[实用新型]一种棱镜分光谱光催化污水降解反应装置

说明书

本实用新型公开了一种棱镜分光谱光催化污水降解反应装置，包括棱镜分光谱光催化反应器，棱镜分光谱光催化反应器上部设置有聚光器，棱镜分光谱光催化反应器的入口端通过管线连接至污水加热装置，棱镜分光谱光催化反应器的出口端通过管线连接至水箱，水箱底部的出口端通过水泵连接至污水加热装置的入口端，水箱底部的出口端还连接有污水出水管道，水箱的顶部连接有污水进水管路。本实用新型可以快速降低催化剂附近区域反应产物的浓度，提高化学反应速率。

技术领域

本实用新型属于光催化技术领域，具体涉及一种棱镜分光谱光催化污水降解反应装置。

背景技术

随着社会经济的发展，废弃药物、杀虫剂、化工原料和有机物燃烧副产品对环境造成了巨大的影响，含有氯有机物、芳香族有机物、醇、醛、酮、链烃、及含硫、含氮等有机物溶解在水中，对我国的环境造成了破坏。常规污水处理的方法为物理、化学和生物等方法，能够有污水中部分有害物质进行降解和分解，但是污水中有机物却不能有效降解。自1976年JH Carry发现光照TiO₂条件下可以使多氯联苯脱氯的现象，光催化技术引起了许多学者的关注。使用太阳光和光催化剂相结合对含有难降解有机物的污水进行降解处理，是一种新型、价格低廉、操作简便、无二次污染的方法。

光催化剂在紫外光的激发下电子跃迁到导带，形成导带电子(e-)，同时在价带留下空穴(h+)。电场的作用下或者扩散作用与催化剂表面物质发生氧化还原反应，能够将多种有机物和少量的无机物氧化为水和二氧化碳等无害物质。实现光催化技术的工业应用，高效的光催化反应器必不可缺少。

太阳能具有清洁性、广泛性和低密度等特点，抛物面的定日镜可以实现太阳能的聚集。光催化的反应速率和入射光的波长以及污水的温度相关，研究表明：光和热协同作用下可以显著提高光催化剂的反应速率。

光催化剂反应器通常分为悬浮式和固定式。悬浮式光催化反应器是将催化剂与污水直接混合，形成悬浊液分布在光反应器中，催化剂接触面积大。但是催化剂容易团聚沉积，附着在反应器的底部难以清洗，同时催化剂回收处理困难，反应器长期运行成本较高，工业中推广应用较为困难。固定式光催化反应器是将催化剂固定在玻璃珠、石英砂等颗粒状载体上的反应器，外层载体会影响内层催化剂对于太阳辐射的接收，整个光催化反应速率较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种棱镜分光谱光催化污水降解反应装置，以克服现有技术存在的缺陷，本实用新型可以快速降低催化剂附近区域反应产物的浓度，提高化学反应速率。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种棱镜分光谱光催化污水降解反应装置，包括棱镜分光谱光催化反应器，棱镜分光谱光催化反应器上部设置有聚光器，棱镜分光谱光催化反应器的入口端通过管线连接至污水加热装置，棱镜分光谱光催化反应器的出口端通过管线连接至水箱，水箱底部的出口端通过水泵连接至污水加热装置的入口端，水箱底部的出口端还连接有污水出水管道，水箱的顶部连接有污水进水管路。

进一步地，所述棱镜分光谱光催化反应器包括催化反应器底盖和上密封顶盖，催化反应器底盖和上密封顶盖之间形成空腔，空腔中设置有若干并排分布的三棱镜，相邻的三棱镜之间形成三棱镜流道，三棱镜流道中设置有若干光催化反应装置，催化反应器底盖的两端分别设置有污水进口和污水出口。

进一步地，污水进口处安装有液体均布器。

进一步地，液体均布器由孔隙率为0.8-0.9的多孔介质组成。

进一步地，所述三棱镜呈倒三角方式设置，相邻的三棱镜之间形成三棱镜流道。

进一步地，光催化反应装置包括设置在三棱镜流道中且与三棱镜流道垂直的玻璃旋转转子，三棱镜流道的两侧设置有与玻璃旋转转子配合的安装槽，玻璃旋转转子的周向上均匀布置有若干玻璃翅片，玻璃翅片的两面均匀的布置有若干玻璃半球体，玻璃翅片和玻璃半球体上黏贴有催化剂。