[实用新型]不间歇动态二氧化钛纤维光催化处理废水装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种光催化反应装置，具体地说是一种填充TiO₂(二氧化钛)纤维的全天候不间歇动态光催化处理废水装置，用以深度处理难以生物降解的有机废水。

背景技术

纳米TiO₂作为一种光催化剂，具有无毒无害、比表面积大、光催化活性高和化学性质稳定等优良特性。基于纳米TiO₂的光催化技术是一种新型高效的废水处理技术，具有氧化能力强、反应条件温和、设备简单、易于控制、无二次污染等优点，在各种生物难降解废水治理及生活用水深度处理等方面具有广阔的应用前景。太阳光是一种清洁无污染的绿色能源，近年来太阳光催化反应器也成为光催化技术的研究热点，研究重点主要集中在太阳光是否被聚焦，光催化剂的存在形式，采用什么类型的反射表面，废水在反应器内的流通方式以及能否实现全天候不间歇运行等。

目前，纳米粉、薄膜和负载型光催化剂为TiO₂的主要应用形式。为充分发挥TiO₂催化剂的形貌优势，相继出现了悬浮型、镀膜型和填充型光催化反应器。悬浮型光催化反应器的缺点在于TiO₂的难以回收。若回收TiO₂，一般采用过滤、离心等手段，不仅过程复杂且能耗高，当TiO₂浓度过高时也会发生凝聚，因此这种光催化反应器难以在实际中应用。20世纪80年代以后，研究者大都转向了负载型光催化反应器的研制，由于负载技术不成熟，催化剂脱落严重，限制了此种类型反应器的应用。镀膜型反应器克服了悬浮型反应器需要分离催化剂的缺点，且催化剂载体与TiO₂结合牢固，易于分散，结构简单，但随之带来的问题是催化剂接触表面积相对较小，效率不高。

填充型的光催化反应器能够较好地解决催化剂在废水中的分散和与反应液的接触问题，保证了催化剂、溶液、光子和空气的充分接触，从而提高了催化效率，加快了光催化反应的顺利进行，光催化反应效率也得到提高，且不存在催化剂回收的问题。TiO₂纤维这种新的形貌将催化活性组分和基体融合在一起，在保持高的光催化活性的同时又具有形貌上的优势和耐水流冲击负荷等特点，为彻底解决TiO₂的应用瓶颈问题提供了全新的途径。但是现有的填充型的光催化反应器的反应时间受日光限制，不能连续全天候不间歇运行，限制了其规模化、产业化。

发明内容

本实用新型针对现有光催化反应器存在的光能利用率低、反应速度慢、反应时间受日光限制、运行稳定性差和成本高的问题，提供一种结构简单、操作方便、节约能源、能够全天候不间断运行的不间歇动态二氧化钛纤维光催化处理废水装置。

本实用新型采用下述技术解决方案：

不间歇动态二氧化钛纤维光催化处理废水装置包括一组反应管、面板、聚光片、摆头装置、支架、底座和紫外灯，每个反应管上均设有进水口和出水口，前一个反应管的出水口与下一个反应管的进水口连接，反应管中填充有二氧化钛纤维；反应管并列安装在面板上，每个反应管的正下面均设有聚光片；面板安装在摆头装置上，摆头装置固定安装在支架上，支架安装在底座上；紫外灯通过灯架安装在面板上，灯架与面板铰接。

摆头装置采用与电风扇的摆头装置一样的结构。

本实用新型兼具固定床反应器和聚光式反应器的特点，同时催化剂采用填充式，使得催化剂在废水中均匀分散并与反应液充分接触，提高了光催化效率；通过反应管的摆头转动来跟踪太阳倾斜角变化，从而最大程度的利用太阳光；通过外置紫外灯，交替使用太阳光与外置紫外灯两种光源，以保证在太阳光光不足的情况下光催化反应不会间断，实现了全天候处理废水。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图(省去了灯架)。

图2是本实用新型的侧面图。

其中：1、开关，2、反应管，3、出水口，4、聚光片，5、固定架，6、面板，7、进水口，8、支架，9、底座，10、插头，11、转速调节器，12、固定轴，13、摆动开关，14、摆头装置，15、转动轴固定杆，16、紫外灯，17、灯架。

具体实施方式