通过冷等离子体和光催化作用在微珠床中处理污水的方法

通过冷等离子体和光催化作用在微珠床中处理污水的方法
【专利摘要】本发明涉及处理在反应器(1)的入口(4)和出口(5)之间移动的污水(2)的方法，包括通过冷等离子体和通过UV-光催化剂的作用处理污水，以产生用于处理污水的氧化性物质。根据本发明，该方法包括用冷等离子体的同时通过UV-光催化剂的作用处理污水，冷等离子体处理以结合至并位于多孔微珠(9)的床之内的方式进行，多孔微珠(9)被置于反应器(1)内并携带有光催化剂，以产生氧化性物质以及将它们在床内扩散。
【专利说明】通过冷等离子体和光催化作用在微珠床中处理污水的方法
[0001]本发明涉及使用组合的光催化作用和冷等离子体技术对含有化学污染物、微生物和/或颗粒的气态或水性污水进行处理。
[0002]本发明的目标是处理含有环境污染物的污水，环境污染物例如颗粒，病毒、细菌、霉菌和藻类微生物，V0C, SVOC, BTEX, HAP (C10-C25)、HAAA, NOx, SOx, H2S, CO 或 O3 类型的化学污染物，卤代化合物，内分泌干扰剂和所有嗅觉分子。
[0003]本发明的主题在例如化工和石油化工领域，医疗和医院领域，农业食品配制线，食品生产和家禽饲养点，园艺、树木培植和葡萄栽培类型，水果、蔬菜、鱼、肉、奶酪或烘焙类型的易腐烂食品的冷藏，水处理厂、微型工作站、雨水收集罐、在三级(tertiary)、私人和服务公众的公共部门和住所等中特别有利，但是并不仅包括这些应用。
[0004]通过介电阻挡放电而产生的冷等离子体的原理在于形成激发的自由基类型的化学物质、阴离子和阳离子。以此方式产生的气态等离子体意味着可以攻击气态或水性污水中含有的污染物的化学键。在实践中，通过在两个被电介质(例如空气间隙)分隔的对称电极之间施加高电压，而在大气压下得到冷等离子体。在电弧的作用下，空气间隙被离子化。电弧将环境中含有的组分离子化，形成阴离子、阳离子、小的自由基和激活的物质。那些化合物将存在的化合物降解。
[0005]使用通过介电阻挡放电而产生的冷等离子体来破坏化学分子和挥发性有机化合物(VOC)是本领域已知的。在该技术中，在大气压下在含有氧的污水中形成等离子体意味着可以产生O3O根据其浓度，O3对微生物具有杀菌作用。
[0006]光催化作用是采用光催化剂的化学氧化一还原方法通过紫外(UV)光子激发而引发的反应，其能够破坏空气或水中存在的各种有机污染物。在短于380纳米(nm)的波长下对金属氧化物(M-OX)类型的半导体进行UV辐射之后，光催化作用提供了自由基(02和0?的形成。在UV辐射期间，M-OX类型半导体的电子云被改变；一个或多个电子穿过电子间隙。在与空气和水接触时，这些电子在M-OX类型半导体的表面上形成羟基和氧类型的自由基。这些具有极高反应动力学的自由基攻击经UV辐射被吸附在活性M — OX位点上的有机化学组分，并使它们降解，使它们的化学键断裂。化合物可以完全或部分降解成C02、H2O, N2等。
[0007]在例如专利申请W000/72945中已描述了单独使用UV光催化作用以降解气态污水中的化合物。进一步地，已经结合地描述了光催化作用和冷等离子体这两种技术。
[0008] 例如，专利申请W02007/051912描述了处理气态污水的方法，其将来自介电阻挡放电的冷等离子体与采用外部UV源的光催化作用同时结合在喷淋床型反应器中。介电阻挡放电装置的介电壁被涂覆有T12作为光催化剂。在被UV辐射活化的光催化剂内发生等离子体放电。在该文献中描述的技术具有以下缺点:Ti02中的放电过程中产生的反应性物质主要为阴离子和阳离子，其一部分被消耗，以从02_、03_和0H_产生自由基。该技术限制放电期间臭氧的形成，但是不阻止其在反应器出口形成以及继发污染物的形成。而且，反应器的几何结构意味着其不可能获得充分长的矿化时间以将所有通过放电产生的离子性物质转化为自由基。
[0009]专利US2002/0168308还描述了一种用于处理空气以便净化病毒和细菌类型的微生物的系统。该处理系统包括环形反应器，其中心放置有放电灯以使空气离子化并形成臭氧。包括在两个金属网套管之间的多孔电介质构成反应器的壁。在该部分中产生介电放电，以允许形成离子和自由基物质，并消耗在中心腔室中形成的臭氧。
[0010]以三个步骤进行纯化:
[0011]?在反应器的中心的UV辐射和离子化，形成离子性物质和臭氧；
[0012]?在多孔电介质内的放电和光催化作用:形成离子和臭氧，且形成自由基，并破坏整个多孔电介质内的臭氧；
[0013]?在出口的过滤。
[0014]该技术具有与专利申请W02007/051912中相同的缺点。光催化反应引发产生自由基的均裂氧化还原反应，而放电过程引发产生离子的异裂反应。此外，光催化反应更加迅速，并由此占据优势，其限制了反应器内离子、臭氧和自由基反应性物质的不均匀梯度的形成。氧化能力没有发生变化，且不能有效和完全地使化学污染物和微生物污染物矿化。
[0015]J.Y.BAN 等人的公开:“Highly concentrated toluene decomposit1n onthe dielectric barrier discharge (DBD)plasma-photocatalytic hybrid systemwith Mn-T1-1ncorporat ed mesoporous silicate photocatalyst (MN-T1-MPS)，，，Applied Surface Science, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL,第 253 卷，第 2 期，2006 年 11 月15 日(2006-11-15)，第 535-542 页，SP024893621，ISSN:0169-4332, DO1:10.1016/J.APSUSC.2005.12.103[2006 年 11 月 15 日提取]，第 2.4 章 “Analysis of product fortoluene decomposit1n” ;537_538页；图3描述了基于等离子体处理和光催化作用使用结合Mn和Ti的中孔(mesoporous)硅酸盐化合物以破坏混合系统中的甲苯的研究。为此,所描述的反应器包括等离子体反应器，其后串联有含有光催化剂的光催化反应器。如下使甲苯降解:使甲苯初始通过等离子体反应器，该等离子体反应器经由放电而起作用，借助于所形成的离子性物质而使甲苯预降解，然后将来自光催化反应器的副产物矿化成C02。
[0016]该技术通过离子化预降解和随后的矿化而专门用于破坏甲苯，这限制了该技术的应用。而且，该技术不能用于获得高效处理，其原因是该技术在两个连续反应中降解污染物:
[0017]?所产生的离子性物质的加成和取代反应，形成毒性可能比初始污染物更高的中间继发反应产物；
[0018]?随后的光催化氧化，其中的性能取决于由光催化反应器的设置所决定的氧化能力，其不能用于获得最佳的甲苯矿化。
[0019]在第二光催化反应器中的甲苯的自由基降解期间，第一等离子体反应器之后形成的继发中间产物与甲苯竞争。必然存在不会被还原的毒性物质，如图10和11所示，其表明了这种技术的局限，获得的CO2的转化率为27%至43.87%，并出现了毒性继发反应中间体，包括苯，其可以引起突变、癌变，且是有毒的(CMR)。
[0020]而且，应当注意的是，通过注入100ppm甲苯来进行甲苯矿化的测试，这意味着这样的系统不能用于需要连续处理气态污水的工业应用。
[0021]因此，本发明的目标是通过提出一种通过同时将通过UV辐射的光催化作用和冷等离子体的产生组合来处理污水的技术而克服现有技术的缺陷，该技术适于控制所产生的氧化性物质，以改善任何来源的污水中的有机化合物破坏能力。
[0022]因此，本发明提出了一种用于处理在反应器的入口和出口之间移动的污水的方法，包括通过冷等离子体处理和通过UV-光催化剂作用来处理污水，以便产生用于处理污水的氧化性物质污水。
[0023]根据本发明，该方法包括以结合至并位于多孔微珠的床中的方式进行冷等离子体处理，多孔微珠被置于反应器内并携带有光催化剂，以产生氧化性物质，以及将它们在床内扩散。
[0024]此外，本发明的方法还可以组合地提供以下至少一个和/或多个其它特征:
[0025]?在反应器内产生多孔微珠的流化床；
[0026]?在反应器的入口和出口之间连续对污水进行至少一个周期的处理，该处理周期包括光催化处理和被多孔微珠部分吸收，光催化处理与等离子体处理和被多孔微珠部分吸收的组合，以及光催化处理和被多孔微珠部分吸收。
[0027]本发明的另一目标是提供实施所述处理方法的反应器。
[0028]根据本发明，反应器包括:
[0029]?限定使污水在入口和出口之间移动的环路的容器，其中安装有携带UV-光催化剂的多孔微珠的床；
[0030]?针对多孔微珠的至少一个UV辐射源；以及
[0031]?至少一个产生冷等离子体的介电阻挡放电装置，其以局部方式结合至多孔微珠的床中，以便产生氧化性物质并使它们在床内扩散。
[0032]此外，本发明的反应器还组合地提供以下至少一个和/或另一个其它特征:
[0033]?容器由相互同心的外壁和内壁所限定，UV辐射源被安装在内壁所限定的壳体内，而一系列介电阻挡放电装置结合在容器内部；
[0034]?介电阻挡放电装置轴向设置且成角度分布在容器中；或者沿着内壁在容器的一个或多个流动横截面中从内壁放射状地设置；
[0035]?容器由长形箱体所限定，所述箱体的一个面上具有污水的入口且相对的面上具有污水的出口，该出口相对于入口侧向偏移，所述箱体含有多孔微珠的床，其中容纳有介电阻挡放电装置和UV辐射源；
[0036]?容器由外周壁所限定，所述外周壁限定入口并与两个横向壁连接，其中一个横向壁限定出口；
[0037]?容器包括在容器内交错排列的一系列处理模块，每个处理模块包括可操纵的支持物，所述支持物支持UV辐射源和介电阻挡放电装置；
[0038]?容器被制成为可拆卸的盒体的形式，其包括安装基座，所述安装基座提供有临时紧固装置和用于介电阻挡放电装置和UV辐射源的电连接端子，多孔微珠的床借助于可渗透待处理的污水的阻滞筛而被保持在基座上污水；
[0039]?用于使多孔微珠的床流化的系统；
[0040]?用于使多孔微珠的床流化的系统允许对多孔微珠的床加压或减压；
[0041]?多孔微珠的孔径为3埃(A)至?ο A；
[0042]?多孔微珠的直径为500微米(um)至5厘米(cm),优选100um至8000um ；
[0043]?多孔微珠由钛铁矿、沸石、活性碳和/或高锰酸钾形成；
[0044]?多孔微珠的光催化剂选自以下的单个或组合:钛铁矿、T12, ZnO、MO和重金属；
[0045].UV辐射源在150nm至420nm的波长范围内发射；以及
[0046].UV辐射源由一系列在阻滞筛的外周分布的UV 二级管形成。
[0047]参照以下附图，各种其它特征在下文的描述中显而易见，附图以非限制性实例的方式显示本发明主题的实施方案。
[0048]图1是根据本发明的处理反应器的第一示例性实施方案的纵截面图。
[0049]图1A是显示作为污水的路径L的函数的反应器内获得的氧化能力C的变化的图。
[0050]图2是根据本发明的反应器基本沿着图1的I1-1I线的横截面图。
[0051]图2A是显示在反应器内沿着所述反应器的横截面S所获得的氧化能力C的变化的视图。
[0052]图3是根据本发明的反应器的第二示例性实施方案的纵截面图。
[0053]图3A是显示作为污水的纵向路径L的函数的反应器内获得的氧化能力C的变化的视图。
[0054]图4是基本沿着图3的IV-1V线的横截面图。
[0055]图4A是显示在反应器内沿着反应器的横截面S获得的氧化能力C的变化的视图。
[0056]图5至9显示根据本发明的反应器的不同的其它实施方案。
[0057]图1和2显示根据本发明的用于在通常意义上处理污水2的反应器I的第一示例性实施方案。污水2是气态或液态，其包含污染物，例如颗粒，病毒、细菌、霉菌和藻类的微生物，VOC、SVOC, BTEX, HAP (C10-C25)、HAAA, Ν0Χ, SOX, H2S, CO 和 O3 类型的化学污染物，卤代化合物、内分泌干扰剂和所有嗅觉分子。
[0058]反应器I包括本体或容器3，其具有用于污水的入口 4和用于经处理的污水的出口
5。容器3内部限定了形成用于使污水在入口 4和出口 5之间移动的环路的腔室6，使得污水以不连续或连续方式移动。
[0059]在所示的实施方案中，容器3包括外壁7，其具有环形截面，其内安装有同样具有环形截面的内壁8。内壁8和外壁7这两个壁以相互同心的方式以两个管状壁的形式安装。因此，腔室6的形状是环形的。显然，反应器的形状可以不同于具有环形截面的管状结构。
[0060]根据本发明的特征，多孔微珠9的床被安装在容器3内。如说明书的其余部分所解释的，多孔微珠9被置于移动环路6中，从而当污水在反应器的入口 4和出口 5之间行进时，污水经过多孔微珠的床。在该实施方案中，容器3包括两个可以渗透污水并可以固定多孔微珠9的横向壁。因此，例如，容器3包括筛10，用作保持微珠9的系统。
[0061]在一个变型中，应当注意的是，多孔微珠的床可以是流化的。在该变型中，反应器I包括用于使多孔微珠的床流化的系统U。作为实例，用于使多孔微珠9的床流化的系统11可以用于对多孔微珠的床加压或减压。作为实例，系统11可以是泵或风扇。
[0062]多孔微珠的孔径有利地为3 A至10000 A,有利地为3 A至5000 A,更优选为3 A至 10 Ao
[0063]作为实例，每个多孔微珠9为球形，且其直径为500um至5cm,优选为100um至8000um。
[0064]多孔微珠由钛铁矿、沸石、活性碳和/或高锰酸钾形成。
[0065]根据本发明的另一特征，多孔微珠9携带有UV-光催化剂。
[0066]多孔微珠9的光催化剂来自以下的单个或组合:钛铁矿、T12, ZnO、MO和重金属。
[0067]应当理解的是，多孔微珠9由一种或多种材料制成。多孔微珠9可以由单一材料制成，前提是其为光催化剂。因此，例如，多孔微珠9可以仅由钛铁矿制成。
[0068]在一个变型中，置于反应器I内的床的所有多孔微珠9是相同的。在另一变型中，反应器I可以含有在其组成材料的量、其孔隙率和其直径方面不同的多孔微珠9。多孔微珠9由此可以具有均匀和不均匀的孔径，优选3 A至丨O A。多孔微珠9还可以具有500um至5cm的均匀和不均匀直径。根据本发明的另一特征，反应器I包括至少一个(在图1至4所示的实例中仅包括一个)针对多孔微珠9的UV福射源12。在所示的实例中，UV福射源12安装在内管状壁8内部所提供的壳体中。安装UV辐射源12，使得发射的UV可以作用在容器3中安装的多孔微珠9的光催化剂上。UV辐射源发射波长为150nm至420nm，优选为ISOnm至365nm。显然，在容器3具有更大尺寸或者不同形状的情况下，反应器I可以配备有多个UV辐射源12，以便能够照射容器3内所有的多孔微珠9。
[0069]反应器I还包括至少一个(且在图1和2所示的实例中包括四个)产生冷等离子体的介电阻挡放电装置14，其以局部的方式结合在多孔微珠9的床内部。每个介电阻挡放电装置14包括被电介质17分隔开的两个电极15、16。电极15、16与12V至220V直流电(DC)或交流电(AC)电源19连接。应当注意的是，每个介电阻挡放电装置14浸没在多孔微珠9的床中，从而每个介电阻挡放电装置14被多孔微珠9包围。应当注意的是，多孔微珠9不能位于电极15、16之间，而是位于电极15、16之外。
[0070]在图1和2所示的实例中，介电阻挡放电装置14轴向设置，并且在容器3内成角度分布。每个介电阻挡放电装置14相对于邻近的装置呈90°偏移，其延伸经过小于反应器的轴向长度的有限长度。如图1和2所示，每个介电阻挡放电装置14由此与内壁8和外壁7成一段距离地延伸以及与反应器I的末端成一段距离地延伸，以便能够完全结合入多孔微珠9或者被多孔微珠9包围。
[0071]上述根据本发明的反应器I可以用于实施特别有效的处理方法。
[0072]实际上，本发明的方法旨在用等离子体处理(经一个或多个介电阻挡放电装置14)同时利用UV-光催化剂的作用(经作用于多孔微珠9的UV辐射源12)处理污水，以允许优化活性氧化性物质的产生，其有利地主要由自由基组成，形成了自由基云，促进污水的处理和最佳矿化，该方法包括:以结合的和局部的方式在多孔微珠9的床内部实施冷等离子体处理，所述多孔微珠9的床位于反应器I内并携带光催化剂，使得多孔微珠9不经受经由介电阻挡放电装置14的介电阻挡的放电。这类方法可以用于产生不同性质的活性或氧化性物质，主要是用于等离子体的离子和臭氧以及用于光催化的氢氧根自由基或氧自由基。这些分别但是同时由冷等离子体和由被UV源12辐射的自催化多孔微珠9所产生的活性或氧化性化合物或物质可以破坏化合物和微生物，并使之矿化，同时保持颗粒并使多孔微珠9再生。这样的原理意味着可以适当地控制反应器I内的寿命和不同的反应动力学，同时产生活性或氧化性物质。根据氧化性物质或反应性物质(离子或自由基)(和/或组成反应器的氧化能力的反应性物质的混合物)的性质，并根据污染物的性质，寿命和反应动力学为10_9秒(s)至几秒。
[0073]因此，本发明的方法意味着床内所产生的氧化性物质的量在反应器I的入口 4和出口 5之间变化，从而确保氧化性物质局部产生，并在床内扩散。因此，在容器3中获得这种类型的氧化性物质生成梯度允许化学污染物、微生物污物和颗粒的复杂混合物的同时降解，导致它们被矿化为C02、H20、N2、02和H202。如图1A所示，多孔微珠的床内所产生的氧化性物质的量或反应器的氧化能力C在反应器的入口 4和出口 5之间进展或增加。
[0074]本发明的反应器I由此可用于通过Fenton效应促进自由基物质和H2O2的形成。H2O2的形成可用于增加反应器内的氧化能力C，并提高所得到的总杀菌效果。剩余的H2O2被局部消耗，同时攻击微生物和/或形成0H。应当理解的是，本发明的方法的目标是在反应器的入口和出口之间连续对污水进行至少一个处理周期，处理周期包括:
[0075]?位于出口 4和介电阻挡放电装置14之间区域中的光催化处理和被多孔微珠9部分吸收；
[0076]?在放置介电阻挡放电装置14的反应器腔室I内的光催化处理与冷等离子体处理和被多孔微珠9部分吸收的组合；
[0077]?位于反应器出口 5和介电阻挡放电装置14之间区域中的光催化处理和被多孔微珠9部分吸收。
[0078]图3和4显示了根据本发明的反应器I的另一示例性实施方案，其中反应器I包括在容器内径向分布的介电阻挡放电装置14。在该实例中，介电阻挡放电装置14在容器3的多个流动横截面内径向分布。容器3的每个流动横截面包括五个从反应器I的内壁6径向延伸的介电阻挡放电装置14。在图3和4所示的实例中，反应器I包括在反应器I的入口 4和出口 5之间分布的三组介电阻挡放电装置14。图3和4所示的反应器I的操作原理类似于图1和2所示的反应器I的操作原理。因此，多孔微珠的床内产生的氧化性物质的量或反应器的氧化能力C在反应器I的入口 4和出口 5之间进展或增加(图3A)。然而，所产生的氧化性物质的量在两个相邻组的介电阻挡放电装置14之间略微下降或减少。将介电阻挡放电装置14沿着污水的路径串联设置意味着，反应器的总氧化能力可以在反应器的入口和出口之间增加，其可以清楚地从图3A中看出。
[0079]显然，反应器I可以在单个节段中具有径向延伸的介电阻挡放电装置14。类似地，在同一反应器I中可以结合采用轴向或径向延伸的介电阻挡放电装置14。
[0080]图5显示了根据本发明的反应器的另一示例性实施方案，其为长形箱体20的形式，箱体内部限定了容器3。箱体20在其一个主要面上具有污水的入口 4，并在其相对的主要面上具有污水的出口 5。入口 4和出口 5沿着长形箱体20的全部或部分长度延伸，并且彼此侧向偏移，以允许污水在容器3内安装的多孔微珠9内移动，在容器内安装有一个或多个UV辐射源12，其与一个或多个介电阻挡放电装置14 一起也在箱体20内纵向延伸。作为实例，UV辐射源12被设置为朝向出口 5，而介电阻挡放电装置14被设置为朝向入口 4。
[0081]图6显示了反应器I的另一变型，其中容器3被外周壁25限定，其限定用于待处理的污水的入口。该外周壁25与两个横向壁26、27连接，两个横向壁中的一个，例如壁27，限定用于污水的出口 5。容器3包括一个或多个UV辐射源12，所述辐射源在容器3内从壁26轴向延伸，壁26与具有出口 5的壁反向。反应器还包括一个或多个从壁26或者还从具有出口 5的壁25轴向延伸的放电装置14。污水由此切向进入容器3，并经出口 5轴向离开。
[0082]图7显示了反应器I的另一实施方案，包括一系列在由箱体29限定的容器3内交错排列的处理模块28。每个处理模块28包括具有一个或多个UV辐射源12和一个或多个放电装置14的支持物30。处理模块28连续设置在入口 4和出口 5之间的污水路径上，入口 4和出口 5设置在箱体19的两个相对的横向壁中。由此，每个支持物30在箱体29的整个宽度上延伸，同时UV辐射源12也沿着箱体的宽度延伸，而介电阻挡放电装置14从支持物30上突出，这是因为它们以适当的方式分布在支持物30上。
[0083]处理模块28在容器3内的这种类型的设置意味着可以产生涡流，且可以控制流动和压力下降。有利地是，安装每个支持物29，以便其能够在反应器I内被自由地操纵。
[0084]显然，图5和7中所示的反应器的容器3包含针对图1至4所解释的多孔微珠9。所述多孔微珠9借助于保持系统10而被保持在容器内部，该保持系统10可以透过污水，例如阻滞筛。
[0085]应当注意的是，整个容器3可以充满多孔微珠9。然而，可以通过适合于仅包围每个介电阻挡放电装置14的保持系统10来限制多孔微珠9。这样，可以清楚地从图8看出，容器3的部分3a不含有多孔微珠9。显然，可以对根据本发明的反应器的所有实施方案选择该设置。
[0086]图9显示了在可以被优选拆除的紧凑设置中的反应器I的另一变型。反应器I被制造为可拆卸的盒体形式，其包括具有任意类型的临时紧固装置31 (例如卡口(ba'1nnette)或螺纹紧固)的安装基座30。基座30还包括用于放电装置14和UV福射源12的电连接端子33。有利的是，放电装置14安装在基座30上，并被借助于可渗透待处理的污水的阻滞筛10而保持在基座30上的多孔微珠9包围污水。在优选的但不是排他性的变型中，UV辐射源12由分布在阻滞筛10的外周的一系列UV发光二极管(LED)组成。
[0087]显然，可以允许本发明的反应器的包括或不包括使多孔微珠9的床流化的系统11的任意变型。
[0088]本发明不局限于所描述和所显示的实例，这是因为可以在不偏离其范围的情况下进行各种变。
【权利要求】
1.一种用于处理在反应器(I)的入口(4)和出口(5)之间移动的污水(2)的方法，包括通过冷等离子体处理和通过UV-光催化剂的作用来处理所述污水，以便产生用于处理所述污水的氧化性物质，其特征在于，其包括用冷等离子体污水同时用UV-光催化剂的作用处理所述污水，所述冷等离子体处理以结合至并位于多孔微珠(9)的床之内的方式进行，所述多孔微珠(9)被置于所述反应器(I)内并携带有所述光催化剂，从而产生氧化性物质以及将它们在所述床内扩散。
2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，其包括在所述反应器(I)内产生多孔微珠(9)的流化床。
3.如权利要求1或2所述的处理工艺，其特征在于，其包括在所述反应器(I)的所述入口(4)和所述出口(5)之间对所述污水进行至少一个周期的处理，所述处理周期包括光催化处理和被多孔微珠(9)部分吸收，光催化处理与冷等离子体处理以及被多孔微珠(9)部分吸收的组合，以及光催化处理和被多孔微珠(9)部分吸收。
4.用于实施权利要求1至3中任一项所述的处理方法的反应器，其特征在于，其包括: 籲限定使所述污水(2)在所述入口(4)和所述出口(5)之间移动的环路(6)的容器(3)，其中安装有携带UV-光催化剂的多孔微珠(9)的床； ?针对所述多孔微珠(9)的至少一个UV辐射源；以及 ?至少一个产生冷等离子体的介电阻挡放电装置(14)，其以局部方式结合至多孔微珠的床内，以便同时进行U V辐射，以产生氧化性物质并使它们在所述床内扩散。
5.如权利要求4所述的反应器，其特征在于，所述容器(3)由相互同心的外壁和内壁所限定，UV辐射源(12)被安装在所述内壁(8)所限定的壳体内，而一系列介电阻挡放电装置(14)结合在所述容器(3)内部，所述容器(3)具有分别限定所述入口(4)和所述出口(5)的横向壁。
6.如权利要求5所述的反应器，其特征在于，所述介电阻挡放电装置(14)轴向设置且成角度分布在所述容器(3)中，或者在所述容器(3)的一个或多个流动横截面上从所述内壁(I)放射状地设置。
7.如权利要求5所述的反应器，其特征在于，所述容器(3)由长形箱体(20)所限定，所述箱体的一个面上具有用于所述污水的所述入口(4)，且在相对面上具有用于所述污水的所述出口(5)，所述出口相对于所述入口侧向偏移，所述箱体含有多孔微珠的床，其中容纳有所述介电阻挡放电装置(14)和所述UV辐射源(12)。
8.如权利要求5所述的反应器，其特征在于，所述容器(3)由外周壁所限定，所述外周壁限定所述入口并与两个横向壁连接，其中一个横向壁限定所述出口(5)。
9.如权利要求5所述的反应器，其特征在于，所述容器(3)包括在所述容器内交错排列的一系列处理模块，每个所述处理模块包括可操控的支持物(29)，所述支持物支持所述UV辐射源(12)和所述介电阻挡放电装置(14)。
10.如权利要求5所述的反应器，其特征在于，所述容器(3)被制成为可拆卸的盒体的形式，其包括安装基座(30)，所述基座提供有临时紧固装置(31)以及用于所述介电阻挡放电装置(14)和所述UV辐射源(12)的电连接端子(33)，多孔微珠(9)的床借助于可渗透待处理的所述污水的阻滞筛(10)而被保持在所述基座上。
11.如权利要求4至10中任一项所述的反应器，其特征在于，其包括用于使多孔微珠(9)的床流化的系统(11)。
12.如权利要求11所述的反应器，其特征在于，所述用于使多孔微珠(9)床流化的系统(11)允许对多孔微珠的床加压或减压。
13.如权利要求4至12中任一项所述的反应器，其特征在于，所述多孔微珠(9)的孔径为3 A至丨O A。
14.如权利要求4至13中任一项所述的反应器，其特征在于，所述多孔微珠(9)的直径为 500um 至 5cm,优选 100um 至 8000um。
15.如权利要求4至14中任一项所述的反应器，其特征在于，所述多孔微珠(9)由钛铁矿、沸石、活性碳和/或高锰酸钾形成。
16.如权利要求4至15中任一项所述的反应器，其特征在于，所述多孔微珠(9)的所述光催化剂选自以下的单个或组合:钛铁矿、Ti02、ZnO、MO和重金属。
17.如权利要求4至16中任一项所述的反应器，其特征在于，所述UV辐射源(12)在150nm至420nm的波长范围内发射。
18.如权利要求17所述的反应器，其特征在于，所述UV辐射源(12)由在所述阻滞筛(35)的外周分布的一系列UV 二极管形成。
【文档编号】A61L2/14GK104053631SQ201280058155
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2012年11月26日 优先权日:2011年12月1日
【发明者】皮埃尔-亚力山卓·德沃, 迪迪尔·帕尔兹 申请人:Beewair公司