申请日2016.04.01
公开(公告)日2016.08.24
IPC分类号G21F9/06; G21F9/22
摘要
本实用新型公开一种放射性废水中有机物氧化降解装置，包括三光管反应筒，其内轴向均匀设置有三根第一UV灯管，三根UV灯管之间设置第一隔板;三光管反应筒内设置有第一金属网环和第二金属网环;多个第二隔板，其径向分布在三光管反应筒内并将其分隔成多个第一反应单元;单光管反应筒，其内与轴心重合设置有一根第二UV灯管;多个第三隔板，其径向分布在所述单光管反应筒内并将单光管反应筒分隔成多个第二反应单元;单光管反应筒与三光管反应筒串联。本实用新型的降解装置的三光管反应筒和单光管反应筒均由核级不锈钢制成，可保证设备在长期接受辐照的情况下正常工作;并且采用多单元级设计，可根据实际情况组合不同的单元反应，适应不同处理要求。
权利要求书
1.一种放射性废水中有机物氧化降解装置，其特征在于，包括：
至少一个三光管反应筒，其内轴向均匀设置有三根第一UV灯管，所述三根UV灯管相互之间均匀设置第一隔板;所述第一隔板将三光管反应筒分割为三个均匀的扇形空间;所述三光管反应筒的一端设置有第一总入水口，另一端设置有第一总出水口;所述三光管反应筒内轴向设置有第一金属网环和第二金属网环;所述三根第一UV灯管设置在第一金属网环与第二金属网环之间;所述第一金属网环和第二金属网环上附着有催化剂;
多个第二隔板，其径向分布在所述三光管反应筒内并将三光管反应筒分隔成多个第一反应单元;所述多个第二隔板的相邻隔板中，一块隔板的中心位置设置有第一出水口，另一块隔板的与三光管反应筒筒壁接触的位置设置有三个第二出水口;所述三个第二出水口分别位三个扇形空间内;所述第一出水口被第一隔板分割成三个出水口并位于三个扇形空间内;
至少一个单光管反应筒，其内与轴心重合设置有一根第二UV灯管;所述单光管反应筒的一端设置有第二总入水口，另一端设置有第二总出水口;所述第二总入水口与所述三光管反应筒的第一总出水口连通;所述第二UV灯管的上方设置有交叉的第一圆弧金属网和第二圆弧金属网，下方设置有交叉的第三圆弧金属网和第四圆弧金属网;所述第一圆弧金属网、第二圆弧金属网、第三圆弧金属网和第四圆弧金属网上均附着有催化剂;
多个第三隔板，其径向分布在所述单光管反应筒内并将单光管反应筒分隔成多个第二反应单元;所述多个第三隔板的相邻隔板中，一块隔板的与单光管反应筒筒壁上方接触的位置设置有第三出水口，另一块隔板的与单光管反应筒筒壁下方接触的位置设置有第四出水口。
2.如权利要求1所述的放射性废水中有机物氧化降解装置，其特征在于，所述三光管反应筒和单光管反应筒的筒内壁上均铺设有钻石级回归反光膜。
3.如权利要求1所述的放射性废水中有机物氧化降解装置，其特征在于，所述第一隔板的表面铺设有钻石级回归反光膜。
4.如权利要求1所述的放射性废水中有机物氧化降解装置，其特征在于，所述多个第二隔板将三光管反应筒分隔成1～100个第一反应单元。
5.如权利要求1所述的放射性废水中有机物氧化降解装置，其特征在于，所述第一金属网环和第二金属网环的厚度均为1～10mm。
6.如权利要求1所述的放射性废水中有机物氧化降解装置，其特征在于，所述第一圆弧金属网、第二圆弧金属网、第三圆弧金属网和第四圆弧金属网的厚度均为1～10mm。
7.如权利要求1所述的放射性废水中有机物氧化降解装置，其特征在于，所述降解装置由两个三光管反应筒串联后再串联四个单光管反应筒组成。
8.如权利要求1所述的放射性废水中有机物氧化降解装置，其特征在于，所述降解装置由三个三光管反应筒串联后再串联三个单光管反应筒组成。
9.如权利要求1所述的放射性废水中有机物氧化降解装置，其特征在于，还包括：支架和底座，所述支架将至少一个三光管反应筒和至少一个单光管反应筒支撑并固定在底座上。
10.如权利要求1所述的放射性废水中有机物氧化降解装置，其特征在于，所述第二总入水口与所述第一总出水口采用金属法兰连接。
说明书
一种放射性废水中有机物氧化降解装置
技术领域
本实用新型属于废水处理领域，具体涉及一种放射性废水中有机物氧化降解装置。
背景技术
目前，光催化降解有机物反应器主要分为四类：
A.间歇式平板反应器
间歇式平板反应器是结构最简单的反应器，它主要由液体槽、光源、搅拌装置等组成。所用的光催化剂多为粉体或负载光催化剂的微粒。将要处理的液体浆料与催化剂搅拌混合，在液体槽上端安装的光源的照射下发生反应。该装置污水处理量小，效率较低。
B.流化床光催化反应器
该反应器主要由配水区、反应区、光源、固液分离器等部分组成，反应区的中间设有光源和石英套管。将TiO2光催化剂负载在体积小且易流动的载体上，将负载催化剂和污水一起混合，然后通过水泵和风机调节循环流量，使有效反应区内的负载催化剂随水流一起均匀流化[1,2]。还可以向反应器中通入曝气等辅助条件，提高催化效率。该反应器催化效率较高，污水处理量大，但结构较复杂，需要动力系统辅助。曹跟华等[3]利用自行研制的光催化反应器，以紫外灯为光源，二氧化钛为催化剂，降解甲基橙废水，实验表明催化剂浓度、传质、废水色度对光催化降解效率影响显著，在最佳实验条件下废水色度去除率≥90%，取得了较好的处理效果。
[1]Bedford J N，et al.Performance of nonconcent rating solar photo catalyticoxidation reactors，Part II:shallow pond configuration.J Solar Enery Eng，1994，116:8
[2]曹跟华，罗人明，等.内循环光催化反应器降解甲基橙废水的研究.河北化工，2002，(6):47
[3]曹跟华，罗人明，等.光催化反应器在污水处理中的研究现状与发展趋势.环境污染治理技术与设备，2003，4(1):73
C.连续流平板型光催化反应器
该装置是由平板反应器、储水池、循环泵、流量计等部分组成，可以根据需要在平板上安装光源，也可以直接应用太阳光作光源。平板是由塑料或不锈钢等组成，其表面镀有TiO2薄膜或者微粒。平板斜角可以转动，可以通过调节其斜度来控制液体浆料流速。平板上端有许多出水孔，可以使液体浆料在平板上均匀分布，顺势流下，从而在光照和催化剂共同作用下发生光催化降解。循环泵可以使液体浆料循环反应，以提高其降解效率。王怡中等[4]以平板构型太阳光催化反应系统对甲基橙作降解脱色研究，结果表明自制的平板式太阳光反应系统能够很好地利用太阳光，在较广泛的运行条件下均能达到较高的去污效果。在平均UV光照强度26.93W/m2的晴天，TiO2催化剂投加量1g/L，系统循环流量1600L/h，初始浓度为20mg/L的甲基橙溶液15L，光照1h后色度去除率达83.6%以上，光照2h后达97.9%。
[4]王怡中，符雁，等.平板构型太阳光催化反应系统中甲基橙降解脱色研究.环境科学学报，1999，19(2):142
D.开放式旋转光催化反应器该反应器
主要由光源、圆筒型反应器、皮带轮及电动机组成。反应液与光源不直接接触，以延长光源寿命。废液由导管进入反应器，启动电动机，皮带轮带动反应器旋转，污水废液在整个圆筒型反应器的内壁形成液膜，在光源和半导体催化剂的作用下，污水液体将被光催化氧化、脱色、降解。通过旋转不仅可以使液体在反应器内流动，而且可使液体形成水膜，减少液体厚度，从而提高降解效率。张桂兰[5]采用新型开放式旋转圆型光催化反应器处理5种染料污水，在优化的条件下，将TiO2与污水构成悬浮态，染料的脱色率达98%。
[5]张桂兰.染料污水在开放式旋转光催化反应器中的降解.纺织化学，2005，26(3):109
目前，直接处理放射性废水中有机物的光催化反映装置还没有成型应用的实例。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
本实用新型内容的另一个目的是设计一种光催化反应器，填补放射性废水中有机物的光催化处理装置的空缺。
为了实现根据本实用新型的这些目的和其它优点，提供了一种放射性废水中有机物氧化降解装置，包括：
至少一个三光管反应筒，其内轴向均匀设置有三根第一UV灯管，所述三根UV灯管相互之间均匀设置第一隔板;所述第一隔板将三光管反应筒分割为三个均匀的扇形空间;所述三光管反应筒的一端设置有第一总入水口，另一端设置有第一总出水口;所述三光管反应筒内轴向设置有第一金属网环和第二金属网环;所述三根第一UV灯管设置在第一金属网环与第二金属网环之间;所述第一金属网环和第二金属网环上附着有催化剂;
多个第二隔板，其径向分布在所述三光管反应筒内并将三光管反应筒分隔成多个第一反应单元;所述多个第二隔板的相邻隔板中，一块隔板的中心位置设置有第一出水口，另一块隔板的与三光管反应筒筒壁接触的位置设置有三个第二出水口;所述三个第二出水口分别位三个扇形空间内;所述第一出水口被第一隔板分割成三个出水口并位于三个扇形空间内;
至少一个单光管反应筒，其内与轴心重合设置有一根第二UV灯管;所述单光管反应筒的一端设置有第二总入水口，另一端设置有第二总出水口;所述第二总入水口与所述三光管反应筒的第一总出水口连通;所述第二UV灯管的上方设置有交叉的第一圆弧金属网和第二圆弧金属网，下方设置有交叉的第三圆弧金属网和第四圆弧金属网;所述第一圆弧金属网、第二圆弧金属网、第三圆弧金属网和第四圆弧金属网上均附着有催化剂;
多个第三隔板，其径向分布在所述单光管反应筒内并将单光管反应筒分隔成多个第二反应单元;所述多个第三隔板的相邻隔板中，一块隔板的与单光管反应筒筒壁上方接触的位置设置有第三出水口，另一块隔板的与单光管反应筒筒壁下方接触的位置设置有第四出水口。
优选的是，所述三光管反应筒和单光管反应筒的筒内壁上均铺设有钻石级回归反光膜。
优选的是，所述第一隔板的表面铺设有钻石级回归反光膜。
优选的是，所述多个第二隔板将三光管反应筒分隔成1～100个第一反应单元。
优选的是，所述第一金属网环和第二金属网环的厚度均为1～10mm。
优选的是，所述第一圆弧金属网、第二圆弧金属网、第三圆弧金属网和第四圆弧金属网的厚度均为1～10mm。
优选的是，所述降解装置由两个三光管反应筒串联后再串联四个单光管反应筒组成。
优选的是，所述降解装置由三个三光管反应筒串联后再串联三个单光管反应筒组成。
优选的是，还包括：支架和底座，所述支架将至少一个三光管反应筒和至少一个单光管反应筒支撑并固定在底座上。
优选的是，所述第二总入水口与所述第一总出水口采用金属法兰连接。
本实用新型至少包括以下有益效果：
(1)本实用新型的降解装置的三光管反应筒和单光管反应筒均由核级不锈钢制成，可保证设备在长期接受辐照的情况下正常工作。
(2)使用钻石级回归反光膜提升光能利用率，节能且提高降解效率。
(3)采用多单元级设计，可根据实际情况组合不同的单元反应，适应不同处理要求。
(4)选择最优的催化剂及其固着方式，提高催化剂与废水的有效体积比A/V;采用基于微晶立方体结构的钻石级回归反光膜作为催化剂固着对象，提升光能利用率。
(5)该降解装置可连接计算机，对水流量和光强进行控制。
本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
