一种光催化反应器、反应系统及方法与流程

本发明属于流体污染物光催化降解技术领域，特别是涉及一种流体污染物光催化反应器。

背景技术：

随着经济的快速发展，环境污染日益加重，严重制约了人类的可持续发展。同时，环境中的污染物具有成份复杂、毒性大等特点，传统的治理技术很难彻底处理。近年来，光催化技术作为一种环境友好的绿色处理技术，在环境领域展现出良好的应用前景。

目前，光催化材料大多为粉末状，但是粉末状的光催化材料的回收利用率较低，并且其在环境处理过程中容易流失，易造成二次污染，因此，光催化材料的分离性能仍需进一步提高。

为了解决这一问题，已有多种具有柔性并且大面积布状光催化材料被开发出来，其非常易于从流体中回收再利用，不易造成水体的二次污染。但是这种布状光催化材料与传统的粉末状材料相比，在外观形貌上有明显差异。常规的光催化反应器大多只适用于粉末状的光催化材料，难以满足这种布状类型的光催化材料的需求。

因此，设计及构建一类适用于柔性的布状光催化材料的新型光催化装置非常有必要，这将有利于拓展光催化材料在实际污染物处理中的应用前景。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种适用于柔性的布状光催化材料的新型光催化装置。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供一种光催化反应器，其特征在于：包括光催化反应容器，光催化反应容器的侧壁下部与进水/气管连接，光催化反应容器的侧壁上部与出水/气管连接，用于固定光催化材料的双层隔板设于光催化反应容器内且位于进水/气管、出水/气管之间。

优选地，所述光催化反应容器为圆桶状；所述双层隔板为圆环状。

优选地，所述双层隔板包括下层隔板和上层隔板，下层隔板固定在光催化反应容器的内壁上，上层隔板为活动隔板。

更优选地，所述下层隔板和上层隔板上都均匀分布有孔。

更优选地，所述光催化材料固定在下层隔板和上层隔板之间。

优选地，所述光催化材料通过固定固定件与所述双层隔板固定。

优选地，所述进水/气管上设有进水/气调节阀。

优选地，所述出水/气管上设有出水/气调节阀。

本发明还提供了一种光催化反应系统，其特征在于：包括多级上述的光催化反应器，前一级光催化反应器的出水/气管连接后一级光催化反应器的进水/气管，第一级光催化反应器的进水/气管连接污水池，最后一级光催化反应器的出水/气管连接净水池。

本发明还提供了上述光催化反应器的使用方法，其特征在于，步骤为：

步骤1：将光催化材料固定在双层隔板之间；

步骤2：将光催化反应器放在光源下面，打开光源；

步骤3：通过进水/气管引入污染物，并搅拌；污染物自下往上强制通过光催化材料后，从出水/气管排出；

步骤4：光催化反应完毕，拆下光催化材料，进行烘干再利用。

本发明提供的装置实现了对大面积光催化材料的展开和固定，并使得流体污染物自下而上强制通过光催化材料，产生强制吸附和光催化降解，并且可以多级串联使用，更加有效地去除污染物。装置操作简单，稳定性强，可重复利用，在环境净化方面具有很大的应用前景。

附图说明

图1为实施例1提供的光催化反应器主视图；

图2为实施例1提供的光催化反应器俯视图；

图3为实施例2提供的光催化反应器多级串连使用示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于

本技术：
所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

图1和图2分别为本实施例提供的光催化反应器主视图和俯视图，所述的光催化反应器包括光催化反应容器1和双层圆环状隔板。

光催化反应容器1为圆桶状，光催化反应容器1的侧壁近底部与进水/气管4连通，侧壁上部与出水/气管6连接，光催化反应容器1内设有双层圆环状隔板。双层圆环状隔板位于进水/气管4和出水/气管6之间的位置。

双层圆环状隔板包括下层隔板2和上层隔板3，下层隔板2固定在光催化反应容器1的内壁上，上层隔板3为活动隔板，下层隔板2和上层隔板3上都均匀分布有孔，通过固定件8将大面积的光催化材料9固定在下层隔板2和上层隔板3之间。

固定件8均匀分布在双层圆环状隔板上。

进水/气管4的启闭通过进水/气调节阀5进行控制，出水/气管6的开关通过出水/气调节阀7进行控制。

本装置通过圆环状双层圆环状隔板和固定件8的设置，不仅可以固定大面积的光催化材料9，而且可以使大面积的光催化材料有效地展开，提高对光源的利用率。装置使用时，流体方向自下而上，强制通过光催化材料，可以实现对污染物的去除。操作简单，稳定性强，可重复利用。

出水/气阀7的位置紧靠上层隔板3上部，为了使自下而上经过光催化材料9的流体污染物及时流出光催化反应容器1，避免了上层污染物过厚，而影响光的穿透率，从而影响光催化材料产生自由基。

光催化材料9可以自由的固定拆卸，方便循环重复使用

下面提供上述光催化反应器的具体使用方法，包括以下步骤：

(1)将大面积的光催化材料9固定在上层隔板3和下层隔板2之间，并用固定件8固定；

(2)将光催化反应器放在光源下面，打开光源，使光催化材料9充分利用光源，更有效地产生自由基；

(3)打开进水/气阀5引入污染物，并搅拌，便于光催化材料9充分与污染物接触；并打开出水/气阀7，污染物自下往上强制通过光催化材料9后，从出水/气阀7排出；

(4)光催化反应完毕，拆下光催化材料9，进行烘干再利用。

实施例2

如图3所示，将多级光催化反应器串连使用，污水池连接一级光催化反应器的进水/气管，一级光催化反应器的出水/气管连接二级光催化反应器的进水/气管，二级光催化反应器的出水/气管连接三级光催化反应器的进水/气管，如此串连，最后一级光催化反应器的出水/气管连接净水池。

污水池内的污染物首先进入一级光催化反应器进行一级净化，然后进入二级光催化反应器进行二级净化，如此逐级净化，最后排出净水至净水池。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种光催化反应器，包括光催化反应容器，光催化反应容器的侧壁下部与进水/气管连接，光催化反应容器的侧壁上部与出水/气管连接，用于固定光催化材料的双层隔板设于光催化反应容器内且位于进水/气管、出水/气管之间。本发明提供了一种光催化反应系统，由多级所述光催化反应器串联而成。本发明提供了上述光催化反应器的使用方法，流体污染物从进水/气管进入，自下往上强制通过光催化材料，再通过出水/气管排出。本发明实现了对大面积光催化材料的展开和固定，并使得流体污染物自下而上强制通过光催化材料，产生强制吸附和光催化降解，并且可以多级串联使用，更加有效地去除污染物。装置操作简单，稳定性强，可重复利用。

技术研发人员：张丽莎;沈晓凤;柳建设;徐鹏飞;罗丽;时准
受保护的技术使用者：东华大学
技术研发日：2017.04.26
技术公布日：2017.09.15