[发明专利]光催化水处理反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于污水处理的装置。

背景技术

光催化反应器的研究与设计是光催化氧化法实用化过程中需要解决的焦点问题之一。最早出现的多相光催化反应器是为在实验室中进行研究而设计的，其结构非常简单，操作也很方便。反应器主体一般为一开口敞开的容器，并置于磁力搅拌机上，反应液在荧光或紫外灯的照射下反应，灯距液面的距离可调。直到现在仍有许多研究者用这种反应器来评价催化剂的活性或进行污染物降解规律的研究。

自从利用光催化反应器在紫外光照射下发生光催化氧化反应降解难降解有机化合物以来，许多研究者投人到此类高级化学氧化技术的研究中，但大规模工业化应用极少，最主要的问题在于缺少合适的高效光催化反应器。

光催化反应体系的建立，能够更有效地激发光催化剂的活性，提高光催化剂的效率。同时，光催化反应体系是光催化反应大规模工业化应用的基础。因此，光催化反应装置的研究正越来越受到重视，成为光催化研究中的重要方面。已有的研究成果表明，多种结构的光催化反应体系已经被用于光降解研究，并且取得了一定的效果，但同时也遇到了一些需要解决的问题。这些问题涉及光催化反应器的各个方面，情况非常复杂，其中，催化剂的存在状态如粉末或薄膜、反应器的几何形状及尺寸和光系统的布置及灯管的冷却方式等方面是需要重点考虑的。

当前出现的用于污水处理的光催化反应器的结构与特点如下：

(1)反应器的形式有敞口的开放式结构，也有半封闭结构，通过曝气方式来提供氧源；

(2)反应器大多是圆筒形的，也有圆锥形反应器，这种圆锥形反应器设计了带有机械搅拌提升装置，从而有利于水体和催化剂的提升与分布。

(3)反应器的主体可以是静止的，也有设计成转筒式的。静止式反应器一般都设有搅拌装置，通常是磁力搅拌器以提高容器内光催化反应的均匀性。转筒式光催化反应器的主体设计成转筒式，在转筒上负载催化剂膜，通过调节转筒的转速来改变污水和催化剂的分布，增加催化剂、反应物和光源之间的接触面积。

从目前出现的各类反应器的设计与结构来看，由于反应器有各种灵活的组合方式，势必就会有优选的方案。

发明内容

本发明的目的在于针对基板负载的二维纳米光催化膜作为高效的光催化剂，设计提供一种结构简单、光催化膜安装与更换方便、反应充分的光催化水处理反应器，该处理器既可用人工光源也可利用太阳光。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：光催化水处理反应器，它包括反应容器、紫外灯(或氙灯)、催化剂载体安装装置、搅拌装置、曝气装置；反应容器包括反应容器的底板、反应容器体，反应容器的底板上设有进水口、出水口和曝气口；进水口与进水管相连；出水口与出水管相连；曝气口与曝气装置的输气管相连；

其特征在于：反应容器包括反应容器的盖板，反应容器的盖板搁置在反应容器体的上端，反应容器的盖板的下端面中部固定连接有灯罩；紫外灯或氙灯位于灯罩内，紫外灯或氙灯安装在灯座上，灯座与反应容器的盖板固定连接；

催化剂载体安装装置为多面体插槽框架，多面体插槽框架位于反应容器的反应腔内，负载催化剂膜的玻璃片从上至下安放在多面体插槽框架上；

搅拌装置的搅拌轴的上端部穿过反应容器的底板上的搅拌轴孔后位于反应容器的反应腔内，多面体插槽框架的多面体底板与搅拌轴的上端固定连接，所述搅拌轴为2～6个，多面体插槽框架的个数与搅拌轴的个数相对应。

所述的反应容器的反应腔内的底部安装有气液混合装置，气液混合装置由上筛网板、下筛网板组成，上筛网板与下筛网板之间有间隙，上筛网板的网状筛孔孔径小于下筛网板的网状筛孔孔径，下筛网板位于上筛网板的下方，上筛网板位于多面体插槽框架的多面体底板的下方。

本发明的有益效果是：

1、紫外灯或氙灯悬挂安装，紫外灯或氙灯及灯座可以方便地随反应容器的盖板移走。反应容器的盖板搁置在反应容器体的上端，紫外灯或氙灯通电，即可用人工光源。当把反应容器的盖板(灯座以及紫外灯或氙灯)移走，反应容器的上端为敞口，使得阳光与空气中的氧气能够直接与反应溶液接触。因此，从光源的角度看，既可利用人工光源也可利用太阳光进行紫外光或可见光以及自然光条件下光催化反应。光源利用率高。同时反应容器的盖板搁置在反应容器体的上端，盖板移走，可方便地从上至下安放负载催化剂膜的玻璃片，光催化膜安装与更换方便。