申请日2011.12.14
公开(公告)日2013.05.22
IPC分类号C02F1/72; C02F1/32
摘要
本发明公开一种用于水处理的光催化反应装置，包括一个锥体滚筒，大端和小端的开口处密封有封头，锥体滚筒的两端同轴向外延伸空心轴，空心轴连接电动机;锥体滚筒和空心轴中套有石英管，石英管内置紫外光源;锥体滚筒内腔中设置6~10个相同的轴向放置的叶片，且这6~10个叶片沿锥体滚筒的横截面的圆周方向均匀分布，每个叶片的外端均固接锥体滚筒的内壁，每个叶片的内端均向石英管处延伸且和石英管外壁之间有2~4cm的距离;在锥体滚筒内侧面上、封头的内侧面上和叶片外表面上均负载有TiO2涂层;锥体滚筒的轴向下半部分置于待处理废水中转动形成较薄的液膜，紫外光源置于锥体滚筒内部保证激发光不流失浪费，提高降解效率。
权利要求书
1.一种水处理光催化反应装置，其特征是：包括一个锥体滚筒(1)，锥体滚筒(1)的大端和小端的开口处密封有封头(2)，锥体滚筒(1)的两端同轴向外延伸空心轴(3)，空心轴(3)连接电动机(7);锥体滚筒(1)和空心轴(3)中套有石英管(4)，石英管(4)内置紫外光源;在锥体滚筒(1)内腔中设置6~10个相同的轴向放置的叶片(6)，且这6~10个叶片(6)沿锥体滚筒(1)的横截面的圆周方向均匀分布，每个叶片(6)的外端均固接锥体滚筒(1)的内壁，每个叶片(6)的内端均向石英管(4)处延伸且和石英管(4)外壁之间有2~4cm的距离;锥体滚筒(1)内侧面上、封头(2)的内侧面上和叶片(6)外表面上均负载有TiO2涂层;锥体滚筒(1)的轴向下半部分置于待处理废水(5)中转动;锥体滚筒(1)的锥角是10°~20°;锥体滚筒(1)的转速是25~30转/分钟。
说明书
一种水处理光催化反应装置
技术领域
本发明涉及用于水处理的光催化反应装置，属于环境保护中污水处理技术领域。
背景技术
传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，污水治理一直得不到好的解决。1972 年，A. Fujishima和K. Honda在n型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用，TiO2氧化活性较高，化学稳定性好，对人体无毒害，成本低，无污染，应用范围广，因而最受重视，是目前应用最广泛的纳米光催化材料，也是最具有开发前途的绿色环保型催化剂。纳米TiO2能处理多种有毒化合物，可以将水中的烃类、卤代烃、酸、表面活性剂、染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂和燃料油等很快地完全氧化为CO2、H2O等无害物质。但到目前为止纳米光催化TiO2技术仍未在废水处理方面得到广泛应用，主要是因为纳米颗粒分离困难，没有简单适用的处理设备。
通过纳米颗粒在载体表面负载，可以解决颗粒分离的问题。但负载有纳米颗粒的载体浸泡于水中的时候，激发光必须透过较厚(往往是数厘米以上)的溶液才能照射到催化剂上。而事实上，无论是在紫外光区还是可见光区，有机物溶液(尤其是带色有机物废水)都会有不同程度的光吸收，这势必会引起激发光不同程度的光损失，使得到达催化剂表面的光强度下降，从而使得光生电子和空穴的产率下降，最终使得污染物的降解效率降低。
专利公开号为CN100509639C公开了一种斜板式光电催化反应器，可以获得较好的水相薄膜促进光催化反应，但灯置于斜板外侧，会有光的损失。同样，专利公开号为CN101774661A、CN102030387A、CN101993129A这几个专利公开的方法都是将激发光源放置于催化剂负载板的侧面，会有光能的损失。为了提高降解效率，只能提高激发光源的功率，这样就增加了运行能耗。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种可以保证激发光不流失浪费的锥形滚筒式光催化反应装置。
本发明采用的技术方案是：包括一个锥体滚筒，锥体滚筒的大端和小端的开口处密封有封头，锥体滚筒的两端同轴向外延伸空心轴，空心轴连接电动机;锥体滚筒和空心轴中套有石英管，石英管内置紫外光源;锥体滚筒内腔中设置6~10个相同的轴向放置的叶片，且这6~10个叶片沿锥体滚筒的横截面的圆周方向均匀分布，每个叶片的外端均固接锥体滚筒的内壁，每个叶片的内端均向石英管处延伸且和石英管外壁之间有2~4cm的距离;在锥体滚筒内侧面上、封头的内侧面上和叶片外表面上均负载有TiO2涂层;锥体滚筒的轴向下半部分置于待处理废水中转动。
本发明的有益效果是：锥体滚筒连续滚动，可以形成较薄的液膜;锥体有利于液体流动形成液膜而不是水滴;锥体滚筒内辐射状安装的叶片可以扩大液膜面积;紫外光源置于锥体滚筒内部可以保证激发光不流失浪费，提高降解效率。试验证明：对于含金橙II浓度在75mg/L的废水，经过该设备持续处理3h之后的出水金橙II的去除率达92%。
