光催化降解有机污染物实验系统技术方案

本发明专利技术涉及一种环保废物处理装置，特别是光催化降解有机污染物实验系统，其特征是：多反射光催化反应器（１）是正八边形柱体，内贴反射镜为铝材经敷膜制成，上部缓流区（１０）设计的比较大；中部沉降区（１１）是斜下变窄，连接缓流区（１０）与反应区（１２）；反应区（１２）在装置的中部靠下，它是由八面ＡＢＳ塑料板粘合而成，每块板有内贴反射镜；最下方是折流区（１３），它和底座（７）固定连接；底座（７）是以２３０ｍｍ为边长的正方形，高１００ｍｍ，里面装有连接紫外灯管（８）的电子器和出水口（１４）、排水阀门；在上部缓流区（１０）固定有加热器（６）。它有机物降解速率高，耗能少。它具有加热功能，可在不同温度下进行实验，以求更佳的环境温度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种环保废物处理装置，特别是处理有毒有机污染物的废水装置，确 切讲是光催化降解有机污染物实验系统。技术背景随着环境科学与工程技术的发展，涌现出大量的专业污水处理设备。近年来，光 催化技术在环境治理领域己显示出广阔的应用前景。二氧化钛因其催化活性高，且无 毒、无二次污染、成本低而成为理想的光催化剂材料。光催化反应器作为反应的主体 设备，直接决定了光催化反应的效率，因为反应器的材料、结构、形状、光源的几何 位置等很多因素决定了催化剂活性的发挥和对光的利用等情况。所以，如何提高对光 源的利用率及使催化剂活性得到最大发挥己成为反应器研制和开发的中心，也是光催 化研究的重点之一。 —目前，光催化降解装置有如下几种一、 固定床光催化反应器固定床的类型主要有平板式、浅池式、环形固定膜式、管式和光化学纤维束式等 几种(l)平板型光催化反应器具有较高的太阳光利用率，结构简单，不需要太阳光跟 踪系统，适合不同的气候条件，对材质无特殊要求，易于放大或工业推广，具有良好 的应用前景，但其水力负荷较低，很难应用于大流量污水的处理。(2)浅池型反应器与 平板型反应器相比，水力负荷要大得多，加上结构简单，建造方便，故更有可能应用 于工业污水的处理，有着广泛的应用前景。但是由于光的透射能力有限，使得反应溶 液的深度不能太大，因此，要想提高反应器的处理能力，只能扩大光照面积，这就导 致了反应器占地面积过大。为此，可以考虑在水面下设置人工光源作为自然光源得补 充。(3)这种反应器形状为环形套管式， 一般分为内、外两套管，光源置于内管内。催 化剂为一层豳，负载于内管外表面或外管内表面，处理水在套管间流动，与催化剂表 面接触，在光照条件下被降解。由于膜的稳定性好，机械强度高，适合在工业废水处 理中应用。(4)管式反应器的优点是结构简单，操作方便。二、 流化床光催化反应器流化床反应器很好地解决了催化剂与反应液的接触问题。流化床层载体处于不断 流动、迁移、翻滚状态，反应液在载体颗粒之间流动，充分利用了催化剂的表面，使催化剂有效比表面积大大提高。与悬浆式反应器相比，载体颗粒较纳米Ti02粉体大得多，易于沉淀分离。三相内循环流化床光催化反应器的不足之处主要在于催化剂的磨损与 消耗，由于负载催化剂长期承受气流与水流的强力冲击，催化剂势必要造成一定的磨 损而使光降解能力降低。三、聚光式/非聚光式光催化反应器聚光式光催化反应器大多数以人工光源为主， 一般将光源放置在反应室中央，反 应器为环状，这种装置的光利用效率很高，但是照射面积不能很大，反应器规模也相 对不是很大。非聚光式反应器可以用人工光源，也可以用天然日'光。由于光向四周照 射，光利用率比较低，利用天然日光可以降低处理成本，但是由于太阳光中紫外光只 占3%左右，反应效率不高。比较三种光催化反应器流化床反应器能很好地解决了催化剂与反应液的接触问题。流化床层载体处于不 断流动、迁移、翻滚状态，反应液在载体颗粒之间流动，充分利用了催化剂的表面， 使催化剂有效比表面积大大提高。聚光式光催化反应器有较高的光利用率。三相内循环流化床光催化反应器更好的解决了气、液、固的相互接触，同时也解 决催化剂的流动、迁移、翻滚所需的动力。在反应器上部有缓流区，可以实现气、液、 固的分离，固体催化剂再从回流区回到反应区进行下一阶段的反应，这样催化剂重复 使用。因此可以看出，三相内循环流化床光催化反应器作为一种新兴的处理装置，在催 化剂状态、光源的设置、反应器的形状和固、气、液的结合等方面都得到更好的解决。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于三相内循环流化床光催化反应器光催化降解有机污 染物实验装置，以便更好的开展环境科学与环境工程研究及污水治理。本专利技术的目的是这样实现的，设计一种光催化降解有机污染物实验装置，它至少 包括一种多反射光催化反应器1，多反射光催化反应器1中心至上而下的石英紫外灯管 8,多反射光催化反应器l固定在底座7上，多反射光催化反应器1底部的曝气孔与充 气泵连接，多反射光催化反应器1上端有出气孔，下端的折流区13外壳上有进气孔， 出气孔通过管道与蓄水池4连通，进气孔通过管道连接蠕动泵2后与蓄水池4连通， 其特征是多反射光催化反应器1是正八边形柱体，内贴反射镜为铝材经敷膜制成，上部缓流区10设计的比较大；中部沉降区11是斜下变窄，连接缓流区10与反应区12; 反应区12在装置的中部靠下，它是由八面ABS塑料板粘合而成，每块板内贴有反射镜; 最下方是折流区13，它和底座7固定连接;底座7是以230mm为边长的正方形，高lOOmm， 里面装有连接紫外灯管8的电子器和出水口 14、排水阀门；在上部缓流区10固定有加 热器6。所述的内贴反射镜为铝材经敷膜制成，对紫外光具有良好皮射功能。 所述的上部缓流区10高180mm,每边中点到中心的距离是90醒，体积为4. 86L， 实际盛装溶液体积为3. 8L。所述的中部沉降区11高50mm，可盛装溶液体积为1L。所述的反应区12内侧玻璃中点到多反射光催化反应器1中心的距离是60mm，总 容积为2. 4L。所述的折流区13容积为0. 4L。所述的紫外灯管直径为36ram，光照面积与反应区12溶液体积之比APV =50m-l。 所述的底座7的底板的边长为230mm的正方形，厚度5咖；军方形底座7中心有一 个直径为36mra的圆孔，该孔安装石英管17的石英管安装孔21;'在离中心正左侧27mm 处有一个直径为10mm的排水孔；在离中心上下两侧25mra处各有一个直径为6mra的曝 气孔18;在底板四周粘合了四片上边长230mm、下边长270mm、高100mra的等腰梯形斜 板。本专利技术的优点是通过在多反射光催化反应器壁安装反射镜来提高光的利用率， 因此，光经过催化剂、气泡的折射和散射后，有一部分可以到达反射镜面而被反射， 相邻的两片镜面可以互相反射而形成多次反射，从而达到光的最大利用。经过测试， 具有反射功能的装置比没有反射功能的反应器降解效率差异明显。多反射光催化水处理装置光照面积与反应区溶液体积之比达到50m-l，提高了有 机物降解速率，减少了耗能。同时加入加热功能，可以在不同温度下进行实验，以求 更佳的环境温度。 附图说明下面结合实施例附图对本专利技术作进一步说明。图1是本专利技术实施例结构示意图；图2是多反射光催化水处理反应器结构示意图；图3是底座排水装置结构图；图4是底座腑视图。图中1、多反射光催化反应器；2、蠕动泵；3、充气泵；4、蓄水池；5、温度计； 6、加热器；7、底座；8、紫外灯管；9、排水口 ； 10、缓流区；11、沉降区；12、反 应区；13、折流区；14、出水口； 15、进水口； 16、水管；17、石英管；18、曝气孔； 19、灯座；20、排水孔；21、石英管安装孔。具体实施方式如图1所示，该系统至少包括一种多反射光催化反应器l，多反射光催化反应器l中心至上而下的紫外灯管8，紫外灯管8外侧有石英管17，多反射光催化反应器1固 定在底座7上，多反射光催化反应器1底部的曝气孔与充气泵3连接，多反射光催化 反应器1上端缓流区10 —侧有出水口 14，下端的折流区13外壳一侧有进水口 15，出 水口 14通过水管16与蓄水池4连通本文档来自技高网...

【技术保护点】
光催化降解有机污染物实验系统，该系统至少包括一种多反射光催化反应器（１），多反射光催化反应器（１）中心至上而下的石英紫外灯管（８），多反射光催化反应器（１）固定在底座（７）上，多反射光催化反应器（１）底部的曝气孔与充气泵连接，多反射光催化反应器（１）上端有出气孔，下端的折流区（１３）外壳上有进气孔，出气孔通过管道与蓄水池（４）连通，进气孔通过管道连接蠕动泵（２）后与蓄水池（４）连通，其特征是：多反射光催化反应器（１）是正八边形柱体，内贴反射镜为铝材经敷膜制成，上部缓流区（１０）设计的比较大；中部沉降区（１１）是斜下变窄，连接缓流区（１０）与反应区（１２）；反应区（１２）在装置的中部靠下，它是由八面ＡＢＳ塑料板粘合而成，每块板有内贴反射镜；最下方是折流区（１３），它和底座（７）固定连接；底座（７）是以２３０ｍｍ为边长的正方形，高１００ｍｍ，里面装有连接紫外灯管（８）的电子器和出水口（１４）、排水阀门；在上部缓流区（１０）固定有加热器（６）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨胜科，王艳华，刘志峰，费晓华，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]