一种内循环型臭氧光催化反应器的制作方法

本发明涉及光催化反应器，具体为一种内循环型臭氧光催化反应器。

背景技术：

1、光催化剂是一种能够利用光能进行催化反应的材料。它的主要作用是在光照下产生活性的光致电子和光致空穴，并利用它们进行氧化还原反应，从而实现有机物的降解、污染物的去除以及其他化学反应。光催化剂的应用非常广泛，常用于环境污染治理，光催化剂可用于废水处理、大气污染物降解等领域。通过光催化反应，有机物和污染物可以被快速降解为无害的物质，从而净化水体和空气；光催化除菌消毒，光催化剂可以利用产生的活性氧和自由基对细菌、病毒等微生物进行杀灭和去除，用于水处理、食品消毒等领域；光催化分解水制氢：光催化剂可以利用光能将水分解为氢气和氧气，用于制备清洁能源氢气，具有潜在的能源应用价值。

2、目前，光催化剂大多采用粉末状催化剂，但粉末状催化剂存在回收困难的问题；同时，单一光催化或单一臭氧处理的效果有限问题。

技术实现思路

1、针对上述技术不足，本发明的目的在于提供内循环型臭氧光催化反应器采用颗粒型光催化剂，通过内循环带动其产生流体化，解决光催化剂回收难的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种内循环型臭氧光催化反应器，包括进水管，所述进水管，用于将废水引入罐体，所述进水管下端连通有罐体，所述罐体用于容纳反应废水，所述罐体上端内部固定连接有初淀区，所述进水管下端延伸至初淀区内部，所述初淀区用于去除废水的悬浮颗粒物，所述初淀区底部设置有排泥系统，所述排泥系统用于排出初沉区产生的污泥，所述初淀区上端设置有溢流堰，所述溢流堰外侧连通有循环区，所述溢流堰用于将初沉区污水导入循环区，所述循环区与初沉区相连，用于实现废水的内循环，所述循环区外侧设置有混合区，所述混合区与循环区之间固定连接有隔板，所述隔板用于将循环区与混合区隔开，废水在循环区和混合区往复运动，形成内循环，所述循环区和混合区内部含颗粒型光催化剂，所述颗粒型光催化剂是发挥主要光催化-臭氧协同氧化的部位，用于去除有机物，所述混合区内部设置有臭氧释放器，所述臭氧释放器用于提供臭氧，所述罐体外部设置有紫外光灯，所述紫外光灯为反应区内的颗粒型光催化剂提供光催化反应的光源，所述罐体上端设置有斜管出水区，所述斜管出水区用于处理后的废水从罐体流出，所述斜管出水区底部设置有蜂窝斜管，所述蜂窝斜管底部与罐体上端外侧连通，所述蜂窝斜管用于将流失的颗粒型光催化剂在其内部进行沉淀，并回到混合区，所述斜管出水区上部设置有出水堰，所述出水堰用于将处理后的污水流出罐体，所述臭氧释放器外侧一端连通有臭氧发生系统，所述臭氧发生系统设置于罐体外部，所述臭氧发生系统用于产生臭氧并输送至臭氧释放器；

4、通过上述技术方案，该内循环型臭氧光催化反应器，通过循环区和混合区之间的内循环，可使废水多次接触颗粒型光催化剂和臭氧释放器，从而提高光催化效率和降解有机物的效果。初淀区的排泥系统能够将产生的污泥排出，保持反应器的清洁和稳定运行。颗粒型光催化剂的选用以及紫外光灯的提供光源，可实现光催化-臭氧协同氧化作用，达到更高的降解效率。斜管出水区中的蜂窝斜管能够沉淀流失的颗粒型光催化剂，避免损失并回收利用。臭氧发生系统能够产生足够的臭氧，并将其输送至臭氧释放器，提供所需的臭氧浓度，

5、该内循环型臭氧光催化反应器采用颗粒型光催化剂，通过内循环带动其产生流体化，解决光催化剂回收难的问题；此外，这种形式还延长催化剂与污染物的接触时间，提高光催化效率。

6、同时采用的光催化-臭氧联用技术对有机物的降解效率大大高于单一光催化和单一臭氧的降解效率,具有一定的协同效应；其产生协同效应的本质原因可能是臭氧捕获了光催化过程中产生的光致电子生成了更多的·oh自由基

7、整个反应器具有简单、有效、高效的特点，可实现废水的处理和有机物的降解。

8、优选的，所述臭氧发生系统依次包括空压机、储气罐、冷干机、吸干机、臭氧发生器以及为臭氧发生器提供冷却的冷却装置。

9、通过上述技术方案，罐体外部的臭氧发生系统与臭氧释放器相连，主要用于臭氧的产生和均匀进气。

10、优选的，所述吸干机左侧与冷干机连通，所述吸干机右端与臭氧释放器连通。

11、通过上述技术方案，通过吸干机将储气罐内的臭氧输送至臭氧释放器。

12、优选的，所述紫外光灯有多个，多个所述紫外光灯均匀分布在罐体的外周。

13、通过上述技术方案，紫外光灯为反应区内的颗粒型光催化剂提供光催化反应的光源，采用的光催化-臭氧联用技术对有机物的降解效率大大高于单一光催化和单一臭氧的降解效率,具有一定的协同效应。

14、优选的，所述循环区和混合区内部上下端分别连通，采用通过内循环带动颗粒型光催化剂产生流体化。

15、优选的，所述颗粒型光催化剂选用tio2小沙粒光催化剂。

16、优选的，所述蜂窝斜管圆周分布在罐体上端，所述蜂窝斜管采用pp材质。

17、优选的，所述臭氧发生系统可实现臭氧的产生和均匀进气，提供足够的臭氧供应。

18、优选的，所述排泥系统包括泥斗、排泥管、排泥口，所述泥斗固定连接于初沉区底部，所述排泥管与泥斗连通，所述排泥管下端贯穿至罐体外部，所述排泥管位于罐体外部一端连通有排泥口，所述初沉区产生的污泥依次经过泥斗、排泥管，最后在排泥口处排出。

19、通过上述技术方案，排泥系统在内循环型臭氧光催化反应器中的作用是去除废水中产生的污泥，以保持反应器的清洁和稳定运行。它由泥斗、排泥管和排泥口组成，泥斗收集并暂存初沉区废水中的污泥，排泥管将污泥引导出初沉区，排泥口使污泥流出反应器。通过排泥系统的设置，废水中的污泥可以有效地被排出，保持反应器表面的清洁，提高降解有机物的效率，并减少污泥对内循环的干扰。

20、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

21、本发明的内循环型臭氧光催化反应器，通过循环区和混合区之间的内循环，可使废水多次接触颗粒型光催化剂和臭氧释放器，从而提高光催化效率和降解有机物的效果。初淀区的排泥系统能够将产生的污泥排出，保持反应器的清洁和稳定运行。颗粒型光催化剂的选用以及紫外光灯的提供光源，可实现光催化-臭氧协同氧化作用，达到更高的降解效率。斜管出水区中的蜂窝斜管能够沉淀流失的颗粒型光催化剂，避免损失并回收利用。

22、第二、本发明采用光催化-臭氧联用技术对有机物的降解效率大大高于单一光催化和单一臭氧的降解效率,具有一定的协同效应;其产生协同效应的本质原因可能是臭氧捕获了光催化过程中产生的光致电子生成了更多的·oh自由基，同时选用颗粒型光催化剂，回收简单；采用内循环的方式实现流化，减少运行成本，同时延长催化剂与污染物的接触时间，提高光催化效率。。

23、第三、本发明整个反应器具有简单、有效、高效的特点，可实现废水的处理和有机物的降解。

技术特征：

1.一种内循环型臭氧光催化反应器，包括进水管(1)，其特征在于：所述进水管(1)，用于将废水引入罐体(2)，所述进水管(1)下端连通有罐体(2)，所述罐体(2)用于容纳反应废水，所述罐体(2)上端内部固定连接有初淀区(3)，所述进水管(1)下端延伸至初淀区(3)内部，所述初淀区(3)用于去除废水的悬浮颗粒物，所述初淀区(3)底部设置有排泥系统(4)，所述排泥系统(4)用于排出初沉区产生的污泥，所述初淀区(3)上端设置有溢流堰(5)，所述溢流堰(5)外侧连通有循环区(6)，所述溢流堰(5)用于将初沉区污水导入循环区(6)，所述循环区(6)与初沉区相连，用于实现废水的内循环，所述循环区(6)外侧设置有混合区(8)，所述混合区(8)与循环区(6)之间固定连接有隔板(7)，所述隔板(7)用于将循环区(6)与混合区(8)隔开，废水在循环区(6)和混合区(8)往复运动，形成内循环，所述循环区(6)和混合区(8)内部含颗粒型光催化剂(9)，所述颗粒型光催化剂(9)是发挥主要光催化-臭氧协同氧化的部位，用于去除有机物，所述混合区(8)内部设置有臭氧释放器(10)，所述臭氧释放器(10)用于提供臭氧，所述罐体(2)外部设置有紫外光灯(11)，所述紫外光灯(11)为反应区内的颗粒型光催化剂(9)提供光催化反应的光源，所述罐体(2)上端设置有斜管出水区(12)，所述斜管出水区(12)用于处理后的废水从罐体(2)流出，所述斜管出水区(12)底部设置有蜂窝斜管(13)，所述蜂窝斜管(13)底部与罐体(2)上端外侧连通，所述蜂窝斜管(13)用于将流失的颗粒型光催化剂(9)在其内部进行沉淀，并回到回到混合区(8)，所述斜管出水区(12)上部设置有出水堰(14)，所述出水堰(14)用于将处理后的污水流出罐体(2)，所述臭氧释放器(10)外侧一端连通有臭氧发生系统(22)，所述臭氧发生系统(22)设置于罐体(2)外部，所述臭氧发生系统(22)用于产生臭氧并输送至臭氧释放器(10)。

2.根据权利要求1所述的一种内循环型臭氧光催化反应器，其特征在于：所述臭氧发生系统(22)依次包括空压机(15)、储气罐(16)、冷干机(17)、吸干机(18)、臭氧发生器(19)以及为臭氧发生器(19)提供冷却的冷却装置(20)。

3.根据权利要求2所述的一种内循环型臭氧光催化反应器，其特征在于：所述吸干机（18）左侧与冷干机（17）连通，所述吸干机(18)右端与臭氧释放器(10)连通。

4.根据权利要求1所述的一种内循环型臭氧光催化反应器，其特征在于：所述紫外光灯(11)有多个，多个所述紫外光灯(11)均匀分布在罐体(2)的外周。

5.根据权利要求1所述的一种内循环型臭氧光催化反应器，其特征在于：所述循环区(6)和混合区(8)内部上下端分别连通，采用通过内循环带动颗粒型光催化剂(9)产生流体化。

6.根据权利要求1所述的一种内循环型臭氧光催化反应器，其特征在于：所述颗粒型光催化剂(9)选用tio2@小沙粒光催化剂。

7.根据权利要求1所述的一种内循环型臭氧光催化反应器，其特征在于：所述蜂窝斜管(13)圆周分布在罐体(2)上端，所述蜂窝斜管(13)采用pp材质。

8.根据权利要求1所述的一种内循环型臭氧光催化反应器，其特征在于：所述臭氧发生系统(22)可实现臭氧的产生和均匀进气，提供足够的臭氧供应。

9.根据权利要求1所述的一种内循环型臭氧光催化反应器，其特征在于：所述排泥系统(4)包括泥斗(41)、排泥管(42)、排泥口(43)，所述泥斗(41)固定连接于初沉区底部，所述排泥管(42)与泥斗(41)连通，所述排泥管(42)下端贯穿至罐体(2)外部，所述排泥管(42)位于罐体(2)外部一端连通有排泥口(43)，所述初沉区产生的污泥依次经过泥斗(41)、排泥管(42)，最后在排泥口(43)处排出。

技术总结本发明涉及光催化反应器技术领域，且公开了一种内循环型臭氧光催化反应器,包括进水管，所述进水管，用于将废水引入罐体，所述进水管下端连通有罐体，所述罐体用于容纳反应废水，所述罐体上端内部固定连接有初淀区，所述进水管下端延伸至初淀区内部，所述初淀区用于去除废水的悬浮颗粒物。该内循环型臭氧光催化反应器,采用光催化‑臭氧联用技术对有机物的降解效率大大高于单一光催化和单一臭氧的降解效率,具有一定的协同效应;其产生协同效应的本质原因可能是臭氧捕获了光催化过程中产生的光致电子生成了更多的·OH自由基，同时选用颗粒型光催化剂，回收简单。技术研发人员：徐丽亚,田启平,许猛,张峰,陈晶晶,陈欣怡,姚华奇,赖亮,石瑞芬,杨佳豪受保护的技术使用者：浙江省机电设计研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18