專利名稱：一種光催化反應裝置及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護中污水處理技術領域，涉及一種光催化反應裝置及其應用。
背景技術：
傳統(tǒng)的水處理方法效率低、成本高、存在二次污染等問題，污水治理一直得不到好的解決。納米技術的發(fā)展和應用很可能徹底解決這一難題。1972年，A. Fujishima和 K. Honda在η型半導體TW2電極上發(fā)現(xiàn)了水的光電催化分解作用，TiO2氧化活性較高，化學穩(wěn)定性好，對人體無毒害，成本低，無污染，應用范圍廣，因而最受重視，是目前應用最廣泛的納米光催化材料，也是最具有開發(fā)前途的綠色環(huán)保型催化劑。研究表明，納米TiO2能處理多種有毒化合物，可以將水中的烴類、鹵代烴、酸、表面活性劑、染料、含氮有機物、有機磷殺蟲劑、木材防腐劑和燃料油等很快地完全氧化為co2、 H2O等無害物質(zhì)。但到目前為止納米光催化TW2技術仍未在廢水處理方面得到廣泛應用， 主要是因為納米顆粒分離困難，沒有簡單適用的處理設備。通過納米顆粒在載體表面負載，可以解決顆粒分離的問題。但負載有納米顆粒的載體浸泡于水中的時候，激發(fā)光必須透過較厚(往往是數(shù)厘米以上)的溶液才能照射到催化劑上。而事實上，無論是在紫外光區(qū)還是可見光區(qū)，有機物溶液(尤其是帶色有機物廢水)都會有不同程度的光吸收，這勢必會引起激發(fā)光不同程度的光損失，使得到達催化劑表面的光強度下降，從而使得光生電子和空穴的產(chǎn)率下降，最終使得污染物的降解效率降低。專利CN100509639C公開了一種斜板式光電催化反應器，可以獲得較好的水相薄膜促進光催化反應，但燈置于斜板外側(cè)，會有光的損失。同樣，CN101774661A, CN102030387A，CN101993129A幾個專利公開的方法都是將激發(fā)光源放置于催化劑負載板的側(cè)面，會有光能的損失。為了提高降解效率，只能提高激發(fā)光源的功率，這樣就增加了運行能耗。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術的不足，提供一種光催化反應裝置。該裝置的網(wǎng)狀筒體軸向水平放置，使該網(wǎng)狀筒體的下半部分置于待處理污水中，連續(xù)滾動，可以在網(wǎng)狀筒體上形成較薄的液膜，網(wǎng)狀筒體呈錐臺形，有利于液體流動，網(wǎng)狀筒體有多層，網(wǎng)狀筒體的上部設有反光罩，以充分利用紫外光，并使得網(wǎng)狀筒體的內(nèi)外面都可以參與催化反應，擴大了反應面積。本發(fā)明的另一目的在于提供一種光催化反應裝置在污水處理中的應用。本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案實現(xiàn)一種光催化反應裝置，包括至少一層網(wǎng)狀筒體，所述網(wǎng)狀筒體的表面負載有TW2 涂層，所述網(wǎng)狀筒體的兩端均設有網(wǎng)狀封頭和空心軸，所述的空心軸內(nèi)套有石英管，所述的石英管內(nèi)設有紫外光源，所述的網(wǎng)狀筒體軸向水平設置，且所述網(wǎng)狀筒體的上部設有反光罩。所述反光罩罩住網(wǎng)狀筒體的上部，沒有被反光罩罩住的網(wǎng)狀筒體的其余部分浸沒在待處理的廢水中。優(yōu)選的反光罩罩住網(wǎng)狀筒體的上半部分，網(wǎng)狀筒體的下半部分浸沒在待處理的廢水中。上述的光催化反應裝置，其在于所述的網(wǎng)狀筒體為錐臺形，所述反光罩的形狀與所述網(wǎng)狀筒體的上部形狀相吻合。錐臺型網(wǎng)狀筒體側(cè)面的傾斜角度α為10° 20°。上述的光催化反應裝置，其在于所述的網(wǎng)狀筒體為1 6層。優(yōu)選為2 4層。更進一步優(yōu)選為3層。上述的光催化反應裝置，其在于所述反光罩的內(nèi)側(cè)為鏡面或涂有反光材料。上述光催化反應裝置在污水處理中的應用。操作時，將網(wǎng)狀筒體軸向水平設置在污水池中，將網(wǎng)狀筒體的下半部分的盡量多的浸沒在待處理污水中，打開紫外燈，由電機帶動空心軸和網(wǎng)狀筒體轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速在25 30 轉(zhuǎn)/分鐘，網(wǎng)狀筒體為多層時，各層的網(wǎng)狀筒體可以以相同的速度轉(zhuǎn)動，或通過多個電機或一個電機帶動變速齒輪以不同的速度轉(zhuǎn)動。本發(fā)明的有益效果是裝置的網(wǎng)狀筒體連續(xù)滾動，可以形成較薄的液膜；錐臺形網(wǎng)狀筒體有利于液體流動形成液膜，而不是水滴，紫外光源置于網(wǎng)狀筒體內(nèi)部可以保證激發(fā)光不流失浪費。試驗證明對于含金橙II濃度在100mg/L的廢水，經(jīng)過設有有三層網(wǎng)狀筒體的該設備持續(xù)處理池之后的出水金橙II的去除率達90%。


圖1是本發(fā)明裝置的的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是設有反光罩的網(wǎng)狀筒體的示意圖。圖3是去除反光罩后網(wǎng)狀筒體示意圖。圖4是網(wǎng)狀筒體內(nèi)層結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是反光罩形狀示意圖。其中，1-反光罩；2-電機；3-網(wǎng)狀筒體；4-網(wǎng)狀封頭；5-空心軸；6_石英管；7_紫外光源；8-污水池。
具體實施例方式如圖1所示，一種光催化反應裝置，包括三層錐臺形網(wǎng)狀筒體3，所述網(wǎng)狀筒體3的表面負載有Ti02涂層，所述網(wǎng)狀筒體3的兩端均設有網(wǎng)狀封頭4和空心軸5，所述的空心軸 5內(nèi)套有石英管6，所述的石英管6內(nèi)設有紫外光源7，所述的網(wǎng)狀筒體3軸向水平設置，且所述網(wǎng)狀筒體3的上部設有反光罩1，所述反光罩1的形狀與所述網(wǎng)狀筒體3的上部形狀相吻合。作為一種優(yōu)選方案，錐臺形網(wǎng)狀筒體3側(cè)面的傾斜角度α為10° 20°。所述反光罩1的內(nèi)側(cè)為鏡面或涂有反光材料，可以充分利用紫外光，并使得網(wǎng)狀筒體的內(nèi)外面都可以參與催化反應，擴大了反應面積。優(yōu)選的反光罩1罩住網(wǎng)狀筒體3的上半部分，網(wǎng)狀筒體3的下半部分浸沒在待處理的廢水中。操作時，將錐臺形網(wǎng)狀筒體3軸向水平設置在污水池8中，將錐臺形網(wǎng)狀筒體3的下半部分的盡量多的浸沒在待處理廢水中，打開紫外燈，由電機2帶動空心軸5和網(wǎng)狀筒體3轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速在25 30轉(zhuǎn)/分鐘，網(wǎng)狀筒體3為三層，各層的網(wǎng)狀筒體3可以以相同的速度轉(zhuǎn)動，或通過多個電機或一個電機帶動變速齒輪以不同的速度轉(zhuǎn)動。裝置的網(wǎng)狀筒體3連續(xù)滾動，可以形成較薄的液膜；錐臺形網(wǎng)狀筒體3有利于液體流動形成液膜，而不是水滴，紫外光源置于網(wǎng)狀筒體3內(nèi)部可以保證激發(fā)光不流失浪費。試驗證明對于含金橙II濃度在100mg/L的廢水，經(jīng)過設有有三層網(wǎng)狀筒體的該設備持續(xù)處理池之后的出水金橙II的去除率達90%。
權利要求
1.一種光催化反應裝置，其特征在于包括至少一層網(wǎng)狀筒體(3)，所述網(wǎng)狀筒體(3)的表面負載有TiO2涂層，所述網(wǎng)狀筒體C3)的兩端均設有網(wǎng)狀封頭(4)和空心軸(5)，所述的空心軸(5)內(nèi)套有石英管(6)，所述的石英管(6)內(nèi)設有紫外光源(7)，所述的網(wǎng)狀筒體(3) 軸向水平設置，且所述網(wǎng)狀筒體(3)的上部設有反光罩(1)。
2.根據(jù)權利要求1所述的光催化反應裝置，其特征在于所述的網(wǎng)狀筒體(3)為錐臺形， 所述反光罩(1)的形狀與所述網(wǎng)狀筒體(3)的上部形狀相吻合。
3.根據(jù)權利要求2所述的光催化反應裝置，其特征在于所述網(wǎng)狀筒體C3)側(cè)面的傾斜角度α為10° 20°。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的光催化反應裝置，其特征在于所述的網(wǎng)狀筒體C3)為1 6層。
5.根據(jù)權利要求4所述的光催化反應裝置，其特征在于所述的所述的網(wǎng)狀筒體(3)為2 4層。
6.根據(jù)權利要求1或2所述的光催化反應裝置，其特征在于所述反光罩(1)的內(nèi)側(cè)為鏡面或涂有反光材料。
7.權利要求1所述的光催化反應裝置在污水處理中的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光催化反應裝置及其應用，該裝置包括至少一層網(wǎng)狀筒體，所述網(wǎng)狀筒體的表面負載有TiO2涂層，所述網(wǎng)狀筒體的兩端均設有網(wǎng)狀封頭和空心軸，所述的空心軸內(nèi)套有石英管，所述的石英管內(nèi)設有紫外光源，所述的網(wǎng)狀筒體軸向水平設置，且所述網(wǎng)狀筒體的上部設有反光罩。裝置網(wǎng)狀筒體連續(xù)滾動，可以形成較薄的液膜；錐臺型網(wǎng)狀筒體，有利于液體流動形成液膜，而不是水滴，紫外光源置于錐體內(nèi)部可以保證激發(fā)光不流失浪費。用于處理廢水效果顯著。
文檔編號C02F1/32GK102553509SQ201210032948
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月14日 優(yōu)先權日2012年2月14日
發(fā)明者丁葉民, 馬建鋒 申請人:江蘇星晨環(huán)保集團有限公司