一种固液协同光催化氧化反应器的制作方法

本技术属于废水处理设备，具体涉及一种固液协同光催化氧化反应器。

背景技术：

1、二氧化钛光催化氧化技术是指利用紫外光或太阳光的照射，使二氧化钛产生光生电子-空穴对，无选择性的将废水中的各类有机物氧化降解为二氧化碳、水和无机盐等，在环保领域展现出了良好的应用前景。芬顿催化氧化技术是废水处理领域的常用技术，通过投加催化剂硫酸亚铁，催化双氧水产生具有强氧化性的羟基自由基(·oh)，对废水中的污染物进行氧化降解，达到去除废水中污染物的目的。而光芬顿催化氧化则是在芬顿催化氧化的基础上引入紫外光或太阳光，通过光量子化学反应的介入，实现fe3+和fe2+之间的循环，进而提高对废水中污染物催化氧化降解的效率。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种固液协同光催化氧化反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种固液协同光催化氧化反应器，包括壳体组件、曝气组件、进水加药组件、光照组件和过滤组件。所述曝气组件和进水加药组件位于壳体组件的下部位置并由壳体组件外部贯穿入壳体组件内部。所述光照组件和过滤组件均位于壳体组件内部。

3、所述壳体组件由排空口、锥形底筒、反应区圆筒、变径圆筒、溢流区圆筒、反光涂层和溢流槽组成。

4、所述曝气组件由曝气管、曝气盘、集气罩和集气管组成。

5、所述进水加药组件由进水管、硫酸亚铁加药口、硫酸加药口和双氧水加药口组成。

6、所述光照组件由石英导流筒和紫外灯管组成。

7、所述过滤组件由滤网组成。

8、优选的是，所述排空口、锥形底筒、反应区圆筒、变径圆筒和溢流区圆筒由下往上按顺序依次相接，中心均在同一条轴线上。

9、上述任一方案中优选的是，所述反光涂层位于反应区圆筒内壁上且涂满整个反应区圆筒内壁，所述溢流槽位于溢流区圆筒内壁上且环绕溢流区圆筒内壁一周。

10、上述任一方案中优选的是，所述曝气管由锥形底筒侧壁贯穿入锥型底筒内部，并在锥形底筒中心处向上弯曲90度，曝气管端口与所述曝气盘相接，曝气盘位于所述石英导流筒下方，且曝气盘中心与石英导流筒中心同轴。

11、上述任一方案中优选的是，所述集气罩位于所述石英导流筒上方，集气罩最大处直径大于石英导流筒直径且小于反应区圆筒直径，且集气罩中心与石英导流筒中心同轴。集气罩顶端与所述集气管相接，集气管向上延伸至壳体组件的外部。

12、上述任一方案中优选的是，所述进水加药组件包含两根进水管，均由所述锥形底筒侧壁贯穿入锥型底筒内部，并向上弯曲90度伸入到所述石英导流筒内部。其中一根进水管上设置有硫酸加药口和硫酸亚铁加药口，且硫酸亚铁加药口的位置比硫酸加药口更靠近锥形底筒。另一根进水管上设置有双氧水加药口。

13、上述任一方案中优选的是，所述石英导流筒位于所述锥形底筒和所述变径圆筒之间，且石英导流筒下端呈喇叭状向外扩大，扩大后的最大处直径大于曝气盘直径且小于反应区圆筒直径，且石英导流筒中心与反应区圆筒中心同轴。所述紫外灯管固定于石英导流筒外壁上，紫外灯管的数量大于等于1个。

14、本实用新型的技术效果和优点：

15、1、本实用新型可在同一个反应器内同时实现二氧化钛光催化氧化(固相光催化氧化)和光芬顿催化氧化(液相光催化氧化)，通过固液协同光催化氧化作用提高对废水中污染物的降解效果；

16、2、本实用新型通过设置石英导流筒和曝气组件的方式，引导待处理的废水从石英导流筒内上升，废水到达石英导流筒上端出口后，又从石英导流筒和反应区圆筒之间的空间向下流动，形成封闭环流，提高二氧化钛光催化剂、光芬顿药剂(硫酸、硫酸亚铁、双氧水)与废水中待处理污染物的混合效果和反应、接触效率；

17、3、通过在石英导流筒外壁上设置紫外灯管以及在反应区圆筒内壁上设置反光涂层的方式，确保石英导流筒内、外的废水都能充分受到紫外光辐照，并且减少光能的损失，提高对紫外光的利用效率；

18、4、通过在一根进水管上设置硫酸加药口和硫酸亚铁加药口，在另一根进水管上设置双氧水加药口的方式，使硫酸亚铁和双氧水在相互接触反应之前得到充分稀释、分散，防止因废水中局部硫酸亚铁或双氧水浓度过高而发生无效分解；

19、5、通过在芬顿反应过程中引入紫外光形成光芬顿催化氧化体系，实现fe3+和fe2+之间的循环，进而提高对废水中污染物催化氧化降解的效率，并且降低催化剂硫酸亚铁的使用量和产生的芬顿污泥量。

技术特征：

1.一种固液协同光催化氧化反应器，其特征在于：包括

2.根据权利要求1所述的一种固液协同光催化氧化反应器，其特征在于：所述壳体组件包括排空口(101)、锥形底筒(102)、反应区圆筒(103)、变径圆筒(104)、溢流区圆筒(105)、反光涂层(106)和溢流槽(107)，所述排空口(101)、锥形底筒(102)、反应区圆筒(103)、变径圆筒(104)和溢流区圆筒(105)由下往上按顺序依次相接，且中心均在同一条轴线上。

3.根据权利要求2所述的一种固液协同光催化氧化反应器，其特征在于：所述反光涂层(106)位于反应区圆筒(103)内壁上且涂满整个反应区圆筒(103)内壁。

4.根据权利要求2所述的一种固液协同光催化氧化反应器，其特征在于：所述溢流槽(107)位于溢流区圆筒(105)内壁上且环绕溢流区圆筒(105)内壁一周。

5.根据权利要求2所述的一种固液协同光催化氧化反应器，其特征在于：所述光照组件包括石英导流筒(401)和紫外灯管(402)，所述石英导流筒(401)位于锥形底筒(102)和变径圆筒(104)之间，所述石英导流筒(401)下端呈喇叭状向外扩大，扩大后的最大处直径处大于曝气盘(202)直径且小于反应区圆筒(103)直径，所述石英导流筒(401)中心与反应区圆筒(103)中心同轴，所述紫外灯管(402)固定在石英导流筒(401)外壁上，且紫外灯管(402)的数量不小于1个。

6.根据权利要求5所述的一种固液协同光催化氧化反应器，其特征在于：所述曝气组件包括曝气管(201)、曝气盘(202)、集气罩(203)和集气管(204)，所述集气罩(203)位于石英导流筒(401)上方，所述集气罩(203)最大处直径大于石英导流筒(401)直径且小于反应区圆筒(103)直径，所述集气罩(203)中心与石英导流筒(401)中心同轴，所述集气罩(203)顶端与集气管(204)相接，所述集气管(204)向上延伸至所述壳体组件的外部。

7.根据权利要求6所述的一种固液协同光催化氧化反应器，其特征在于：所述曝气管(201)由锥形底筒(102)侧壁贯穿入锥形底筒(102)内部，并在锥形底筒(102)中心处向上弯曲90度，所述曝气管(201)端口与曝气盘(202)相接，所述曝气盘(202)位于石英导流筒(401)下方，且曝气盘(202)中心与石英导流筒(401)中心同轴。

8.根据权利要求5所述的一种固液协同光催化氧化反应器，其特征在于：所述进水加药组件包含进水管a(301)和进水管b(302)，二者均由锥形底筒(102)侧壁贯穿入锥形底筒(102)内部，并向上弯曲90度伸入到石英导流筒(401)内部，所述进水管a(301)上设置有硫酸加药口(304)和硫酸亚铁加药口(303)，且硫酸亚铁加药口(303)的位置比硫酸加药口(304)更靠近锥形底筒(102)，所述进水管b(302)上设置有双氧水加药口(305)。

9.根据权利要求2所述的一种固液协同光催化氧化反应器，其特征在于：所述过滤组件包括滤网(501)，所述滤网(501)平铺于溢流区圆筒(105)的下部。

技术总结
本技术公开了一种固液协同光催化氧化反应器，包括壳体组件、曝气组件、进水加药组件、光照组件和过滤组件，曝气组件和进水加药组件位于壳体组件的下部位置并由壳体组件外部贯穿入壳体组件内部，光照组件和过滤组件均位于壳体组件内部。本技术实现在同一反应器内同时发生二氧化钛光催化氧化(固相光催化氧化)和光芬顿催化氧化(液相光催化氧化)，通过固液协同光催化氧化作用提高对废水中污染物的降解效果。同时通过对反应器合理的结构设计，提高反应过程中对光能的利用效率和反应器内物质的传质效率。

技术研发人员：江双双,田伟汉,陆华建,余雷
受保护的技术使用者：南京神克隆科技有限公司
技术研发日：20231228
技术公布日：2024/11/14