[发明专利]一种微波光催化降解反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波光催化降解反应装置，属于C02F废水处理技术领域。

背景技术

微波光催化降解处理技术，作为一种有效的针对含有机污染物工业废水的无害化处理技术，近年来发展迅猛。

关于微波光催化降解技术，作为一例，可以参见公开号为CN102260003A的中国专利申请案。

该公开号为CN102260003A的中国专利申请案，是以微波作为激发源，激发无极紫外灯发射紫外线，于液体内部照射掺有光催化剂二氧化钛的悬浊液，该无极紫外灯被石英管所笼罩保护着，有空气泵向该石英管内腔持续注入空气，由石英腔溢出的空气经由管道与位于反应器底部的微孔曝气头联通，该反应器内部的下方区域为曝气区，该反应器内部的上方区域是微波光催化反应区，该方案还以反应器内置的膜分离组件，来提析净化后的水，并以该膜分离组件实现光催化剂二氧化钛微粒的截留再用；该方案还在无极紫外光源与膜分离组件之间架设隔板，用于防止紫外线对有机质的膜分离组件的辐射损伤；通入反应器内部的空气，部分直接参与依托光催化剂二氧化钛的光催化降解反应，还有一部分空气，在紫外光的直接照射下，生成一定量的臭氧，该生成的臭氧当然也发挥着针对有机污染物的直接的氧化降解作用。

该公开号为CN102260003A的中国专利申请案毫无疑问为微波光催化废水降解技术的进步起到了不可忽视的推动作用，其研发人员在该领域所展开的工作令人敬佩。

接受微波光催化降解处理的所述工业废水，其中难免夹杂一些缘自机械系统磨耗过程的金属微粒以及碳粒之类的物质，即便数量微小，其存在几乎难以避免，该公开号为CN102260003A的中国专利申请案中的所述有机质膜分离组件装设于微波光催化反应区，其中的装设在石英管与膜分离组件之间的用于阻隔紫外线的隔板当然阻挡不了微波，如此，微波的实际作用区域必然覆盖该方案中所述有机质膜分离组件所装设区域，基于膜分离组件的工作机制，如上所述的金属微粒以及碳粒之类的微粒其在膜分离组件有机质表层的积淀过程难以避免，而此类所述金属微粒以及碳粒之类的微粒，恰恰是微波能量的良好吸收介质，吸收了微波能量的积淀态的所述金属微粒以及碳粒之类的微粒，自然会对其紧贴的有机质膜分离组件的表层产生基于热透蚀机制的持续的洞穿破坏，如上所述，由于该CN102260003A申请案其装置的结构决定了只能选用聚偏氟乙烯膜材，该聚偏氟乙烯膜材耐温约140摄氏度，比一般膜材耐温确实高不少，然而，吸收了微波能量的积淀态的所述金属微粒以及碳粒之类的微粒其点状洞穿式的热透蚀作用十分容易突破该聚偏氟乙烯膜材的耐温温限，由于上述原因，可想而知，该CN102260003A申请案其装置中的PVDF膜材其实际使用寿命将大大低于所期待的理想的使用寿命，该CN102260003A申请案其装置的结构，决定了在该结构框架下，上述点状洞穿式的热透蚀破坏问题无法回避。

另一方面，在该公开号为CN102260003A的中国专利申请案所表达的装置结构中，用于屏护无极紫外灯的石英管，其外壁，指的是石英管的外壁，经长时间的与被处理工业废水的接触，难免逐渐积垢，垢积的物质当然主要是不易被光催化反应所触动的无机类杂质，因该机制形成的积垢现象，在设备长时间运行之后很容易被观察到；附着于所述石英管外壁的垢积层，虽然只是薄薄的一层，也足以对无极紫外灯的紫外光辐射造成显著的阻挡，这将导致该微波光催化反应处理装置的实际处理效力大幅减小；在实验室尺度的使用过程中，上述积垢问题不易觉察，但是，在工业应用尺度上，该积垢问题毫无疑问将凸显出来；因此，如何在不停机、不拆机的前提下，即时、有效地清除该石英管外壁上的垢积层，维持该微波光催化处理装置的持续的高效率，是另一个值得关注的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对上述CN102260003A申请案中存在的不足之处，即，因该案结构特点及运行机制所带来的所述对膜分离组件的点状洞穿式的热透蚀破坏问题，以及，所述石英管外壁垢积层的即时清除问题，研发一种能够一揽子地解决上述问题的新型的废水微波光催化降解处理装置。