本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種光電協(xié)同催化反應(yīng)器。它包括分為反應(yīng)室和電磁沉淀池的箱體，所述反應(yīng)室中均勻分布有光電催化組件，所述光電催化組件的下方設(shè)有微孔爆氣板，所述光電催化組件的一側(cè)設(shè)有進水管，所述微孔爆氣板中分布有具有催化作用的粒子電極，所述電磁沉淀池的前后兩側(cè)設(shè)有電磁鐵，所述電極板、紫外線燈、電磁鐵均設(shè)有電源通電，所述電磁沉定池中設(shè)有排水管。將箱體分為反應(yīng)室跟電磁沉定池，粒子電極分散在微孔爆氣板中，進行催化反應(yīng)，分散流動的離子電極能全方位的接觸光照，提高了光的利用率，進而提高催化效果；電磁沉淀池的設(shè)定，防止離子電極隨水流出，將收集的離子電極放入微孔爆氣板中重復(fù)利用，節(jié)省了資源，降低了成本。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種廢水處理裝置，具體說是一種光電協(xié)同催化反應(yīng)器，屬于環(huán)境治理
技術(shù)介紹
環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展是21世紀人類面臨的主要課題，其中污水治理是環(huán)境保護的重點內(nèi)容之一。近年來，高級氧化技術(shù)尤其光催化氧化和電催化氧化技術(shù)越來越受到人們的重視，成為有毒有害有機污染物處理新技術(shù)的研究熱點。在眾多半導(dǎo)體光催化材料中，TiO2因其化學性質(zhì)穩(wěn)定，廉價易得，無毒而且催化效率較高而倍受青睞。當TiO2受到能量大于禁帶寬度的光照射時，其價帶上的電子激發(fā)到導(dǎo)帶，形成具有強還原性的光生電子（e-），價帶中則相應(yīng)地形成具有強氧化性的空穴（h+），并可進一步引發(fā)生成具有強氧化能力的·OH，最終可使水中的有機污染物完全氧化生成CO2、H2O。電催化高級氧化技術(shù)具有設(shè)備緊湊、占地面積少、無需大量化學藥劑、操作簡便、與環(huán)境兼容等優(yōu)點。它能在常溫常壓下，通過有催化活性的電極反應(yīng)直接或間接產(chǎn)生羥基自由基，從而降解難生化分解的有機污染物。光催化氧化、電催化氧化技術(shù)既有其特定的優(yōu)點，但也有自身的缺陷。納米TiO2光催化過程的主要問題就是光激發(fā)所產(chǎn)生的電子-空穴對極易復(fù)合，導(dǎo)致光催化的量子效率很低；同時TiO2懸浮相光催化易凝聚、難分離、易失活、回收困難，難以工業(yè)化應(yīng)用。這就使得長期以來，光催化技術(shù)始終難以實際應(yīng)用，而電催化氧化的存在著電耗高，電流效率低等問題。公開號為CN103420452A的專利公開了一種復(fù)極性固定床三維電極光電催化反應(yīng)器，該專利雖然解決了TiO2懸浮導(dǎo)致光催化易凝聚、難分離、易失活、回收困難，但是粒子電極固定住，阻礙了光線的傳遞，光能利用率低，電子-空穴對的產(chǎn)率低且易復(fù)合，光電協(xié)同效應(yīng)不高，同時還需要增加絕緣顆粒，成本高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于解決已有固定床三維電極光電催化反應(yīng)器光利用率低、光電協(xié)同催化效應(yīng)低、運行成本高的不足，提供一種光利用率高、光電協(xié)同催化效應(yīng)高、運行成本低的三維粒子電極流化床光電協(xié)同催化反應(yīng)器。本專利技術(shù)的光電協(xié)同催化反應(yīng)器是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：光電協(xié)同催化反應(yīng)器，包括帶有箱蓋2的箱體1，其特殊之處在于：所述箱體1分為相通的反應(yīng)室3和電磁沉淀池4，所述反應(yīng)室3中均勻分布有光電催化組件，所述光電催化組件包括與電源連接的電極板5和紫外線燈6，每組電極板包括分別與電源兩極連接的電極板，每兩組電極板之間設(shè)有與電源連接的紫外線燈6，所述光電催化組件的下方設(shè)有微孔爆氣板7，所述光電催化組件的一側(cè)設(shè)有進水管8，所述微孔爆氣板7上方、電極板與紫外線燈之間的廢水中以流化狀態(tài)分布具有光電協(xié)同催化作用的磁性三維粒子電極，所述電磁沉淀池4的前后兩側(cè)設(shè)有與電源連接的電磁鐵9，所述電磁沉定池4中設(shè)有排水管10；本專利技術(shù)中的光電催化組件為1-5組，每組設(shè)有3組電極板和2個紫外線燈；為了進一步提高催化效果，本專利技術(shù)的一種改進是：所述磁性三維粒子電極為包括鈦、錫、鐵、銻金屬氧化物的磁性半導(dǎo)體納米顆粒；在廢水處理過程中，為了進一步提高催化效果，降低運行成本，本專利技術(shù)的第二種改進是：所述磁性三維粒子電極投加量與進入該催化反應(yīng)器的廢水質(zhì)量比為5-10mg：1kg。本專利技術(shù)的光電協(xié)同催化反應(yīng)器，將箱體分為反應(yīng)室跟電磁沉定池，三維粒子電極分散在微孔爆氣板上方的廢水中，進行光電協(xié)同催化反應(yīng)，形成流化狀態(tài)的三維粒子電極能充分接受紫外燈光照，受光照激發(fā)形成的電子-空穴對，在電極板所產(chǎn)生的電場作用下，沿電場方向向粒子電極的兩端移動，使粒子電極形成電子聚集端和空穴聚集端的兩極，可有效降低電子-空穴對的復(fù)合幾率，進而提高光催化效率；電磁沉淀池的設(shè)定，防止三維粒子電極隨水流出，將收集的三維粒子電極放入反應(yīng)器的催化段中重復(fù)利用，節(jié)省了資源，降低了成本。附圖說明圖1：本專利技術(shù)拿掉箱蓋的主視圖；圖2：圖1的俯視圖；圖3：圖1中的C向結(jié)構(gòu)示意圖；圖4：箱蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5：圖1箱內(nèi)部件連接結(jié)構(gòu)圖；圖6：圖1中電極板結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1、箱體，2、箱蓋，3、反應(yīng)室，4、電磁沉定池，5、電極板，6、紫外線燈，7、微孔爆氣板，8、進水管，9、電磁鐵，10、排水管。具體實施方式下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例中的附圖，對本專利技術(shù)實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦＠夹g(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。實施例1：參考圖1-6。該光電協(xié)同催化反應(yīng)器，包括帶有箱蓋2的箱體1，所述箱體1為亞克力箱體，箱蓋2為亞克力箱蓋，所述箱體1分為相通的反應(yīng)室3和電磁沉淀池4，所述反應(yīng)室3中均勻分布有1-5組的光電催化組件，每組設(shè)有3組電極板和2個紫外線燈；每組光電催化組件包括與電源連接的電極板5和紫外線燈6，每組電極板包括分別與電源兩極連接的兩塊電極板，每兩組電極板之間設(shè)有與電源連接的紫外線燈6，所述光電催化組件的下方設(shè)有微孔爆氣板7，所述光電催化組件的一側(cè)設(shè)有進水管8，所述微孔爆氣板7上方、電極板和紫外線燈之間的廢水中以流化狀態(tài)分布有具有光電協(xié)同催化作用的磁性三維粒子電極，所述電磁沉淀池4的前后兩側(cè)設(shè)有與電源連接的電磁鐵9，所述電磁沉定池4中設(shè)有排水管10，所述磁性三維粒子電極粒子電極為包括鈦、錫、鐵、銻金屬氧化物的磁性半導(dǎo)體納米顆粒，磁性三維粒子電極中以鈦原子數(shù)為1，鋅、錫、鐵、銻的原子數(shù)與鈦的原子數(shù)之比分別為2%、2%、2.5%、1%，所述磁性三維粒子電極投加量與進入該催化反應(yīng)器的廢水質(zhì)量比為5-10mg：1kg。本專利技術(shù)的光電協(xié)同催化反應(yīng)器，將箱體分為反應(yīng)室跟電磁沉定池，廢水從進水管進入反應(yīng)室，在反應(yīng)室中三維粒子電極在微孔爆氣板產(chǎn)生的微氣泡作用下均勻分散在微孔爆氣板上方的廢水中，形成流化狀態(tài)的三維粒子電極能充分接受紫外燈光照，受光照激發(fā)形成的電子-空穴對，在電極板所產(chǎn)生的電場作用下，沿電場方向向粒子電極的兩端移動，使粒子電極形成電子聚集端和空穴聚集端的兩極，可有效降低電子-空穴對的復(fù)合幾率，形成高濃度具有強氧化性的空穴（h+）端，可進一步引發(fā)生成具有強氧化能力的·OH，最終可使水中的有機污染物完全氧化生成CO2和H2O，進而有效提高光催化效率；經(jīng)催化降解處理后的水自動溢出到電磁沉淀池，經(jīng)沉淀池沉淀后，上部清水由排水管排出，沉淀物可回收利用。電磁沉淀池的設(shè)定，可防止三維粒子電極隨水流出，將收集的三維粒子電極放入反應(yīng)器的反應(yīng)室中重復(fù)利用，可節(jié)省資源，降低成本。以上所述僅為本專利技術(shù)的較佳實施例，并不用以限制本專利技術(shù)，凡在本專利技術(shù)的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本專利技術(shù)的保護范圍之內(nèi)。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
光電協(xié)同催化反應(yīng)器，包括帶有箱蓋（2）的箱體（1），其特征在于：所述箱體（1）分為相通的反應(yīng)室（3）和電磁沉淀池（4），所述反應(yīng)室（3）中均勻分布有光電催化組件，所述光電催化組件包括與電源連接的電極板（5）和紫外線燈（6），每組電極板包括分別與電源兩極連接的電極板，每兩組電極板之間設(shè)有與電源連接的紫外線燈（6），所述光電催化組件的下方設(shè)有微孔爆氣板（7），所述光電催化組件的一側(cè)設(shè)有進水管（8），所述微孔爆氣板（7）上方、電極板與紫外線燈之間的廢水中以流化狀態(tài)分布有具有光電協(xié)同催化作用的磁性三維粒子電極，所述電磁沉淀池（4）的前后兩側(cè)設(shè)有與電源連接的電磁鐵（9），所述電磁沉定池（4）中設(shè)有排水管（10）。
【技術(shù)特征摘要】
1.光電協(xié)同催化反應(yīng)器，包括帶有箱蓋（2）的箱體（1），其特征在于：所述箱體（1）分為相通的反應(yīng)室（3）和電磁沉淀池（4），所述反應(yīng)室（3）中均勻分布有光電催化組件，所述光電催化組件包括與電源連接的電極板（5）和紫外線燈（6），每組電極板包括分別與電源兩極連接的電極板，每兩組電極板之間設(shè)有與電源連接的紫外線燈（6），所述光電催化組件的下方設(shè)有微孔爆氣板（7），所述光電催化組件的一側(cè)設(shè)有進水管（8），所述微孔爆氣板（7）上方、電極板與紫外線燈之間的廢水中以流化狀態(tài)分布有具有光電協(xié)同催化作用的磁性三維粒子電極，所述電磁沉淀池（4）的前后兩側(cè)設(shè)有與電源連接的電磁鐵（9），...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王德義，高書霞，
申請(專利權(quán))人：煙臺大學，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37
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