申请日2016.04.08
公开(公告)日2016.08.10
IPC分类号C02F1/32; C02F1/72
摘要
本发明涉及一种用于处理废水的折流负载式光催化反应器，包括用以容纳待处理废水的反应器本体，所述反应器本体内布置有至少一个用以分割出子反应腔的隔板，所述子反应腔内布置有至少一个用以分割出子水流通道的填料，所述子反应腔开设有由子水流通道连通的进水口与出水口，前一所述子反应腔的出水口连接至后一所述子反应腔的进水口，且任意两相邻所述子反应腔内的水流流向相反，所述反应器本体内设置有紫外灯管。本发明设计合理，实现废水在反应器内的折流流动，增强流体湍动，提高传质效率，加大气体氧化剂在水中的溶解能力，增大光催化反应面积，进而在紫外光的作用下，实现对废水中有毒有害及难降解有机物的高效无害化处理。
权利要求书
1.一种用于处理废水的折流负载式光催化反应器，其特征在于：包括用以容纳待处理废水的反应器本体，所述反应器本体内布置有至少一个用以分割出子反应腔的隔板，所述子反应腔内布置有至少一个用以分割出子水流通道的填料，所述子反应腔开设有由子水流通道连通的进水口与出水口，前一所述子反应腔的出水口连接至后一所述子反应腔的进水口，且任意两相邻所述子反应腔内的水流流向相反，所述反应器本体内设置有紫外灯管。
2.根据权利要求1所述的用于处理废水的折流负载式光催化反应器，其特征在于：所述子反应腔的进水口设置在与其相连通的子水流通道的一末端，所述进水口与所述一末端的间距大于或等于零，所述子反应腔的出水口设置在与其相连通的子水流通道的另一末端， 所述出水口与所述另一末端的间距大于或等于零。
3.根据权利要求1所述的用于处理废水的折流负载式光催化反应器，其特征在于：所述填料包含若干呈折线形的填料片，所述填料片的外表面呈波浪状，且所述填料片的外表面涂覆有光催化反应用的催化剂TiO2。
4.根据权利要求3所述的用于处理废水的折流负载式光催化反应器，其特征在于：所述紫外灯管经隔板贯穿所有子反应腔，所述紫外灯管布置在填料的凹槽处，且所述紫外灯管呈四边形排列。
5.根据权利要求4所述的用于处理废水的折流负载式光催化反应器，其特征在于：所述隔板上开设有用以形成进水口或出水口的缺口，所述隔板上还开设有用以紫外灯管穿过的通孔。
6.根据权利要求1所述的用于处理废水的折流负载式光催化反应器，其特征在于：所述填料固定在用以形成子反应腔的两相邻隔板之间或隔板与反应器本体之间。
7.根据权利要求1所述的用于处理废水的折流负载式光催化反应器，其特征在于：所述填料由聚氯乙烯、聚丙烯、毛玻璃或陶瓷制成。
8.根据权利要求1所述的用于处理废水的折流负载式光催化反应器，其特征在于：所述反应器本体的内部压力为0.1MPa ~1.0MPa。
9.根据权利要求1所述的用于处理废水的折流负载式光催化反应器，其特征在于：所述反应器本体的内部温度为10℃~100℃。
说明书
用于处理废水的折流负载式光催化反应器
技术领域
本发明涉及一种用于处理废水的折流负载式光催化反应器。
背景技术
目前，随着化工、冶金、医药、染料、造纸等行业的迅速发展，伴随其所产生的废水数量及水中污染物的种类也在与日俱增，废水中以芳香类有机物的含量居多，这些物质采用生化法等常规的处理方法不易除去且去除不彻底，由于废水中多为有毒有害物质，如不经处理便进行排放，会对环境及我们人类自身的生活造成一定的破坏及影响。因此，寻找一种简单，高效，彻底，不会对环境产生二次污染的净化技术变得尤为重要。光催化氧化作为一种高级氧化技术，因其设备简单，易于控制，氧化能力强，处理对象集中，几乎所有的有机物在光催化的作用下可以完全转化为CO2,H2O等简单有机物，无二次污染的特性，被首选用于处理废水的过程中。
光催化是一种在光的照射下，自身不起变化，却可以促进化学变化的过程。具体原理可概括为：半导体催化剂在受到光的照射时，当光子的能量高于半导体禁带的能量时，半导体低能价带上的电子就会发生跃迁，从价带跃迁到导带，从而产生电子(e-)- 空穴(h+)对，其中光生电子具有很强的还原性，光生空穴具有极强的氧化性，O2，O3等氧化剂是良好的电子接受体，废水中的有机物，及水等则是良好的空穴接受体，e-和 h+除了直接与反应物作用外，还会和吸附在催化剂表面的O3,H2O等物质发生一系列反应，最终生成具有高强度氧化作用的羟基自由基·OH，从而将吸附在催化剂表面的有机污染物还原为CO2,H2O等无机小分子，实现对废水的降解。目前，在废水的处理过程中，催化剂在废水中的存在形式分为悬浮式和负载式两种，其中悬浮式光催化反应器结构简单，催化剂与废水的接触面积大，但存在催化剂难回收，催化活性损失大的缺点;负载式光催化反应器中，催化剂不易流失，但现有的负载式光催化反应器中的催化剂与废水的接触面积小，催化剂在废水中的溶解受限，流体在反应器内的流动性差，这些均制约着光催化作用的发挥，从而影响除污效果。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种用于处理废水的折流负载式光催化反应器，不但结构设计合理，且光催化反应面积大，气体氧化剂在水中的溶解能力强，流体停留时间长，传质效率好。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种用于处理废水的折流负载式光催化反应器，包括用以容纳待处理废水的反应器本体，所述反应器本体内布置有至少一个用以分割出子反应腔的隔板，所述子反应腔内布置有至少一个用以分割出子水流通道的填料，所述子反应腔开设有由子水流通道连通的进水口与出水口，前一所述子反应腔的出水口连接至后一所述子反应腔的进水口，且任意两相邻所述子反应腔内的水流流向相反，所述反应器本体内设置有紫外灯管。
优选的，所述子反应腔的进水口设置在与其相连通的子水流通道的一末端，所述进水口与所述一末端的间距大于或等于零，所述子反应腔的出水口设置在与其相连通的子水流通道的另一末端， 所述出水口与所述另一末端的间距大于或等于零。
优选的，所述填料包含若干呈折线形的填料片，所述填料片的外表面呈波浪状，且所述填料片的外表面涂覆有光催化反应用的催化剂TiO2。
优选的，所述紫外灯管经隔板贯穿所有子反应腔，所述紫外灯管布置在填料的凹槽处，且所述紫外灯管呈四边形排列。
优选的，所述隔板上开设有用以形成进水口或出水口的缺口，所述隔板上还开设有用以紫外灯管穿过的通孔。
优选的，所述填料固定在用以形成子反应腔的两相邻隔板之间或隔板与反应器本体之间。
优选的，所述填料由聚氯乙烯、聚丙烯、毛玻璃或陶瓷制成。
优选的，所述反应器本体的内部压力为0.1MPa ~1.0MPa。
优选的，所述反应器本体的内部温度为10℃~100℃。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明结构设计合理，使得任意两相邻子反应腔的水流流向不同，实现了废水在反应器本体内的折流流动，增强了废水在反应器内的湍动，延长了废水在反应器内的停留时间;
(2)本发明中的折线形填料显著地增强了光催化的反应面积，特殊的折线形填料结构使得废水在反应器本体的湍动进一步增强，提高了传质;
(3)本发明中的反应器本体内部处于0.1MPa ~1.0MPa 的高压下，大大提升了气体氧化剂在水中的溶解量;
(4)本发明中的紫外灯管呈正四边形排列，充分发挥了光源的利用率。
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。