[实用新型]一种用于处理DMF废水的固定床光催化反应器

说明书

技术领域

本实用新型属于光催化技术领域，涉及一种用于处理DMF废水的固定床光催化反应器。 

背景技术

二甲基甲酰胺（DMF）是一种性能优良的有机溶剂和主要的精细化工原料，工业用途广泛。由于酰胺类物质比较稳定且具有一定的毒性，利用生化法难于完全降解。而光催化氧化技术反应条件温和，无二次污染，催化剂可重复使用，对于生物法极难处理的有机物在光催化作用下能被彻底分解。同时，制膜生产中所产生的DMF废水具有良好的透光性，相比较其他类型的废水更适宜于采用光催化技术降解处理。 

对于具体废水的处理工艺而言，光催化过程受多方面因素的影响，主要包括有效入射辐射量、光催化剂和传质的影响。光催化可采用的光源主要有电光源和太阳光源。电光源采用紫外电光源，太阳光源可采用聚光器提高有效入射辐射量。复合抛物面光催化反应器的太阳光聚光器性能优越，可同时收集直射和散射的紫外光，因而光效率高，在国内外废水处理中得到应用。虽然光催化剂采用悬浮体系比固定相体系效率高，但悬浮态光催化剂难于回收和成本高的问题，使负载型催化剂成为反应器设计选项的必然趋势。光催化过程是由固相光催化剂、液相水和气相氧共同作用的三相反应，该反应过程中增加溶解氧的含量有利于增加羟基自由基的产生，从而会提高光催化反应效率。因此，如何提高废水中溶解氧量是设计光催化工艺和设备的关键技术之一。 

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能提高废水中溶解氧量的用于处理DMF废水的固定床光催化反应器。 

为实施上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于处理DMF废水的固定床光催化反应器，包括光催化反应系统、微纳米曝气系统和控制系统，该微纳米曝气系统包括微纳米气泡发生装置，微纳米气泡发生装置与安装于水箱内的曝气头相连接，微纳米气泡发生装置的回水口与水箱连通。 

使用时，通过循环水泵将废水打入光催化反应系统往复循环；微纳米气泡发生装置将氧气与废水混合使废水中含有饱和的微纳米气泡，该微纳米气泡通过曝气头通入水箱内的DMF废水中。 

本实用新型固定床光催化反应器的优点在于： 

1）将微纳米气泡技术与光催化技术相结合。微纳米气泡比表面积非常大，具有超常的气体溶解能力，扩大了气液固三相接触面积，实现良好的传质效率；同时微纳米气泡的表面带有负电荷，对水中污染物的吸附效果显著，并产生大量氢氧自由基，具有增强氧化的效果。

2）复合抛物面聚光技术与汞灯电光源相结合，具有良好的光学性能，可实现全天候运行。具有反应效率高、工艺简单、运行成本低的优点。 

附图说明

图1是本实用新型催化反应系统的结构示意图。 

图2 是本实用新型固定床光催化反应器处理DMF废水的的工艺框图。 

图3 是本实用新型固定床光催化反应器处理DMF废水时，废水中DMF去除量随时间变化的曲线图。 

图中：1.微纳米气泡发生装置，2.水箱，3.循环水泵，4.流量计，5.三通阀，6.进口压力表，7.排空阀，8.固定床光催化反应单元，9.控制系统，10.氧气瓶，11.曝气头，12.出口压力表，13.微孔过滤器，14.第一球阀，15.第二球阀。 

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。 

如图1所示，本实用新型固定床光催化反应器，包括光催化反应系统、微纳米曝气系统和控制系统9；其中的微纳米曝气系统包括微纳米气泡发生装置1、曝气头11、水箱2及管阀，水箱2顶部为进水口，水箱2内安装有曝气头11，曝气头11的进水口通过管道与微纳米气泡发生装置1的出水口连通，该管道上安装有出口压力表12，微纳米气泡发生装置1的回水口与水箱2下部连通，微纳米气泡发生装置1的进气口与氧气瓶10连通；光催化反应系统包括水箱2、循环水泵3、固定床光催化反应单元8及管阀；水箱2、循环水泵3、微孔过滤器13、第一球阀14、流量计4和三通阀5依次相连接，微孔过滤器13的出口通过第二球阀15与水箱2连通；三通阀5 的一个出口与固定床光催化反应单元8的进液口连通，固定床光催化反应单元8进液口与三通阀5的连接管路上、沿从三通阀5到固定床光催化反应单元8的方向依次设有进口压力表6和排空阀7，三通阀5的另一出口为排水口；固定床光催化反应单元8的出液口与水箱2的回水口连通。