光催化反应装置水溶液中易于凝聚
光催化反应器按光源的照射方式可分为非聚集式反应器和聚集式反应器!非聚集式反应器可以采用电光源,也可以采用太阳光源,光源大多垂直反应面进行照射!该反应器的优点是结构简单、操作方便,缺点是用电光源的反应器运行费用过高,而用太阳光的反应器则反应速率较慢!聚集式反应器以太 阳光作为光源,一般采用抛物槽或抛物面收集器来聚集太阳光并辐射在能透过紫外光的中心管上!聚 集式反应器能够利用直射和反射的光线,在一定程度上克服了非聚集式反应器的缺点! 光催化反应器按催化剂的存在形式又可分为流 化床反应器和固定床反应器!在流化床反应器中,催化剂粉末直接或负载在颗粒状载体上后以悬浮态 存在于水溶液中,能随待处理液发生翻滚、迁移!在固定床反应器中,催化剂多负载在具有较大连续表面积的载体上,待处理液流过催化剂表面发生反应!流化床反应器结构相对简单,催化剂与污染物接触面积大,但催化剂难以回收,活性成分损失大,而且在水溶液中易于凝聚,因此很难成为一项实用的污水处理技术!固定床反应器操作简单,废水可循环处理,实现了催化与分离一体化,避免了催化剂的分离和回收过程!但在高温烧结过程中催化剂的多孔结构和暴露在外的面积会发生变化,光催化反应装置催化剂与液相的有效接触面积较小,催化效率不高!目前,载体的选择和催化剂固定技术已成为固定床反应器研制过程中十分关键的环节!光催化反应器按照反应器的结构和形状又可分为平板型反应器、浅池型反应器、管式反应器和环型 反应器(或圆筒型反应器)!还有一些其他类型的光催化反应器,如光学纤维束反应器等! 影响光催化反应器效率的因素 影响光催化反应器效率的因素很多,如光源(光源强度、波段与光照方式)、催化剂性质(催化剂粒径、类型与载体)、氧化剂种类待处理废液性质(废液的初始浓度组成、CL值、抑制物含量)、温度、废液的流动力学特征和停留时间等因素对反应器的运行都有影响,反应器的整体设计要综合考虑这些因素. 光化学及光催化氧化法是目前研究较多的一项高级氧化技术。所谓光催化反应,就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射,受激产生分子激发态,然后会发生化学反应生成新的物质,或者变成引发热反应的中间化学产物。光化学反应的活化能来源于光子的能量,在太阳能的利用中光电转化以及光化学转化一直是十分活跃的研究领域。 光催化氧化技术利用光激发氧化将O2、H2O2等氧化剂与光辐射相结合。所用光主要为紫外光,包括uv-H2O2、uv-O2等工艺,可以用于处理污水中CCl4、多氯联苯等难降解物质。另外,在有紫外光的Fenton体系中,紫外光与铁离子之间存在着协同效应,使H2O2分解产生羟基自由基的速率大大加快,促进有机物的氧化去除。
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