专利名称：高新水处理光催化反应装置技术
技术领域：
本发明涉及用于水处理的光催化反应装置，属于环境保护中污水处理技术领域。
背景技术：
传统的水处理方法效率低、成本高、存在二次污染等问题，污水治理一直得不到好的解决。1972年，A. Fujishima和K. Honda在η型半导体TiO2电极上发现了水的光电催化分解作用，T^2氧化活性较高，化学稳定性好，对人体无毒害，成本低，无污染，应用范围广，因而最受重视，是目前应用最广泛的纳米光催化材料，也是最具有开发前途的绿色环保型催化剂。纳米TW2能处理多种有毒化合物，可以将水中的烃类、卤代烃、酸、表面活性剂、 染料、含氮有机物、有机磷杀虫剂、木材防腐剂和燃料油等很快地完全氧化为C02、H2O等无害物质。但到目前为止纳米光催化TW2技术仍未在废水处理方面得到广泛应用，主要是因为纳米颗粒分离困难，没有简单适用的处理设备。通过纳米颗粒在载体表面负载，可以解决颗粒分离的问题。但负载有纳米颗粒的载体浸泡于水中的时候，激发光必须透过较厚(往往是数厘米以上)的溶液才能照射到催化剂上。而事实上，无论是在紫外光区还是可见光区，有机物溶液(尤其是带色有机物废水)都会有不同程度的光吸收，这势必会引起激发光不同程度的光损失，使得到达催化剂表面的光强度下降，从而使得光生电子和空穴的产率下降，最终使得污染物的降解效率降低。专利公开号为CN100509639C公开了一种斜板式光电催化反应器，可以获得较好的水相薄膜促进光催化反应，但灯置于斜板外侧，会有光的损失。同样，专利公开号为 CN101774661A、CN102030387A、CN101993129A这几个专利公开的方法都是将激发光源放置于催化剂负载板的侧面，会有光能的损失。为了提高降解效率，只能提高激发光源的功率， 这样就增加了运行能耗。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提出一种可以保证激发光不流失浪费的锥形滚筒式光催化反应装置。本发明采用的技术方案是包括一个锥体滚筒，锥体滚筒的大端和小端的开口处密封有封头，锥体滚筒的两端同轴向外延伸空心轴，空心轴连接电动机；锥体滚筒和空心轴中套有石英管，石英管内置紫外光源；锥体滚筒内腔中设置6 10个相同的轴向放置的叶片，且这6 10个叶片沿锥体滚筒的横截面的圆周方向均勻分布，每个叶片的外端均固接锥体滚筒的内壁，每个叶片的内端均向石英管处延伸且和石英管外壁之间有2、cm的距离； 在锥体滚筒内侧面上、封头的内侧面上和叶片外表面上均负载有TW2涂层；锥体滚筒的轴向下半部分置于待处理废水中转动。本发明的有益效果是锥体滚筒连续滚动，可以形成较薄的液膜；锥体有利于液体流动形成液膜而不是水滴；锥体滚筒内辐射状安装的叶片可以扩大液膜面积；紫外光源置于锥体滚筒内部可以保证激发光不流失浪费，提高降解效率。试验证明对于含金橙II浓度在75mg/L的废水，经过该设备持续处理3h之后的出水金橙II的去除率达92%。
图1是本发明的结构示意图2是图1中锥体滚筒1的封头2打开后的内部示意图； 图3是锥体滚筒1内壁展开示意图中1.锥体滚筒；2.封头；3.空心轴；4.石英管；5.待处理废水；6.叶片；7.电动机。
具体实施例方式参照图，包括一个锥体滚筒1，锥体滚筒1的锥角范围在10° 20°。锥体滚筒1 的大端和小端两端的开口处均安装封头2，使锥体滚筒1两端密封。锥体滚筒1的大端和小端两端同轴向外延伸空心轴3，石英管4同轴穿在锥体滚筒1和锥体滚筒1两端的空心轴3 中，即锥体滚筒1和其两端的空心轴3中套有石英管4，石英管4内置紫外光源。在锥体滚筒1大端的空心轴3上连接电动机7，由电动机7带动空心轴3和锥体滚筒1转动。在锥体滚筒1内腔中设置6 10个相同的轴向放置的叶片6，且这6 10个叶片6沿锥体滚筒1的横截面的圆周方向均勻分布，每个叶片6的外端均固定焊接在锥体滚筒1的内壁，每个叶片6的内端均向石英管4处延伸，并且和石英管4外壁之间有2、cm的距离， 这样，使6 10个叶片6在锥体滚筒1内腔中呈辐射状均勻分布。在锥体滚筒1内侧面上、封头2的内侧面上和叶片6外表面上均负载有TiO2涂层。 将锥体滚筒ι的轴向下半部分置于待处理废水5中，打开紫外光源，电动机7驱动锥体滚筒 1转动，锥体滚筒1的转速在25 30转/分钟，连续滚动，石英管4及紫外光源固定不转动， 置于待处理废水5中的锥体滚筒1部分可以形成较薄的液膜。
权利要求
1.一种水处理光催化反应装置，包括一个锥体滚筒(1)，锥体滚筒(1)的大端和小端的开口处密封有封头(2)，其特征是锥体滚筒(1)的两端同轴向外延伸空心轴(3)，空心轴 (3)连接电动机(7);锥体滚筒(1)和空心轴(3)中套有石英管(4)，石英管(4)内置紫外光源；在锥体滚筒(1)内腔中设置6 10个相同的轴向放置的叶片(6)，且这6 10个叶片(6)沿锥体滚筒(1)的横截面的圆周方向均勻分布，每个叶片(6)的外端均固接锥体滚筒(1)的内壁，每个叶片(6)的内端均向石英管(4)处延伸且和石英管(4)外壁之间有2、cm的距离； 锥体滚筒(1)内侧面上、封头(2)的内侧面上和叶片(6)外表面上均负载有TW2涂层；锥体滚筒(1)的轴向下半部分置于待处理废水(5)中转动。
2.根据权利要求1所述的一种水处理光催化反应装置，其特征是锥体滚筒(1)的锥角是 10° 20°。
3.根据权利要求1所述的一种水处理光催化反应装置，其特征是锥体滚筒(1)的转速是25 30转/分钟。
全文摘要
本发明公开一种用于水处理的光催化反应装置，包括一个锥体滚筒，大端和小端的开口处密封有封头，锥体滚筒的两端同轴向外延伸空心轴，空心轴连接电动机；锥体滚筒和空心轴中套有石英管，石英管内置紫外光源；锥体滚筒内腔中设置6~10个相同的轴向放置的叶片，且这6~10个叶片沿锥体滚筒的横截面的圆周方向均匀分布，每个叶片的外端均固接锥体滚筒的内壁，每个叶片的内端均向石英管处延伸且和石英管外壁之间有2~4cm的距离；在锥体滚筒内侧面上、封头的内侧面上和叶片外表面上均负载有TiO2涂层；锥体滚筒的轴向下半部分置于待处理废水中转动形成较薄的液膜，紫外光源置于锥体滚筒内部保证激发光不流失浪费，提高降解效率。
文档编号C02F1/72GK102491449SQ20111041775
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者崔冰莹, 李定龙, 马建锋 申请人:常州大学
