4 125 管上这种反应器90年代初开始用于实际污水处理,光学纤维,每根光学纤维表面都负载了一层TO2膜, 美国的 Sandia国家实验室和 La whence Liver more实验反应在膜水表面进行从其结构可以看出,这种反应器 室已分别在 Albuquerque和加利福尼亚建立了抛物槽的光水催化剂三相接触面积是很大的,因而反应效 反应器的示范工程,同一时期欧盟资助的一些研究团率很高,这在实验中也已得到了证实.此外,根据实际 体也在西班牙的 Al meriad( Platafor ma solar de al meria,需要,能通过增加光学纤维的数量来进一步提高反应 PSA)建立了类似的反应器并进行了相关的研究4.许器的三相接触面积,同时避免了其它反应器所具有的 多研究者认为,这种聚焦式光反应器只能利用太阳光诸如占地面积大有效反应体积小等缺点但是光学纤 的直射部分,然而太阳光的漫射部分对催化作用也相维及其辅助设备的造价太高限制了该反应器的推广应 当重要因此, Herr mann等设计了一种称为cpC(com-用,如果能够降低反应器的投资成本,进一步提高反应 pound parabolic collector)光反应器的装置来研究降解有效率,光学纤维束光化学反应器在水处理中是有很较 机废水[231.这种反应器由一系列的复合抛物面捕集器好的应用前景的 组成,每个CPC是由8个平行的,能透过紫外光的含氟 6) tube light光反应器这是根据 Philips公司新 聚合物管构成,每根管都带有2个特殊的抛物状的反开发的一种直径非常小的荧光管式灯而设计的反应 射装置由于这种反应器能同时利用直射和散射2种器301.由于灯的形状和长度可以改变,因而反应器的 紫外光,因而,与前面介绍的聚焦型的光反应器相比,形状和大小可根据需要来设计,非常方便可以说, 有更高的光效率 tube light光反应器几乎具有光学纤维束光化学反应器 实验结果表明,聚焦型光反应器有很好的降解污的所有优点,虽然其造价也不低,但与光学纤维束光化 染物的效果,但由于其聚焦设备造价昂贵,使得反应器学反应器相比还是要便宜得多.就目前而言,限制其用 的投资费用过高,难以承受 于大规模水处理的主要障碍是耗电量较大 (3)平板型反应器这是 Wyness的研究小组开发 存在的问题 的一种太阳光反应器4.该反应器主体为上面铺有 层负载了TiO2的玻璃纤维网的平板,它与水箱泵、淋 开究表明,多种结构的光催化反应器已经被用于 滤装置等辅助设备连接研究表明,这种反应器无论是光降解研究和实际废水处理中,并且取得了一些成功, 在阴天还是晴天,都有相当好的处理效果但是,由于但同时也遇到了一些问题需要解决这些问题涉及多 其水力负荷较低,因而很难用于实际污水的处理 相光催化反应器的各个方面,情况非常复杂,其中,催 (4)浅池型光反应器浅池型光反应器分为室内、化剂的存在状态反应器的几何形状及尺寸和光系统3 室外2种室内的反应器是将TiO3负载于容器底部形方面的问题是需要重点加以考虑的 成一层TiO3膜或在容器底部铺一层负载型催化剂,反 (1)催化剂的存在状态在悬浆体系中,反应不但 应溶液从催化剂上循环流过,并在电光源的照射下发需要大量的催化剂来支持连续的运转,而且处理后必 生反应. Matt he ws和 Sunada等分别用这种类型的反应须将催化剂粉末颗粒从流动相中分离出来,一般用过 器进行了多种污染物质的实验研究25-271.室外的浅池滤离心混凝絮凝等方法,这就使得处理过程过于复 反应器是 Wyness等研制开发的31,其规模要比室内杂,同时还增加了经济成本,因此,将催化剂粉末颗粒 反应器大得多,它由一系列高度不同的浅池组成,以太固定在载体上是需要的但这也产生了一些问题,这就 阳光作为光源,负载了TiO2的玻璃纤维网刚好浸没在是催化剂单位体积的表面积比较低,从而阻碍了质量 水面下与平板型反应器相比,浅池型光反应器的水力传递的进行;催化剂易于钝化以及由于反应介质对光 负荷要大的多,因而更有可能应用于工业污水的处理.的吸收和散射导致光能量的不 但由于光的透射能力有限,使得反应溶液的深度不能(2)反应器的几何形状反应器的几何形状在前 太大,因此,要想提高反应器的处理能力,只有通过扩面已经得到了论述,由于多相光催化反应本身所具有 大光照面积的途径,这就导致了反应器占地面积过大.的特点,反应器的光照面积与溶液体积的比率(NV) (5)光学纤维束光化学反应器( fiber optic cable是影响处理效果的重要参数.实验表明,MⅤ值越大 he mical react or)这是Pel等研制开发的一种反应速率越快但A值增大一般意味着占地面积的 光化学反应器,它基本上是由氙灯过滤器聚焦透镜、增加,因而在实际应用中是很难通过提高AV值来实 圆柱形的玻璃反应容器组成21.在反应容器内有现处理要求的而且,大多数反应器都不能按比例放大 1.2m长的光学纤维束,它包含72根直径1mm的石英到工业化的处理规模,这对于多相光催化反应器的实管上 这种反应器  年代初开始用于实际污水处理  美国的 ≥国家实验室和  √实验 室已分别在 ∏∏∏和加利福尼亚建立了抛物槽 反应器的示范工程 同一时期欧盟资助的一些研究团 体也在西班牙的 ° ≥  °≥建立了类似的反应器并进行了相关的研究≈ 许 多研究者认为 这种聚焦式光反应器只能利用太阳光 的直射部分 然而太阳光的漫射部分对催化作用也相 当重要 因此  等设计了一种称为 ≤ °≤2 ∏光反应器的装置来研究降解有 机废水≈ 这种反应器由一系列的复合抛物面捕集器 组成 每个 ≤°≤ 是由  个平行的 能透过紫外光的含氟 聚合物管构成 每根管都带有  个特殊的抛物状的反 射装置 由于这种反应器能同时利用直射和散射  种 紫外光 因而 与前面介绍的聚焦型的光反应器相比  有更高的光效率  实验结果表明 聚焦型光反应器有很好的降解污 染物的效果 但由于其聚焦设备造价昂贵 使得反应器 的投资费用过高 难以承受  平板型反应器 这是 • 的研究小组开发 的一种太阳光反应器≈ 该反应器主体为上面铺有一 层负载了 × 的玻璃纤维网的平板 它与水箱 !泵 !淋 滤装置等辅助设备连接 研究表明 这种反应器无论是 在阴天还是晴天 都有相当好的处理效果 但是 由于 其水力负荷较低 因而很难用于实际污水的处理  浅池型光反应器 浅池型光反应器分为室内 ! 室外  种 室内的反应器是将 × 负载于容器底部形 成一层 × 膜或在容器底部铺一层负载型催化剂 反 应溶液从催化剂上循环流过 并在电光源的照射下发 生反应  和 ≥∏等分别用这种类型的反应 器进行了多种污染物质的实验研究≈ ∗  室外的浅池 反应器是 • 等研制开发的≈ 其规模要比室内 反应器大得多 它由一系列高度不同的浅池组成 以太 阳光作为光源 负载了 × 的玻璃纤维网刚好浸没在 水面下 与平板型反应器相比 浅池型光反应器的水力 负荷要大的多 因而更有可能应用于工业污水的处理  但由于光的透射能力有限 使得反应溶液的深度不能 太大 因此 要想提高反应器的处理能力 只有通过扩 大光照面积的途径 这就导致了反应器占地面积过大  光学纤维束光化学反应器 2   这是 °等研制开发的一种 光化学反应器 它基本上是由氙灯 !过滤器 !聚焦透镜 ! 圆柱 形 的 玻 璃 反 应 容 器 组 成≈ 在反应容器内有 1  长的光学纤维束 它包含  根直径  的石英 光学纤维 每根光学纤维表面都负载了一层 × 膜  反应在膜水表面进行 从其结构可以看出 这种反应器 的光 !水 !催化剂三相接触面积是很大的 因而反应效 率很高 这在实验中也已得到了证实 此外 根据实际 需要 能通过增加光学纤维的数量来进一步提高反应 器的三相接触面积 同时避免了其它反应器所具有的 诸如占地面积大 !有效反应体积小等缺点 但是光学纤 维及其辅助设备的造价太高限制了该反应器的推广应 用 如果能够降低反应器的投资成本 进一步提高反应 效率 光学纤维束光化学反应器在水处理中是有很较 好的应用前景的  ∏光反应器 这是根据 °公司新 开发的一种直径非常小的荧光管式灯而设计的反应 器≈ 由于灯的形状和长度可以改变 因而反应器的 形状和大小可根据需要来设计 非常方便 可以说  ∏光反应器几乎具有光学纤维束光化学反应器 的所有优点 虽然其造价也不低 但与光学纤维束光化 学反应器相比还是要便宜得多 就目前而言 限制其用 于大规模水处理的主要障碍是耗电量较大  2 存在的问题 研究表明 多种结构的光催化反应器已经被用于 光降解研究和实际废水处理中 并且取得了一些成功  但同时也遇到了一些问题需要解决 这些问题涉及多 相光催化反应器的各个方面 情况非常复杂 其中 催 化剂的存在状态 !反应器的几何形状及尺寸和光系统  方面的问题是需要重点加以考虑的  催化剂的存在状态 在悬浆体系中 反应不但 需要大量的催化剂来支持连续的运转 而且处理后必 须将催化剂粉末颗粒从流动相中分离出来 一般用过 滤 !离心 !混凝 !絮凝等方法 这就使得处理过程过于复 杂 同时还增加了经济成本 因此 将催化剂粉末颗粒 固定在载体上是需要的 但这也产生了一些问题 这就 是催化剂单位体积的表面积比较低 从而阻碍了质量 传递的进行 催化剂易于钝化以及由于反应介质对光 的吸收和散射导致光能量的不足  反应器的几何形状 反应器的几何形状在前 面已经得到了论述 由于多相光催化反应本身所具有 的特点 反应器的光照面积与溶液体积的比率 ∂  是影响处理效果的重要参数 实验表明  ∂ 值越大  反应速率越快 但  ∂ 值增大一般意味着占地面积的 增加 因而在实际应用中是很难通过提高 ∂ 值来实 现处理要求的 而且 大多数反应器都不能按比例放大 到工业化的处理规模 这对于多相光催化反应器的实  期 环 境 科 学 