專利名稱：不間歇?jiǎng)討B(tài)二氧化鈦纖維光催化處理廢水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光催化反應(yīng)裝置，具體地說是一種填充Ti02 (二氧化鈦)纖維的全 天候不間歇?jiǎng)討B(tài)光催化處理廢水裝置，用以深度處理難以生物降解的有機(jī)廢水p
背景技術(shù)：
納米Ti02作為一種光催化劑，具有無毒無害、比表面積大、光催化活性高和化學(xué)性質(zhì)穩(wěn) 定等優(yōu)良特性?；诩{米Ti02的光催化技術(shù)是一種新型高效的廢水處理技術(shù)，具有氧化能力 強(qiáng)、反應(yīng)條件溫和、設(shè)備簡單、易于控制、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，在各種生物難降解廢水治理 及生活用水深度處理等方面具有廣闊的應(yīng)用前景。太陽光是一種清潔無污染的綠色能源，近 年來太陽光催化反應(yīng)器也成為光催化技術(shù)的研究熱點(diǎn)，研究重點(diǎn)主要集中在太陽光是否被聚 焦，光催化劑的存在形式，采用什么類型的反射表面，廢水在反應(yīng)器內(nèi)的流通方式以及能否 實(shí)現(xiàn)全天候不間歇運(yùn)行等。
目前，納米粉、薄膜和負(fù)載型光催化劑為Ti02的主要應(yīng)用形式。為充分發(fā)揮Ti02催化劑 的形貌優(yōu)勢(shì)，相繼出現(xiàn)了懸浮型、鍍膜型和填充型光催化反應(yīng)器。懸浮型光催化反應(yīng)器的缺 點(diǎn)在于Ti02的難以回收。若回收Ti02， 一般采用過濾、離心等手段，不僅過程復(fù)雜且能耗高， 當(dāng)Ti02濃度過高時(shí)也會(huì)發(fā)生凝聚，因此這種光催化反應(yīng)器難以在實(shí)際中應(yīng)用。20世紀(jì)80年代 以后，研究者大都轉(zhuǎn)向了負(fù)載型光催化反應(yīng)器的研制，由于負(fù)載技術(shù)不成熟，催化劑脫落嚴(yán) 重，限制了此種類型反應(yīng)器的應(yīng)用。鍍膜型反應(yīng)器克服了懸浮型反應(yīng)器需要分離催化劑的缺 點(diǎn)，且催化劑載體與Ti02結(jié)合牢固，易于分散，結(jié)構(gòu)簡單，但隨之帶來的問題是催化劑接觸 表面積相對(duì)較小，效率不高。
填充型的光催化反應(yīng)器能夠較好地解決催化劑在廢水中的分散和與反應(yīng)液的接觸問題， 保證了催化劑、溶液、光子和空氣的充分接觸，從而提高了催化效率，加快了光催化反應(yīng)的 順利進(jìn)行，光催化反應(yīng)效率也得到提高，且不存在催化劑回收的問題。Ti02纖維這種新的形 貌將催化活性組分和基體融合在一起，在保持高的光催化活性的同時(shí)又具有形貌上的優(yōu)勢(shì)和 耐水流沖擊負(fù)荷等特點(diǎn)，為徹底解決Ti02的應(yīng)用瓶頸問題提供了全新的途徑。但是現(xiàn)有的填 充型的光催化反應(yīng)器的反應(yīng)時(shí)間受日光限制，不能連續(xù)全天候不間歇運(yùn)行，限制了其規(guī)?；?產(chǎn)業(yè)化。 — 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有光催化反應(yīng)器存在的光能利用率低、反應(yīng)速度慢、反應(yīng)時(shí)間受曰光 限制、運(yùn)行穩(wěn)定性差和成本高的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、節(jié)約能源、能夠全天 候不間斷運(yùn)行的不間歇?jiǎng)討B(tài)二氧化鈦纖維光催化處理廢水裝置。
本實(shí)用新型采用下述技術(shù)解決方案
不間歇?jiǎng)討B(tài)二氧化鈦纖維光催化處理廢水裝置包括一組反應(yīng)管、面板、聚光片、擺頭裝 置、支架、底座和紫外燈，每個(gè)反應(yīng)管上均設(shè)有進(jìn)水口和出水口'前一個(gè)反應(yīng)管的出水口與
下一個(gè)反應(yīng)管的進(jìn)水口連接，反應(yīng)管中填充有二氧化鈦纖維；反應(yīng)管并列安裝在面板上'每 個(gè)反應(yīng)管的正下面均設(shè)有聚光片；面板安裝在擺頭裝置上，擺頭裝置固定安裝在支架上'支 架安裝在底座上；紫外燈通過燈架安裝在面板上，燈架與面板鉸接。擺頭裝置采用與電風(fēng)扇的擺頭裝置一樣的結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型兼具固定床反應(yīng)器和聚光式反應(yīng)器的特點(diǎn)，同時(shí)催化劑采用填充式，使得催 化劑在廢水中均勻分散并與反應(yīng)液充分接觸，提高了光催化效率；通過反應(yīng)管的擺頭轉(zhuǎn)動(dòng)來 跟蹤太陽傾斜角變化，從而最大程度的利用太陽光；通過外置紫外燈，交替使用太陽光與外 置紫外燈兩種光源，以保證在太陽光光不足的情況下光催化反應(yīng)不會(huì)間斷，實(shí)現(xiàn)了全天候處 理廢水。

圖l是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖(省去了燈架)。 圖2是本實(shí)用新型的側(cè)面圖。
其中1、開關(guān)，2、反應(yīng)管，3、出水口， 4、聚光片，5、固定架，6、面板，7、進(jìn)水口，
8、支架，9、底座，10、插頭，11、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器，12、固定軸，13、擺動(dòng)開關(guān)，14、擺頭裝
置，15、轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定桿，16、紫外燈，17、燈架。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的二氧化鈦纖維光催化處理廢水裝置包括一組反應(yīng)管2、固定 架5、面板6、聚光片4和擺頭裝置14。每個(gè)反應(yīng)管上均設(shè)有進(jìn)水口7和出水口3，進(jìn)水口7 設(shè)在反應(yīng)管的下端，出水口 3設(shè)在反應(yīng)管的上端。前一個(gè)反應(yīng)管的出水口與下一個(gè)反應(yīng)管的 進(jìn)水口連接，第一個(gè)反應(yīng)管的進(jìn)水口與需要處理的污水口連接。每個(gè)反應(yīng)管通過其兩端的固 定架5固定在面板6上，'每個(gè)反應(yīng)管的正下面均設(shè)有弧形聚光片4。反應(yīng)管2中填充有Ti02 纖維，填充有效長度約為反應(yīng)管內(nèi)部長度的70%且在中部。面板6安裝在擺頭裝置14上，擺 頭裝置14固定安裝在支架8上，支架8與底座9相連。擺頭裝置14采用與電風(fēng)扇的擺頭裝 置一樣的結(jié)構(gòu)，如圖2所示，面板6與擺頭裝置14相連，擺頭裝置14以轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定桿15為 中心擺動(dòng)，其原理與電風(fēng)扇的擺動(dòng)一樣。而轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定桿15又通過固定軸12與支架8相連， 支架8固定在底座9上。轉(zhuǎn)動(dòng)軸固定桿15和固定軸12通過螺栓相連，兩者的夾角位置可以 調(diào)節(jié)，以此調(diào)節(jié)整個(gè)面板6的仰角。電源開關(guān)1置于底座9上。
另外，如圖2所示，面板6上安裝有燈架17，燈架17上安裝有紫外燈16，燈架17與面 板6鉸接，燈架17可繞鉸軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在太陽光不充足的情況下，將燈架17帶動(dòng)紫外燈16轉(zhuǎn)至 反應(yīng)管上方，繼續(xù)為反應(yīng)管提供光源。 .
先從污水水箱中通過水泵將污水輸送至第一個(gè)反應(yīng)管的進(jìn)水口，從下至上的依次通過所 有反應(yīng)管，經(jīng)反應(yīng)管內(nèi)Ti02纖維處理后的污水從最后一個(gè)反應(yīng)管的出水口排出。通過插頭10 接通電源，打開開關(guān)1，然后手動(dòng)彈起擺頭裝置14上的擺動(dòng)開關(guān)13，擺頭裝置14開始擺動(dòng)， 擺動(dòng)速度通過底座的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器11控制。通過擺頭裝置14的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)面板6及固定于面板 6上的反應(yīng)管按照設(shè)定緩慢速度擺動(dòng)，以使面板6始終正對(duì)太陽。在太陽光光不足的情況下， 將燈架帶動(dòng)紫外燈轉(zhuǎn)至反應(yīng)管上方，繼續(xù)為反應(yīng)管提供光源。
權(quán)利要求1.一種不間歇?jiǎng)討B(tài)二氧化鈦纖維光催化處理廢水裝置，包括一組反應(yīng)管、面板、聚光片、擺頭裝置、支架、底座和紫外燈，每個(gè)反應(yīng)管上均設(shè)有進(jìn)水口和出水口，前一個(gè)反應(yīng)管的出水口與下一個(gè)反應(yīng)管的進(jìn)水口連接，反應(yīng)管中填充有二氧化鈦纖維；其特征在于反應(yīng)管并列安裝在面板上，每個(gè)反應(yīng)管的正下面均設(shè)有聚光片；面板安裝在擺頭裝置上，擺頭裝置固定安裝在支架上，支架安裝在底座上；紫外燈通過燈架安裝在面板上，燈架與面板鉸接。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種不間歇?jiǎng)討B(tài)二氧化鈦纖維光催化處理廢水裝置，包括一組反應(yīng)管、面板、聚光片、擺頭裝置、支架、底座和紫外燈，每個(gè)反應(yīng)管上均設(shè)有進(jìn)水口和出水口，前一個(gè)反應(yīng)管的出水口與下一個(gè)反應(yīng)管的進(jìn)水口連接，反應(yīng)管中填充有二氧化鈦纖維；反應(yīng)管并列安裝在面板上，每個(gè)反應(yīng)管的正下面均設(shè)有聚光片；面板安裝在擺頭裝置上，擺頭裝置固定安裝在支架上，支架安裝在底座上；紫外燈通過燈架安裝在面板上，燈架與面板鉸接。本實(shí)用新型提高了光催化效率；能夠跟蹤太陽傾斜角變化，最大程度的利用太陽光；交替使用太陽光與外置紫外燈兩種光源，實(shí)現(xiàn)了全天候處理廢水。
文檔編號(hào)C02F1/32GK201128685SQ200720030678
公開日2008年10月8日 申請(qǐng)日期2007年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月14日
發(fā)明者峰 劉, 南 包, 馬志會(huì), 魏振濤 申請(qǐng)人:山東大學(xué)