一种热-光催化耦合作用水处理反应器制造技术

针对环境水体中有毒、有害的有机污染物，本实用新型专利技术设计一种热

【技术实现步骤摘要】
一种热
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光催化耦合作用水处理反应器


[0001]本技术涉及一种热
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光催化耦合作用水处理反应器，内部设光催化装置，装置采用内部发光，外部利用的原理，以提高光传递和利用的效率，同时光催化装置中把光源产生的热量通过导热元件导入到水体，用以热活化水体中的污染物，最后在充氧的条件下，热和光催化耦合作用降解水体中有毒、有害的有机污染物，属于环保水处理领域。

技术介绍

[0002]随着化工技术和工业制造的发展，水体中进入了许多有毒、有害的有机污染物，这些污染物很难用传统的水处理技术（例如生物技术）进行彻底去除，因此，对于有毒、有害的水体，采用高级氧化技术进行处理也是一种趋势。
[0003]光催化技术能够对水体中的有机污染物进行无选择性降解，能够分解彻底，且对环境无二次污染。
[0004]随着光催化材料和技术的发展，不仅紫外光可以高效进行光催化降解水体中的污染物，而且在可见光下，也能够较好地进行光催化降解水体中的污染物。
[0005]LED灯技术得到极大发展，无论是紫外还是可见光下的LED发光光源，都在社会中得到广泛的应用，具有经济节能的特点。
[0006]把太阳光作为光源进行光催化需要一定的设施，占用一定空间；而把太阳光源转化为电源的设备运行同样占用一定的空间，且运行不够稳定和高效，因此，在水处理现场利用太阳光进行光催化降解，造价比较昂贵，且不一定能够达到理想的效果。
[0007]热能活化污染物质，具有热催化作用，能够和光催化进行耦合，从而提高光催化降解污染物的效果。
[0008]因此，研究采用内部发光、外部利用的装置，以提高光催化的光传递效率和利用效率，同时把光源产生的热源进行再次利用，以达到光催化节能、高效的目的。

技术实现思路

[0009]本技术的目的是获得一种热
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光催化耦合作用水处理反应器，本技术的设计理念是考虑用电方便，采用电源作为发光的能源，在发光的过程中，会产生热量，因此，把发光元件产生的热量通过导热元件导入水体中，一方面活化水体中的污染物质，促进热
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光催化作用的耦合效应；另一方面也对发光元件进行了冷却，保护了发光元件免遭过高温度的破坏，并且，考虑到污染物和水体混合在一起，光源采用分散发光的点光源，同时扩大光催化反应的作用面；另外，光和污染物从一侧到达光催化层时，污染物有可能会遮挡光和光催化层的接触，为了减少光在传播过程中的损失，特别是在水体中的损失，在进行光催化降解时，光和污染物从两个通道到达催化剂，可以减少污染物在催化剂表面对光的遮拦阻碍作用，进而促进光的传播效率，提高光的利用效率，同时，增加充氧、水量可控等手段以提高出水水质效果。
[0010]本技术的目的是获得一种热
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光催化耦合作用水处理反应器，本专利技术的设计
方案是以高效经济的LED灯为光源，光照射在透光材料上，用以扩大光的作用面，而在透光材料的另一侧负载光催化材料，这样光从一侧到达透光材料再到达光催化材料，而污染物就可以直接到达光催化材料，形成光
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污染物到达光催化材料的双通道，二者的相互干扰减少，同时，光不需要穿过水体，减少光的传播损失；LED灯虽然是冷光源，但也会在发光的过程中产生热量，如果没有及时冷却，则会降低LED灯的寿命，因此，把LED灯负载在导热材料上，把发光过程中产生的热量及时传导出去，同时把这些热量用来活化水体中的污染物，促进热
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光催化的耦合作用；采用变频泵用来控制流量，采用空气压缩机向反应器中曝气充氧，以提高光催化的效率。
[0011]本技术的目的是获得一种热
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光催化耦合作用水处理反应器，本技术的设计是反应器的平面为圆形，下部设计进水和曝气，采用锥形结构，利用变频泵进水，利用空气压缩机曝气，并通过微孔曝气头向水体充氧，底部设有排空管和阀门；中部采用圆筒状结构，装设光催化装置；为了便于更换，设有光催化装置的卡槽，上部设有出水槽和出水管；光催化装置采用夹心板状结构，中间设置导热层，两侧依次设置发光层、导光层（透光层）和光催化层，并且接有电源线，导热层有一段暴露出来，用来散热。
[0012]如上所述的反应器，也可以在装置的上部设有溢流管等设施。
[0013]如上所述的反应器，其整体结构优先地选用圆形，也可以采用矩形、方形等结构形式。
[0014]如上所述的反应器中的光催化装置，优先地采用长方体平面板状结构，也可以采用方体板状结构形式，也可采用曲面、直面等多面组合的结构形式等，装置能够内部发光、外部利用，形成光
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污染物的双通道到达光催化剂进行光催化。
[0015]如上所述的反应器，优先采用紫外LED灯为点光源 ，也可以选择发射可见光的LED灯，也可采用其他光源，例如其他电致发光、场致发光等。
[0016]如上所述的反应器，优先地选择二氧化钛作为光催化材料，也可以对二氧化钛的进行改性，以提高紫外或者可见光的利用效率，也可以选择其他的光催化材料或者其他改性材料。
[0017]如上所述的反应器，优先地选择玻璃作为透光载体，光从玻璃的一侧传递到另一侧，而另一侧则负载光催化材料，也可以选择其他材料作为透光载体。
[0018]如上所述的反应器，优先地选择铜铝复合材料作为导热材料，一方面铜铝复合材料有很好的导热性能，一方面又有较好的耐腐蚀性，也可以选择其他材料或者复合材料作为导热材料，例如铝材料。
[0019]如上所述的反应器，优先地选择空气压缩机进行曝气，也可采用其他充氧设备。
[0020]如上所述的反应器，优先地采用微孔曝气头进行氧气的均匀分配，也可以采用其他设施。
[0021]如上所述的反应器，优先地采用变频泵为进水流量的控制设备，也可采用其他流量控制措施，可根据出水水质、内部的光催化装置的数量调整流量的大小。
[0022]如上所述的反应器，可采用环氧树脂等密封材料对光催化装置进行密封。
附图说明
[0023]图1是一种热
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光催化耦合作用水处理反应器示意图。
[0024]图2是反应器中的光催化装置剖面图。
[0025]图3是反应器中的光催化装置俯视图。
[0026]附图1中各数字标号所指代的名称：1—变频泵，2—进水管，3—排空管，4—阀门，5—空气压缩机，6—曝气管，7—微孔曝气头，8—光催化装置，9—圆筒状器壁，10—卡槽，11—出水槽，12—锥形器壁，13—出水管。
[0027]附图2和附图3中，光催化装置中英文字母所指代的名称：A—导热层，B—发光层，C—导光层，D—光催化层，E—电源线。
具体实施方式
[0028]下面结合附图1、图2、图3和具体实施例子对本技术进一步说明。
[0029]启动变频泵（1）通过进水管（2）向反应器进水（待处理水体），通过调节变频泵（1）的频率用以调节进水流量，当处理效果好时，可以增大本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于水体污染处理的一种热
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光催化耦合作用水处理反应器，其特征在于平面为圆形，下部为锥形器壁（12）围护的圆锥体结构，内部设有曝气管（6）和微孔曝气头（7），通过空气压缩机（5）向反应器曝气，通过变频泵（1）经过进水管（2）向反应器供水，中部由圆筒形器壁（9）围护的圆筒结构，圆筒中心设有卡槽（10），卡槽（10）上装有光催化装置（8），上部有出水槽（11）和出水管（13）,底部有排空管（3）及阀门（4）。2.根据权利要求1所述的一种热
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【专利技术属性】
技术研发人员：班云霄，姜雅萍，张佳怡，文展，
申请(专利权)人：兰州交通大学，
类型：新型
国别省市：