一种折流多程式光催化氧化降解污染物处理器的制作方法

本发明是一种折流多程式光催化氧化降解污染物处理器，应用于含有有机污染物、voc及颗粒污染物的空气环境及水体环境领域。

背景技术：

随着工业化进程的不断发展，环境污染问题日趋严重，环境问题已成为影响我们人类生存与发展的关键问题。环境污染主要体现在水体中和空气中。污染物主要是：饮用水中的微量有机物，包括酚类、苯类、全氯有机物及各种细菌等。工业废水中包括各类有机物；空气中包括nox、cox、hc、vocs及有害颗粒物等。

当前无论是处理水体中的污染物还是处理空气中的污染物，大都是采用吸附处理技术、生化处理技术、过滤处理技术及化学处理等技术。生化处理技术和化学处理技术可以分解或降解部分有机污染物，其处理成本较高。其它处理方法虽然处理成本相对较低，但都不能有效降解或消除有机物。以饮用水净化处理为例，目前在饮用水净化处理方面，主要是采取安装膜过滤净化处理装置，来解决饮用水净化问题。这种方式只是一种物理性过滤处理方法，水中的有机物被阻隔在膜的外侧，它没有分解有机化合物的功能，所以它没有解决有机物依然存在的这一难题。当膜达到一定的负荷时，它将彻底失去过滤效果。在室内空气净化处理方面也存在同样问题。目前在室内空气净化处理方面，主要是通过空气净化器来达到净化作用。空气净化器的工作原理主要是通过网膜过滤，而空气中的污染物如挥发性有机物（vocs）是不可能被去除掉的。这也是解决环境污染问题的一大难关。

光催化氧化技术是一种新型的去除vocs及去除其它有机化合物的方法。它是利用半导体光催化剂在紫外光的照射下产生的强氧化性羟基自由基和负氧离子，由于羟基自由基的存在导致一系列复杂的相互关联的自由基反应，而这些反应最终导致有机物的矿化降解，使有机物被氧化还原为无害的无机物。从而去除空气中或水中的各种污染物，达到净化的目的。而催化剂本身却不受任何的减量损失，也不会因负荷问题而中毒失效或更换。但是，光催化氧化技术目前还没有广泛地推广应用。其主要原因是：（一）选择一种既有效又耐用的光催化剂载体没有新的突破，即如何将固体粉状光催化剂长久固定在一种耐紫外光腐蚀的物体上；（二）紫外光源与催化剂在有限的空间内的最佳布置设计问题，即光催化剂能最大化地被光源照射，以此加大光催化剂与被处理介质的氧化反应面积，来提高处理效率；（三）在有限的空间内光催化剂与被处理介质的有效接触反应流程的合理设计问题。

技术实现要素：

针对上述现实问题，经过大量的研究试验，结合实际的实验应用，提出了一种折流多程式光催化氧化降解污染物处理器。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种折流多程式光催化氧化降解污染物处理器，包括下层缓冲室、上层缓冲室、光催化反应器、流程管、折流板，

下层缓冲室由折流板将其分成若干个独立的不进行介质流通的下单元缓冲室，上层缓冲室由折流板将其分成若干个独立的不进行介质流通的上单元缓冲室，一侧的下单元缓冲室有介质入口，介质流经路线的末端的上单元缓冲室或下单元缓冲室有介质出口；

下层缓冲室和上层缓冲室之间有并排设置的多个光催化反应器，光催化反应器包括内套管、外套管及内外套管之间的吸附了光催化剂的载体，内套管为透明的石英玻璃管，外套管上下端面有流通孔供介质从下单元缓冲室流经吸附了光催化剂的载体，再流入对应的上单元缓冲室，内套管及封口塞将紫外灯密封其中；

流程管设在下层缓冲室和上层缓冲室之间，将介质在上单元缓冲室和下单元缓冲室之间输送。

其中，所述光催化剂为纳米级的tio2或zno，所述载体硅质多孔球状材料，比如sio2微球，将纳米级的tio2或者zno光催化剂配制为胶体溶液，然后按量将硅质多孔球状载体浸泡在胶体溶液中，经过一定的时间自干后便成为实用性的光催化剂。

其中，紫外灯通过导线连接电源，导线收纳于壳体顶部的导线管内。

其中，所述壳体、流程管、折流板、外套管和导线管为不锈钢材质制成。

本发明的有益效果为：上、下单元缓冲储存室的介质折流是通过每层固定位置的折流板实现的。介质通过流程管的目的是延长介质在处理器中的反应时间，以此提高处理效率。采用一种具有优良吸附性的硅质多孔球状材料作为催化剂的载体。紫外光源与催化剂采取管式中心光源环周辐射催化剂的布置方式设计一种高效的光催化反应器。该反应器是管式形状，紫外线灯光源位于管状轴心位置，灯管外部选择透光性好的石英玻璃管作为灯的保护层，反应器的外套管是由耐光腐蚀材料的不锈钢材料制作。光催化剂与被处理介质的接触采取单位空间内的折流n程式处理方法设计。总体设计合理，操作简便，单位空间处理效率高。

附图说明

图1是本发明处理器的结构图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步解释说明。

如图1所示，一种折流多程式光催化氧化降解污染物处理器，包括下层缓冲室、上层缓冲室、光催化反应器、流程管、折流板；

下层缓冲室由折流板14将其分成若干个独立的不进行介质流通的下单元缓冲室9，分别为a室、b室和c室，上层缓冲室由折流板14将其分成若干个独立的不进行介质流通的上单元缓冲室10，分别为a室、b室和c室，一侧的下单元缓冲室a室有介质入口4，介质流经路线的末端的上单元缓冲室c室有介质出口3；

下层缓冲室和上层缓冲室之间有并排设置的多个光催化反应器，光催化反应器包括内套管15、外套管7及内外套管之间的吸附了光催化剂的载体8，内套管15为透明的石英玻璃管，外套管上下端面有流通孔12供介质从下单元缓冲室流经吸附了光催化剂的载体，再流入对应的上单元缓冲室，内套管15及封口塞6将紫外灯16密封其中；

流程管13设在下层缓冲室和上层缓冲室之间，将介质在上单元缓冲室和下单元缓冲室之间输送。

紫外灯16通过导线5连接电源2，导线收纳于壳体顶部的导线管17内。

其中，所述壳体1、流程管13、折流板14、外套管7和导线管17均为耐腐蚀的304不锈钢材质制作。

介质的流经路线正如图1中箭头方向：

1、待处理的介质在进入本处理器前应经网格过滤。此目的主要是防止絮状杂质及较大的其它杂质等进入处理器内，以免影响处理效果。

2、通过网格一级过滤后的介质进入到本处理器的底部a室内。此时底部密封储存层的a室内属正压状态。密闭室内设计压力为0.2mpa。

然后介质从下单元缓冲室a室内进入对应的三个反应器内，通过流通孔12进入内套管与外套管之间被光照射的催化剂载体的空隙进入上单元缓冲室a室。此时上单元缓冲室a室内属正压状态。上单元缓冲室a室内设计压力为0.15mpa。

3、在正压0.15mpa的作用下，介质从上单元缓冲室a室内进入流程管，介质通过流程管进入下部单元缓冲室b室内。

4、介质从下部储存层b室内进入下一组反应器内，然后从上部单元缓冲b室内进入下一个流程管内，介质通过该流程管进入下单元缓冲室c室内。上单元缓冲室b室内的设计压力为0.1mpa。

5、介质从下单元缓冲室c室内进入最后一个流程管内，介质通过此流程管进入上部单元缓冲室c室内。经介质出口3排入室内。介质出口的设计压力为0.03~0.05mpa。

上、下单元缓冲储室的介质折流是通过每层固定位置的折流板实现的。介质通过流程管的目的是延长介质在处理器中的反应时间，以此提高处理效率。经过最初的一级处理和反应器的四折五程（视具体不同程度的处理对象，可以增减折程处理流程）的光催化氧化处理后的介质，其所含有的有机化合物最终将被降解为h2o、co2等无害的无机物。本处理器在用于空气净化时，其动力源来自外加的空气泵。如用在饮用水净化处理时，其动力源是靠它自来水系统内的压力来实现它的流程驱动。整个处理流程都是在密闭状态下进行的。