几种新型光催化水质净化反应器的探讨-任凯

几种新型光催化水质净化反应器的探讨-任凯收稿日期:2007-03-30几种新型光催化水质净化反应器的探讨任凯,陈泽堂,刘金辉(东华理工大学土木与环境工程学院,江西抚州344000)摘要:综述了几种新型光催化反应器的结构、特征,讨论各反应器的应用情况和处理效果,对其优缺点进行评价。指出光催化技术与其它成熟水处理技术的耦合是光催化工艺进入实际应用的重要途径。关键词:光催化反应器:废水处理:三相流化床;分离膜;转盘中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1673-9655(2007)05-0060-03TiO2光催化氧化作为一项清洁高效的新型污染治理技术,日益受到人们的关注。近年来,人们围绕光催化剂的制备和改性、光催化机理、降解反应动力学以及光催化反应器的设计等做了大量细致而深入的研究。据Blake[1]在2001年的不完全统计,相关的文献总量已超过6200篇。但迄今为止,TiO2光催化处理污水技术仍未实用化。研究普遍证实,对当前已知的光催化剂,其使用方式均存在明显的技术弊端,严重阻碍了光催化工艺的发展[2～3]。为克服光催化处理工艺的技术缺陷,近几年将光催化技术与传统水处理技术进行耦合逐渐成为国内外学者研究的热点[4～5]。目前,已开发出三相内循环流化床光催化反应器、光催化膜反应器、转盘光反应器等多种新型反应器。耦合技术在保持各单个处理工艺特性和处理能力的基础上存在明显耦合协同效应,具有一系列独特的、优良的工艺特性,发展潜力巨大;同时也存在诸多亟需解决的难题。1几种新型反应器1.1三相内循环流化床光催化反应器尤宏等[6]成功地制作出三相内循环流化床光催化反应器。其结构如图1所示:反应器最里边的石英套管中放置紫外光源;中间是气、固、液三相升流区,外层是降流区;反应器底部安装环状曝气头,产生气泡;由于上浮气泡的作用,在升流区和降流区之间产生密度差,驱使流体夹带固体催化剂在两区之间循环流动。顶部放大段形成缓冲区使气、固、液分离,处理后的上清液流出反应器。反应器高700mm,容积(升流区、降流区和底部折流区)20L,其中有效反应区(升流区)体积4.6L。三相内循环流化床光催化反应器[7]流体传质与混合性能好,节省动力,单位体积负荷大,抗冲击能力强,运行成本低,操作方便;其结构有利于光源的布置,使内部辐射场分布均匀;在实现光、固体催化剂和溶液的有效接触、提高传质效率的同时,解