專(zhuān)利名稱(chēng)：一種深度水處理光催化集成裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高效深度水處理光催化反應(yīng)集成裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
水中有機(jī)物污染的問(wèn)題日益嚴(yán)重，與人類(lèi)生存密切相關(guān)的飲用水水源中存在著各種微量天然有機(jī)物和各種有害有毒的人工合成有機(jī)污染物，傳統(tǒng)的水處理技術(shù)很難有效的將水中的微量有機(jī)物去除，有的處理手段甚至?xí)a(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。
以TiO2為代表的半導(dǎo)體光催化技術(shù)以其高效、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)逐漸成為水處理技術(shù)研究的熱點(diǎn)。Hoffmann等研究表明半導(dǎo)體光催化氧化技術(shù)幾乎對(duì)所有的有機(jī)污染物具有凈化能力，如美國(guó)環(huán)保局公布的9大類(lèi)114種污染物均被證實(shí)可以通過(guò)光催化方法而降解。包括烷烴、鹵代烴、芳烴、酚類(lèi)及其衍生物、表面活性劑、殺蟲(chóng)劑及染料等。
目前所采用的二氧化鈦等光催化劑的活性不夠高，需靠紫外光激發(fā)才能應(yīng)用于工業(yè)上。一般采用紫外燈作為光催化的激發(fā)光源，所以反應(yīng)能耗比較大。目前的研究主要都集中在較高濃度的有機(jī)污水的處理上，處理時(shí)間長(zhǎng)，沒(méi)有發(fā)揮光催化水處理技術(shù)深度性的優(yōu)點(diǎn)，所以光催化技術(shù)在經(jīng)濟(jì)上的競(jìng)爭(zhēng)力不是很高。而且目前的這些研究裝置的處理量都不是很大，無(wú)法滿足工業(yè)化生產(chǎn)的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種深度水處理光催化反應(yīng)集成裝置，該裝置處理彈性大，耐沖擊性強(qiáng)，對(duì)于水中的有毒污染物去除效果好，能量利用合理，能連續(xù)降解常規(guī)方法難以去除的痕量有毒物質(zhì)。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到一種深度水處理光催化集成裝置，該裝置主要由緩沖罐1、光反應(yīng)器4、臭氧吸收系統(tǒng)3、過(guò)濾系統(tǒng)5、進(jìn)液泵2以及相應(yīng)的管路構(gòu)成，其中緩沖罐1的底部出口連接到進(jìn)液泵2的進(jìn)口，進(jìn)液泵2的出口連接到光反應(yīng)器4的處理液進(jìn)口，光反應(yīng)器4的處理液出口和過(guò)濾系統(tǒng)5的進(jìn)口相連接，過(guò)濾系統(tǒng)5的出口和緩沖罐1的頂部進(jìn)口連接；其特征是臭氧吸收系統(tǒng)3的液相進(jìn)口與進(jìn)液泵2的出口相連，臭氧吸收系統(tǒng)3的液相出口和緩沖罐1的頂部進(jìn)口連接；同時(shí)風(fēng)機(jī)6的出口和光反應(yīng)器4的紫外燈7的保護(hù)管8一端相連，紫外燈7的保護(hù)管8的另一端和臭氧吸收系統(tǒng)3的氣路進(jìn)口相連。
本實(shí)用新型的目的還可以通過(guò)以下措施來(lái)達(dá)到所述的光反應(yīng)器4中的紫外燈7外面套一中空的石英或硼硅酸鹽玻璃保護(hù)管8，保護(hù)管8直徑為30～100mm，壁厚為1～10mm，兩端敞口。
所述的光反應(yīng)器4中用于激發(fā)氧氣產(chǎn)生臭氧的紫外燈7選擇波長(zhǎng)為235.7～365.0nm的光源，功率應(yīng)大于300w。
所述的臭氧吸收系統(tǒng)3可采用曝氣法，射流法，渦輪負(fù)吸法，混合塔法各種氣水混合吸收方法中的一種或者多種的聯(lián)用。
所述的臭氧吸收系統(tǒng)3的進(jìn)液可以由進(jìn)液泵2提供，也可直接從緩沖罐1底部出口分出一旁路經(jīng)另外一臺(tái)追加的泵提供。
本實(shí)用新型利用風(fēng)機(jī)6鼓入的空氣把光反應(yīng)器4中紫外燈7自身產(chǎn)生的臭氧帶入反應(yīng)系統(tǒng)中參與反應(yīng)，既利用了臭氧與光催化的協(xié)同作用提高了降解能力，又解決了臭氧污染環(huán)境的問(wèn)題。
本實(shí)用新型中的臭氧由風(fēng)機(jī)6鼓入紫外燈7的保護(hù)管8中的空氣沿紫外燈7壁面流動(dòng)時(shí)其中含有的氧氣受紫外光激發(fā)后產(chǎn)生，經(jīng)流動(dòng)的空氣帶入臭氧吸收系統(tǒng)3，被待處理液吸收后進(jìn)入緩沖罐1參加反應(yīng)。
本實(shí)用新型采用臭氧吸收系統(tǒng)3包括曝氣法，射流法，渦輪負(fù)吸法，混合塔法等各種氣水混合吸收方法中的一種或多種聯(lián)用。本裝置以采用混合塔法。
本實(shí)用新型采用的過(guò)濾系統(tǒng)5是可以連續(xù)實(shí)行固液分離的工業(yè)分離設(shè)備。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于裝置處理彈性大，耐沖擊性強(qiáng)，對(duì)于水中的有毒污染物去除效果好，能量利用合理，能連續(xù)降解常規(guī)方法難以去除的痕量有毒物質(zhì)。
本實(shí)用新型集成的臭氧吸收系統(tǒng)對(duì)于由于紫外燈激發(fā)氧氣產(chǎn)生的臭氧起到了很好的吸收作用，臭氧在反應(yīng)當(dāng)中會(huì)與光催化產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，促進(jìn)有機(jī)污染物的降級(jí)。做到了能源的合理利用。
本實(shí)用新型操作彈性大，能滿足不同水源和處理要求。隨著要求的不同改變預(yù)處理系統(tǒng)的串聯(lián)方式和數(shù)量、待處理水在光反應(yīng)器中的停留時(shí)間達(dá)到水的深度處理。


圖1是本實(shí)用新型深度水處理光催化集成裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型光催化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的深度水處理光催化集成裝置的處理工藝流程為待處理的含有有害有機(jī)物的水送入緩沖罐1中與催化劑充分混合形成反應(yīng)液，反應(yīng)液由進(jìn)液泵2送入光反應(yīng)器4中進(jìn)行光催化降解反應(yīng)，反應(yīng)后出水進(jìn)入過(guò)濾系統(tǒng)5中進(jìn)行過(guò)濾，催化劑隨部分反應(yīng)液循環(huán)回緩沖罐1中，處理后的水從過(guò)濾系統(tǒng)5側(cè)面流出，出水流量保持在50L/h。過(guò)程中由光反應(yīng)器4產(chǎn)生的臭氧由風(fēng)機(jī)6鼓入的空氣帶入到臭氧吸收系統(tǒng)3中進(jìn)行氣水混合吸收，液體由進(jìn)液泵2提供，含有臭氧的水進(jìn)入緩沖罐1中，隨反應(yīng)液一起參加反應(yīng)，起到協(xié)同效果。
實(shí)施例1用初始濃度為10mg/L的甲基橙溶液作為待處理廢水，TiO2光催化劑按照0.5g/L的劑量根據(jù)裝置體積投加。10min后甲基橙降解率為97.7％。
比較例1關(guān)閉吸收塔進(jìn)液，不進(jìn)行氣液交換，臭氧不參加反應(yīng)。其它條件同實(shí)施例1。10min后甲基橙的降解率為68.3％。
從上述實(shí)施例和對(duì)比例可以看出，本實(shí)用新型對(duì)于有機(jī)物有很好的降解作用；利用光反應(yīng)器自身產(chǎn)生的臭氧對(duì)TiO2光催化有很強(qiáng)的協(xié)同作用，促進(jìn)了反應(yīng)，節(jié)約了成本。
權(quán)利要求1.一種深度水處理光催化集成裝置，該裝置主要由緩沖罐(1)、光反應(yīng)器(4)、臭氧吸收系統(tǒng)(3)、過(guò)濾系統(tǒng)(5)、進(jìn)液泵(2)以及相應(yīng)的管路構(gòu)成，其中緩沖罐(1)的底部出口連接到進(jìn)液泵(2)的進(jìn)口，進(jìn)液泵(2)的出口連接到光反應(yīng)器(4)的處理液進(jìn)口，光反應(yīng)器(4)的處理液出口和過(guò)濾系統(tǒng)(5)的進(jìn)口相連接，過(guò)濾系統(tǒng)(5)的出口和緩沖罐(1)的頂部進(jìn)口連接；其特征是臭氧吸收系統(tǒng)(3)的液相進(jìn)口與進(jìn)液泵(2)的出口相連，臭氧吸收系統(tǒng)(3)的液相出口和緩沖罐(1)的頂部進(jìn)口連接；同時(shí)風(fēng)機(jī)(6)的出口和光反應(yīng)器(4)的紫外燈(7)的保護(hù)管(8)一端相連，紫外燈(7)的保護(hù)管(8)的另一端和臭氧吸收系統(tǒng)(3)的氣路進(jìn)口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的深度水處理光催化集成裝置，其特征是所述的光反應(yīng)器(4)中的紫外燈(7)外面套一中空的石英或硼硅酸鹽玻璃保護(hù)管(8)，保護(hù)管(8)直徑為30～100mm，壁厚為1～10mm，兩端敞口。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的深度水處理光催化集成裝置，其特征是所述的光反應(yīng)器(4)中用于激發(fā)氧氣產(chǎn)生臭氧的紫外燈(7)選擇波長(zhǎng)為235.7～365.0nm的光源，功率大于300w。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種深度水處理光催化集成裝置，屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域。該裝置主要由緩沖罐、光反應(yīng)器、臭氧吸收系統(tǒng)、過(guò)濾系統(tǒng)、進(jìn)液泵以及相應(yīng)的管路構(gòu)成。其特點(diǎn)是將光反應(yīng)器中自身產(chǎn)生的臭氧在臭氧吸收系統(tǒng)中被待處理水吸收后再進(jìn)入光反應(yīng)器，強(qiáng)化了光反應(yīng)器對(duì)待處理水中有機(jī)污染物的處理效果。本實(shí)用新型具有處理彈性大，耐沖擊性強(qiáng)，對(duì)于水中的有機(jī)污染物去除效果好，能連續(xù)降解常規(guī)方法難以去除的痕量有毒物質(zhì)。
文檔編號(hào)C02F1/78GK2804070SQ200520068468
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月21日
發(fā)明者楊祝紅, 張晶波, 朱健, 李偉, 陸小華 申請(qǐng)人:南京新飛源實(shí)業(yè)公司