專利名稱：轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光催化水處理反應(yīng)裝置。
背景技術(shù)：
光催化水處理技術(shù)以其適用性廣、使用效率高的特點(diǎn)，正從實(shí)驗(yàn)室走向?qū)嶋H應(yīng)用。此時，反應(yīng)器設(shè)計已成為此項(xiàng)技術(shù)是否可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的重要環(huán)節(jié)。光催化水處理反應(yīng)器是將光源、催化劑和處理液融合為一體，并能使之成為最大限度地發(fā)揮光催化反應(yīng)處理污水的場所，因此，它應(yīng)具有使催化劑、處理液、光子充分接觸的基本特性。處理強(qiáng)度大、處理成本低、適應(yīng)性廣是對光催化水處理反應(yīng)器的基本要求。
目前，光催化水處理反應(yīng)器主要有兩大類一類是將催化劑負(fù)載在載體上的固定床反應(yīng)器(含膜反應(yīng)器)，另一類是直接使用催化劑原粉細(xì)顆粒的淤漿床反應(yīng)器。前者的催化劑制作成本高、透光性差，且不便于失活催化劑的更換；后者的催化劑懸浮在被處理液中，催化劑更新雖十分容易，但分離卻有困難。光源的設(shè)置也有兩種方法，一種是僅以空氣為傳播媒介的直接照射式；另一種是以透過紫外線較好的材質(zhì)和空氣共同作為傳播媒介的間接照射式。此外，反應(yīng)器可以制作成敞口的開放式結(jié)構(gòu)，也可以是半封閉結(jié)構(gòu)，通過曝氣的方式提供氧源。由于反應(yīng)裝置有各種靈活的組合方式，勢必會有優(yōu)選的方案。催化劑、處理液和光的優(yōu)良分布是反應(yīng)器設(shè)計的優(yōu)化目標(biāo)。US6409928設(shè)計了一種負(fù)載膜的光催化反應(yīng)器，CN1124986設(shè)計了帶有機(jī)械提升裝置的光催化反應(yīng)器，既可用負(fù)載型催化劑，也可用于漿態(tài)體系?，F(xiàn)有的反應(yīng)器所具有的共同特點(diǎn)是反應(yīng)器的主體部分是靜止的，處理液和催化劑的分布是依靠流體流速和加入或負(fù)載的催化劑量來加以調(diào)節(jié)的，這種調(diào)節(jié)方式會影響到反應(yīng)器的處理量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器。
一種轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器，包括水槽，紫外燈，轉(zhuǎn)筒，所述水槽上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述轉(zhuǎn)筒的兩端通過設(shè)置有軸承的支撐板與支架連接，所述轉(zhuǎn)筒水平設(shè)置在所述水槽內(nèi)，調(diào)速電機(jī)通過同步齒型帶與轉(zhuǎn)筒外壁上的齒輪咬合進(jìn)行傳動，所述轉(zhuǎn)筒的內(nèi)壁上涂有二氧化鈦光催化劑薄層，所述紫外燈設(shè)置在所述水槽的一側(cè)或兩側(cè)的開孔處，所述紫外燈的設(shè)置使其光線以θ角度照射在轉(zhuǎn)筒的內(nèi)壁上，所述θ角用下式表示arctgd2(l+L)<|θ|<arctgd2l]]>所述L為轉(zhuǎn)筒的長度，所述l為紫外燈距轉(zhuǎn)筒近端的距離，所述d為轉(zhuǎn)筒的直徑。所述θ角為紫外燈光源的入射角。
本發(fā)明是將反應(yīng)器的主體部分設(shè)計成轉(zhuǎn)筒式，在轉(zhuǎn)筒上負(fù)載催化劑TiO2膜通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速來改變處理廢水和催化劑的分布，增加了催化劑、反應(yīng)物和光源之間的接觸面。而且與平板直射式反應(yīng)器相比，具有占地面積小，催化劑表面液體更新速度快的特點(diǎn)。
此外，反應(yīng)物與催化劑在離心力和重力的雙重作用下，液體與催化劑接觸更加充分。同時將目前普遍采用的內(nèi)照射方式改變?yōu)橹鄙涫?，轉(zhuǎn)筒上催化劑膜表面的薄層液膜直接與光接觸，從而加大了光照的區(qū)域。此組合方式既能有效地利用光能，又可將紫外光照射過程中在空氣中產(chǎn)生的少量臭氧用于加速有機(jī)物的氧化降解。此外反應(yīng)器的放大也比較容易。
本發(fā)明能耗低，只需少量催化劑，處理成本低。處理?xiàng)l件溫和，通常是在常溫、常壓下就可以脫色、降解、減少COD，是一項(xiàng)理想的水凈化工藝過程。


圖1為轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器側(cè)面示意圖；圖3為轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)動光照示意圖；圖4為轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器中轉(zhuǎn)筒與紫外燈相對位置示意圖。
具體實(shí)施例方式
一種轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器，包括水槽4，紫外燈2，轉(zhuǎn)筒1，水槽4上設(shè)置有進(jìn)水口6和出水口7，轉(zhuǎn)筒1的兩端通過設(shè)置有軸承的支撐板3與支架9連接，轉(zhuǎn)筒1水平設(shè)置在水槽4內(nèi)，調(diào)速電機(jī)5通過同步齒型帶8與轉(zhuǎn)筒1外壁上的齒輪咬合進(jìn)行傳動，轉(zhuǎn)筒的內(nèi)壁上涂有二氧化鈦光催化劑薄層10，紫外燈2設(shè)置在水槽4的一側(cè)或兩側(cè)的開孔處，紫外燈2的光線以θ角度照射在玻璃管的內(nèi)壁上，所述θ角用下式表示arctgd2(l+L)<|θ|<arctgd2l]]>當(dāng)轉(zhuǎn)筒1的長度L為5倍的轉(zhuǎn)筒1直徑d，光源2與轉(zhuǎn)筒1近端距離l為1倍的d時，則θ角為arctg112<|θ|<arctg12]]>即4.76°＜|θ|＜26.56°實(shí)施例1向第一種轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器中加入初始濃度為5mg/L的4BS直接染料5L，經(jīng)過7小時反應(yīng)，4BS染料的脫色率達(dá)到63.98％。
權(quán)利要求
1.一種轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器，包括水槽，紫外燈，轉(zhuǎn)筒，所述水槽上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，其特征是所述轉(zhuǎn)筒的兩端通過設(shè)置有軸承的支撐板與支架連接，所述轉(zhuǎn)筒水平設(shè)置在所述水槽內(nèi)，調(diào)速電機(jī)通過同步齒型帶與轉(zhuǎn)筒外壁上的齒輪咬合進(jìn)行傳動，所述轉(zhuǎn)筒的內(nèi)壁上涂有二氧化鈦光催化劑薄層，所述紫外燈設(shè)置在所述水槽的一側(cè)或兩側(cè)的開孔處，所述紫外燈的設(shè)置使其光線以θ角度照射在轉(zhuǎn)筒的內(nèi)壁上，所述θ角用下式表示arctgd2(l+L)<|θ|<arctgd2l]]>所述L為轉(zhuǎn)筒的長度，所述l為紫外燈距轉(zhuǎn)筒近端的距離，所述d為轉(zhuǎn)筒的直徑，所述θ角為紫外燈光源的入射角。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種轉(zhuǎn)筒式光催化反應(yīng)器，包括水槽，紫外燈，轉(zhuǎn)筒，所述水槽上設(shè)置有進(jìn)水口和出水口，所述轉(zhuǎn)筒的兩端通過設(shè)置有軸承的支撐板與支架連接，所述轉(zhuǎn)筒水平設(shè)置在所述水槽內(nèi)，調(diào)速電機(jī)通過同步齒型帶與轉(zhuǎn)筒外壁上的齒輪咬合進(jìn)行傳動，所述轉(zhuǎn)筒的內(nèi)壁上涂有二氧化鈦光催化劑薄層，所述紫外燈設(shè)置在所述水槽的一側(cè)或兩側(cè)的開孔處，所述紫外燈的設(shè)置使其光線以θ角度照射在轉(zhuǎn)筒的內(nèi)壁上，本發(fā)明是將反應(yīng)器的主體部分設(shè)計成轉(zhuǎn)筒式，在轉(zhuǎn)筒上負(fù)載催化劑TiO
文檔編號C02F1/32GK1868904SQ20061007875
公開日2006年11月29日 申請日期2004年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月9日
發(fā)明者尹曉紅, 辛峰, 張鳳寶, 王世銘, 張國亮 申請人:天津理工大學(xué)