申请日2007.03.06
公开(公告)日2008.01.23
IPC分类号C02F1/72; C02F1/32; B01J21/06
摘要
本实用新型公开了一种流化床光催化氧化水处理反应器。包括有效反应区和紫外灯，有效反应区上部为固液分离区，紫外灯置于石英套管中，活性炭颗粒状负载型TiO2光催化剂装填在石英灯套与有效反应区筒壁之间。由于催化剂颗粒在反应器内的充分流态化，可成功实现反应物、催化剂和入射光能的充分接触，具有较高的传质效率和光能利用率，不仅可以提高光催化效率，还可很好地解决光催化在工业应用上存在的催化剂回收的难题。同时紫外光能的利用率高，有效光照面积大，适合于工业规模应用。
权利要求书
1.一种流化床光催化氧化水处理反应器，包括有效反应区(2)和紫外灯(3)， 其特征在于有效反应区(2)上部为固液分离区(1)，紫外灯(3)置于石英套 管中，活性炭颗粒状负载型TiO2光催化剂装填在石英灯套与有效反应区(1) 筒壁之间。
2.根据权利要求1所述的流化床光催化氧化水处理反应器，其特征在于紫外灯 (3)光源采用500W紫外高压汞灯。
3.根据权利要求2所述的流化床光催化氧化水处理反应器，其特征在于反应器 设有不锈钢反应器筒体(4)。
4.根据权利要求2所述的流化床光催化氧化水处理反应器，其特征在于气体经 气体流量计(6)从底部进入，通过一个微孔钛板布气器使气体以微气泡形式 也进入有效反应区(2)。
说明书
流化床光催化氧化水处理反应器
一、技术领域
本实用新型提供一种用于水处理的反应器，具体地说，是利用TiO2光催化 作用处理微污染水源水或有机废水的反应器。
二、背景技术
多年来，研究人员采用了包括生物处理，化学处理，热处理，催化氧化，相转移 和光解等方法应用于水处理中。但目前这些方法，都存在着局限，而且处理费用太 高。而光催化作为一种新型的污染处理技术自上个世纪70年代出现以来，以其能 完全降解环境中的污染物，加上费用相对较少，日益受到研究人员的重视。
光催化原理简单地说，就是一些半导体材料(TiO2，SnO2，ZnO，ZnS，CdS等)在 紫外线的照射下阶带电子会被激发到导带，从而产生具有很强反应活性的电子(e) -空穴(h+)对，这些电子-空穴对迁移到半导体表面后，在氧化剂(如 O2，H2O2，O3，Cl2等)或还原剂(如污染物或小分子有机物)作用下，可参与氧化还原 反应，从而起到降解污染物的作用。在这些半导体催化剂(TiO2，ZnO，CdS等)中， TiO2化学性质稳定、难溶、无毒、成本低、催化效率高，对于难降解有机物如苯 系化合物，氯系有机物等，都非常有效。正因为TiO2的这些优点，被广泛用于光催 化处理多种有机废水。流化床光催化反应器是一改传统的光催化反应器将TiO2 直接涂在反应器壁上的作法，将TiO2负载在填料上，通过光催化与流化床技术 集成来解决传统光催化在水处理应用中的催化剂回收和催化效率较低的难题。流 化床反应器由于催化剂颗粒在反应器内的充分流态化，可成功实现反应物、催化 剂和入射光能的充分接触，具有较高的传质效率和光能利用率，不仅可以提高光 催化效率，还可很好地解决光催化在工业应用上存在的催化剂回收的难题。
目前，光催化氧化反应器在国内外都有一些公开，但经过文献检索，没有发 现与本实用新型一致的流化床光催化氧化水处理反应器被公开。
三、发明内容
1发明目的：本发明旨在提供一种水处理反应器，利用活性炭颗粒状负载型 TiO2光催化作用处理微污染饮用水源水或有机废水的反应器。通过紫外灯照射负 载在活性炭上的TiO2发生光催化作用，使得处理水中有机物高效低耗，使其使 用具有普遍性。
2技术方案：本实用新型的技术方案如下：
流化床光催化氧化水处理反应器，包括有效反应区和紫外灯，有效反应区上 部为固液分离区，紫外灯置于石英套管中，活性炭颗粒状负载型TiO2光催化剂 装填在石英灯套与有效反应区筒壁之间。
反应液体由泵从水箱输送到反应器，本反应装置设计为连续进水，待处理液 从进水口进入反应器，处理好的水从出水口排出。
所述的流化床光催化氧化水处理反应器，紫外灯光源采用500W紫外高压汞 灯(主波长365nm)。
所述的流化床光催化氧化水处理反应器，装置主体为双层套管，内管为石英 管，内置紫外灯，外层为不锈钢筒体。其中石英管又分为内外两层，冷却水在两层 之间流动。设置冷却水的目的有以下两个：一是防止温度过高损坏紫外灯;二是 防止紫外灯放热导致反应液温度升高。
所述的流化床光催化氧化水处理反应器，流化床底部的气体分布器为一微孔 钛板布气器。
所述的流化床光催化氧化水处理反应器，TiO2采用溶胶-凝胶法负载在颗粒 活性炭上。
3有益效果：与传统的光催化反应器相比，流化床反应器有以下优点：(1)固 相催化剂容易分离;(2)它的结构适合于光催化反应所要求的高比表面积与体积 的比率(A/V)，而这一比率在固定床反应器中较低;(3)紫外光能的利用率高， 有效光照面积大;(4)转化条件易于控制和改善;(5)适合于工业规模应用。