介质及催化剂的接触完全，无损失，有利于提高光催化反应的效率，当使用的沉入式光源为紫外灯时，可在光催化的同时对废水进行消毒杀菌处理。 本技术设置有进气口，在反应进行中，通过曝气增加溶氧量可以进一步加快反应速率增强降解效果。并且当在反应器中进一步添加流化床固定的催化剂时，该装置还可以防止催化剂在反应液中的聚凝。本技术进一步设置了微孔气体分布器，该装置可以使气体在反应器中分布均勻。 本技术将催化剂直接涂覆于保护罩体上，催化剂的受光面积大且均匀，提高了对光线的利用率，发生的光催化反应效率高。 【附图说明】 图1为本技术的结构示意图； 图2为本技术的工作状态图； 在附图中，I进水口、2反应器筒体、3保护罩体、4灯管、5固定盖板、5_1接口、6出水口、7过滤丝网、8微孔气体分布器、9进气口、A废水储槽、B蠕动泵、C光催化反应器、D曝气泵。 【具体实施方式】 在图1中，本技术包括反应器筒体2，设置于反应器筒体上的固定盖板5、设置于反应筒体2内的保护罩体3、设置于保护罩体3内的灯管4、设置于反应筒体2下端一侧的进水口 1、设置于反应筒体2上端的出水口 6以及设置于所述反应筒体2下端的进气口9。 本技术的灯管4可以采用多种供电方式，如所述灯管4通过电线连接外置电源实现供电，或者所述灯管4通过设置于固定盖板5上的接口 5-1供电，只要可以实现为灯管供电的方式均可实现本技术的专利技术目的，均应该属于本技术的保护范围。 所述反应筒体2下端位于进气口 9上方设置有微孔气体分布器8。空气由小型曝气泵输送，经微孔气体分布器8分布为小气泡进入反应区。微孔气体分布器可以选择的用微孔曝气管替代，均属于本技术保护的范围。 本技术所述出水口 6与反应筒体2相连接的位置设置有过滤丝网7。当在反应系统中添加了流化床式的催化剂时，过滤丝网7可以防止催化剂随已处理的水流出反应器。 本技术所述的灯管4的数量使反应器内部各区域距离灯管4的距离小于5厘米，其中最优的为3厘米。本技术的条件下，紫外光在废水中有效照射距离较短。灯管数少，远离紫外光照射区的催化剂无法发挥作用。增加灯管后，当反应器大部分区域距离灯管垂直距离不超过3cm时，紫外光照射已基本发挥作用，再增加灯管密度对去除率的提升已不显著，且此时的灯管数的设置更为节能。 本技术所使用的灯管4为紫外灯管、无极灯管、汞灯管或LED灯管，均采用沉入式光源设计，光能与废水介质及催化剂的接触完全，无损失，有利于提高光催化反应的效率，当使用的沉入式光源为紫外灯时，可在光催化的同时对废水进行消毒杀菌处理。 本技术的保护罩体3为石英套管，其具有良好的透光性和防护性。 本技术所述保护罩体3外壁涂覆有催化剂，催化剂的受光面积大且均匀，提高了对光线的利用率，发生的光催化反应效率高。所述的催化剂可以为打02和/或LA-Ti02。在本实施例中涂覆的催化剂为LA-Ti02。涂覆方法为在催化剂为液态时将其涂于保护罩体3表面，烘干后即可附着于保护罩体3。在水处理中，还可以选择在反应系统中加入流化床固定的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沉入式光催化反应器，其特征在于其包括反应器筒体（2），设置于反应器筒体上的固定盖板（5）、设置于反应筒体（2）内的保护罩体（3）、设置于保护罩体（3）内的灯管（4）、设置于反应筒体（2）下端一侧的进水口（1）、设置于反应筒体（2）上端的出水口（6）以及设置于所述反应筒体（2）下端的进气口（9）。

【技术特征摘要】
1.一种沉入式光催化反应器，其特征在于其包括反应器筒体(2)，设置于反应器筒体上的固定盖板(5)、设置于反应筒体(2)内的保护罩体(3)、设置于保护罩体(3)内的灯管(4)、设置于反应筒体(2)下端一侧的进水口(I)、设置于反应筒体(2)上端的出水口(6)以及设置于所述反应筒体(2 )下端的进气口( 9 )。2.根据权利要求1所述的沉入式光催化反应器，其特征在于所述灯管(4)通过外置电源及设置于固定盖板(5)上的接口(5-1)供电。3.根据权利要求1所述的沉入式光催化反应器，其特征在于所述反应筒体(2)下端位于进气口(9)上方设置有微孔气体分布器(8)。4.根据权利要求1所述的沉入式光催化反应器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗晓，岳琳，洪纲，高如泰，段二红，宋日超，张海竞，王凤平，
申请(专利权)人：河北科技大学，
类型：新型
国别省市：河北;13