本实用新型专利技术涉及一种交替光照催化氧化处理含酚污水实验装置，属于工业废水处理实验装置领域；主要结构是：在紫外灯管的周围，顺着灯管的方向排列多只透明的石英反应管，石英反应管外围排列多只不锈钢管；反应液从石英反应管底部进入、顶端流出，在石英反应管中受光作用而反应；再从不锈钢管上部流入、下部流出，催化剂在其中避光、休整；所有管都是串联关系，反应物进入石英反应管再进不锈钢管，然后再进石英反应管，如此反复，共经历十几根石英反应管最后流出。优点是反应管长，可增加反应时间；光照充分，提高催化效率。交替光照，有利于催化剂起到更好的催化作用；干扰因素影响小，实验数据重现性好。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术属于工业废水处理实验装置领域，特别涉及一种处理含酚工业废水的实验装置。
技术介绍
工业废水处理是现代社会保护环境减少污染的重要项目。含酚废水是当今世界上危害大、污染范围广的工业废水之一，是环境中水污染的主要来源。在许多工业领域诸如煤气、焦化、炼油、冶金、机械制造、玻璃、石油化工、木材纤维、化学合成、塑料、医药、农药、油漆等工业排出的废水中均含有酚。这些废水若不经过处理，直接排放，灌溉农田，则可污染大气、水、土壤和食品。同时，酚是一种中等强度的化学毒物，与细胞原浆中的蛋白质发生化学反应。低浓度时使细胞变性，高浓度时使蛋白质凝固，对人体危害极大。目前国内外处理含酚废水的常用方法主要有萃取、吸附、超临界氧化、气提及蒸馏、膜分离、光催化氧化等方法。多相光催化氧化法用于水中难降解污染物的去除，是80年代中期发展起来的新技术， 具有节能、高效等优势。光催化氧化法处理废水的基本原理是以半导体的能带理论为基础， 当N型半导体(光催化剂)被能量大于其禁带宽度的紫外或近紫外光照射时，其满带上的价电子被激发，形成电子-空穴对，电子-空穴对引发产生的羟基和自由基·0Η具有极强的氧化性，能够对酚进行完全的氧化分解，达到废水净化的目的。光催化氧化法处理含酚废水的效果主要取决反应器形式、光强度、光照时间、光距、催化剂种类、形式、加入量等。实验中反应器形式的确定至关重要，原因是其他因素都很容易在实验中摸索。现有技术中缺乏这种实验装置，为了这种实验装置的诞生，研究者进行了如下的探索。研究者曾利用TiO2催化剂在紫外灯作用下进行光催化降解污水中苯酚的研究，使用的反应器包括透明石英反应釜、蛇形盘管式反应器及旋流反应器等。通过研究及文献知道对酚降解影响因素较多光强度(含光源与反应釜距离)，反应时间(停留时间)，催化剂加入量、催化剂制备条件、粒径、孔隙率，污水透明程度及PH值等。同时，从TiO2具有光催化作用的原理知道，TiO2在紫外光作用下，在A及H2O存在时，形成电子-空穴对，产生强氧化性自由基·0Η。连续光照和断续过程TiO2产生氧化自由基的能力不同。TiO2受到紫外光照射后，并不是一直、连续地产生氧化自由基，而是能量足够时才有电子激发与跃迁。因此可以断定，·0Η自由基是断续生成。基于此，本实验装置就是给光照一段时间的催化剂短暂的休整，也给被处理物与· OH —段反应时间。光照、停止光照可以通过给电与停电去实现， 但这种做法实际意义不大，因为光源会因此缩短使用寿命。我们曾用旋转遮光罩做过类似实验，收到一定效果，但对于较长停留时间的管式反应器实现较困难。
技术实现思路
根据实验需要，设计、制作了本技术的交替光照催化氧化处理含酚污水的实验装置。以达到催化效率好，干扰因素影响小，从而满足更好净化含酚废水的目的。一种交替光照催化氧化处理含酚污水实验装置，其特征在于，该装置包括有反应液收集瓶、托盘、不锈钢管、紫外灯管、石英反应管、反应液流量计、反应液流量调节阀、回流调节阀、氧气流量计、磁力泵、反应液料槽；所述的紫外灯管的两端安装在托盘上下两端的圆心部位，石英反应管同向环绕安装在紫外灯管的外围，不锈钢管同向环绕安装在石英反应管的外围；石英反应管与不锈钢管通过胶管串联，且胶管的两端安装有卡子；反应液料槽中的反应液料在磁力泵的作用下通过反应液流量调节阀、反应液流量计顺次从相互串联的石英反应管的底部进入顶端流出，再从不锈钢管上部流入、下部流出，最后流入反应液收集瓶内；所述的回流调节阀安装在反应液流量调节阀与反应液料槽之间的管路上；所述的氧气流量计安装在反应液流量计与石英反应管之间的管路上。所述的不锈钢管点焊在托盘的上下两端，其外径为10mm，共13根。所述的石英反应管共14根，其外径为10mm，内径为7mm。有益效果建立此装置后，在同种催化剂，同样催化剂加入量，相同光强、处理时间及PH值下，对含酚污水做连续光照与交替光照对比实验，结果如附图2所示。附图2中上、 下两条曲线分别代表交替光照与连续光照催化时间与苯酚转化率关系曲线。从中可以看出，在30分钟内，交替光照与连续光照处理污水中苯酚，结果有很大不同。尤其在18分钟左右时苯酚转化率相差最大，达到10%。可以说明交替光照比连续光照效率要高。此装置的主要特点是1)反应管长，可增加反应时间。2)光照充分，提高催化效率。3)交替光照， 有利于催化剂起到更好的催化作用。4)干扰因素影响小，实验数据重现性好。以下结合附图及具体实施方式对本技术作进一步说明。附图说明图1为本技术一种交替光照催化氧化处理含酚污水实验装置的结构示意图。图2为本技术所设计的装置与现有技术的常规装置催化时间与苯酚转化率关系曲线图。图中1为反应液收集瓶、2为托盘、3为不锈钢管、4为紫外灯管、5为石英反应管、 6为反应液流量计、7为反应液流量调节阀、8为回流调节阀、9为氧气流量计、10为磁力泵、 11为反应液料槽。具体实施方式如图1所示，本技术的主要结构是在紫外灯管4的周围，顺着灯管的方向排列多只透明的石英反应管5，石英反应管5外围排列多只不锈钢管3。反应液从石英反应管 5底部进入、顶端流出，在石英反应管5中受光作用而反应；再从不锈钢管3上部流入、下部流出，催化剂在其中避光、休整。所有管都是串联关系，反应物进入石英反应管5再进不锈钢管3，然后再进石英反应管5，如此反复，共经历十几根石英反应管5最后流出。石英反应管5的粗细受污水透明度影响，污水相对透明可粗些，本装置石英反应管5外径10mm，内径 7mm,共14根。不锈钢管3外径10mm，共13根。本技术是这样工作的。该将待处理含酚废水及催化剂装入反应液料槽11中， 打开紫外灯管4，启动磁力泵10，打开回流调节阀8，并调节流量到最大，在回流液冲力作用下，使催化剂与污水混合均勻。调节氧气流量计9至一定值。刚启动时流量要大一点，以防止废液压力较大进入流量计。再调节反应液流量调节阀7，使反应液流量计6保持一定值。反应液先由石英反应管5从下端流到上端，流动过程中发生反应，再进入不锈钢管3，由于不锈钢管不透明，实现交替光照，由不锈钢管下端流出的反应液再一次进入另一只石英管， 如此重复十余次再流出，进入反应液收集瓶1。托盘2是固定石英反应管5、不锈钢管3的骨架。 建立、操作此实验装置时需要注意以下事项1)装置中外圈不锈钢管3点焊在上、 下两端托盘2上，以其作为整个实验装置的支撑骨架。2)所有管连接为串联关系，否则，会改变处理液流动方向。幻每两只管连接时使用胶管，胶管两头要上卡子，以防由于管道过长阻力降过大，管头被鼓开或漏液。4)安装时每只管中要充满液体，以防处理液沿不锈钢管3 下流时存有大量气体，造成料液断流。5)操作中要缓慢调节流量，以防管路被冲开。6)打开紫外灯管4时，实验装置外部要用遮光纸或布遮上，防止紫外线伤人。权利要求1.一种交替光照催化氧化处理含酚污水实验装置，其特征在于，该装置包括有反应液收集瓶(1)、托盘(2)、不锈钢管(3)、紫外灯管(4)、石英反应管(5)、反应液流量计(6)、 反应液流量调节阀(7)、回流调节阀(8)、氧气流量计(9)、磁力泵(10)、反应液料槽(11)； 所述的紫外灯管的两端安装在托盘( 上下两端的圆心部位，石英反应管(5)同本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种交替光照催化氧化处理含酚污水实验装置，其特征在于，该装置包括有：反应液收集瓶（１）、托盘（２）、不锈钢管（３）、紫外灯管（４）、石英反应管（５）、反应液流量计（６）、反应液流量调节阀（７）、回流调节阀（８）、氧气流量计（９）、磁力泵（１０）、反应液料槽（１１）；所述的紫外灯管（４）的两端安装在托盘（２）上下两端的圆心部位，石英反应管（５）同向环绕安装在紫外灯管（４）的外围，不锈钢管（３）同向环绕安装在石英反应管（５）的外围；石英反应管（５）与不锈钢管（３）通过胶管串联，且胶管的两端安装有卡子；反应液料槽（１１）中的反应液料在磁力泵（１０）的作用下通过反应液流量调节阀（７）、反应液流量计（６）顺次从相互串联的石英反应管（５）的底部进入顶端流出，再从不锈钢管（３）上部流入、下部流出，最后流入反应液收集瓶（１）内；所述的回流调节阀（８）安装在反应液流量调节阀（７）与反应液料槽（１１）之间的管路上；所述的氧气流量计（９）安装在反应液流量计（６）与石英反应管（５）之间的管路上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王树江，柳大勇，尹丽，刘桂英，乔迁，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：实用新型
国别省市：82
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。