[发明专利]一种固定式光催化旋流反应器及其构建方法和应用

权利要求书

1.一种固定式光催化旋流反应器的构建方法，其特征在于，主要由产生旋流的反应器和安装于反应器中央位置的固定式光催化系统构建而成；当污水通过进水泵持续进入反应器底部的进水口；进水口污水以切向方式进入反应器底部的结构使进入反应器的污水自然做圆心运动产生旋流流体直至反应器顶部出水口并流出；以反应器中心为主轴做旋流流动的污水能通过混合和停留被固定在反应器中央位置的固定式光催化系统氧化和降解；所述固定式光催化系统是以TiO₂纳米管式网环绕内置紫外灯的石英管构成。

2.根据权利要求1所述的固定式光催化旋流反应器的构建方法，其特征在于，所述污水为SS浓度小于0.1mg/L和COD浓度小于等于300.0mg/L的污水，所述污水通过进水泵持续进入反应器底部的进水口时进水泵进水流量范围在1.9～7.9L/min，对应的停留时间为120～10sec。

3.根据权利要求1所述的固定式光催化旋流反应器的构建方法，其特征在于，所述TiO₂纳米管式网优选是以纯度高于99.99％的钛丝网经阳极氧化方法在其表面氧化生成了TiO₂纳米管，再经过热处理晶化为锐钛矿和金红石的混晶型半导体光催化材料。

4.根据权利要求1所述的固定式光催化旋流反应器的构建方法，其特征在于，所述TiO₂纳米管式网的具体制备方法为：

(1)将钛丝网的前处理：钛丝网表面封装，依次用丙酮、无水乙醇超声清洗，蒸馏水清洗晾干，化学抛光，蒸馏水清洗，吹干后备用；

(2)构建制备TiO₂纳米管陈列的阳极氧化装置：电源采用直流稳压稳流电源，前处理后的钛丝网为阳极，铂片为阴极，两极间距离4-5cm，于室温下进行阳极氧化反应；

(3)阳极氧化后的产物进行高温热处理晶化形成为锐钛矿和金红石的混晶型半导体光催化材料即为TiO₂纳米管式网。

5.一种固定式光催化旋流反应器，其特征在于，包括产生旋流的反应器和安装于反应器中央位置的固定式光催化系统；所述产生旋流的反应器包括进水泵(1)、反应器本体(2)、进水口(3)、出水口(4)；所述固定式光催化系统包括TiO₂纳米管式网(5)、石英管(6)、紫外灯(7)，由TiO₂纳米管管式网(5)环绕内置有紫外灯(7)的石英管(6)外围构成；所述TiO₂纳米管式网(5)与反应器本体(2)之间形成旋流层(8)，进水口(3)以切向方式进入旋流层(8)与反应器本体(2)连接，进水口(3)另一端连接水泵(1)，旋流层(8)顶部设置有出水口(4)。

6.根据权利要求5所述的固定式光催化旋流反应器，其特征在于，所述进水口(3)长度为10-15cm，而且在反应器低端向上2-3cm处以切向方式进入反应器本体(2)。

7.根据权利要求5所述的固定式光催化旋流反应器，其特征在于，所述TiO₂纳米管式网(5)的宽度大于内置紫外灯(7)的石英管(6)的周长，而TiO₂纳米管式网(5)的长度等于石英管(6)的长度，而紫外灯(7)灯管的长度长于反应器的总长度；紫外灯(7)一端连接有电源(9)。

8.根据权利要求5所述的固定式光催化旋流反应器，其特征在于，所述TiO₂纳米管式网(5)由的钛网丝制备而成，钛网丝直径为0.5mm，目数为150～200目。

9.根据权利要求5所述的固定式光催化旋流反应器，其特征在于，所述安装于反应器中央位置的固定式光催化系统中的紫外灯(7)是真空紫外灯。

10.一种固定式光催化旋流反应器在高效去除水中难降解有机污染物中的应用。