專利名稱：浸入式紫外光接觸降解水中有機(jī)污染物方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對水體中難去除物質(zhì)的紫外接觸式處理方法，屬水污染控制，水處理技術(shù)及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，涉及水廠進(jìn)出水及部分污染水體COD的降解。
背景技術(shù)：
隨著石油化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥和染料等工業(yè)的迅速發(fā)展，含各種生物難降解的有機(jī)污染物廢水排放相應(yīng)增多，廢水中難降解有機(jī)污染物的數(shù)量與種類與日俱增，其危害日益嚴(yán)重，已成為水污染控制的焦點問題。在諸多方法中，高效、經(jīng)濟(jì)的高級氧化技術(shù)極具應(yīng)用前
旦
-5^ O水處理過程中，常規(guī)方法難以將部分有機(jī)物或較低濃度有機(jī)物降低到允許范圍內(nèi)。目前，紫外作為一種高效的處理方法在飲用水殺毒過程中應(yīng)用較多。主要是利用適當(dāng)波長的紫外線，破壞微生物細(xì)胞中DNA和RNA的分子結(jié)構(gòu)，進(jìn)而造成生長性細(xì)胞死亡或再生性死亡，以達(dá)到殺菌消毒的效果；同時，水及其中的溶解氧在紫外線的照射下，產(chǎn)生超氧負(fù)離子(02_)、激發(fā)基態(tài)氧分子(O2)、過氧化氫(H2O2),羥基自由基(.0Η)等氧化性極強的激發(fā)態(tài)物質(zhì)，對水中有機(jī)物氧化，達(dá)到降解的目的。跟其他化學(xué)方法相比，具有使用安全、作用廣泛、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。由于不向水中增加任何物質(zhì)因此無需化學(xué)藥品，產(chǎn)生副作用及消毒副產(chǎn)物。同時不受水溫、酸堿度等環(huán)境因素影響。因此具有殺菌，降解效率高，作用快等特點。目前，紫外降解或消毒的主要應(yīng)用方式是照射，而主要應(yīng)用的波長為254nm。這種對污染物的降解效率相對較 低。185 nm波長紫外燈發(fā)射的光子能斷裂大多數(shù)化學(xué)鍵，是紫外催化中最為有效的一種波長，目前應(yīng)用較少。且浸入式方法使紫外線與污染物之間達(dá)真空接觸，降解效率最大化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)水處理工藝技術(shù)及在COD降解過程中存在的缺陷和不足，為凈化和改善水質(zhì)，提出一種針對水廠進(jìn)出水中COD進(jìn)行紫外光接觸式照射的處
理方法。本發(fā)明是一種侵入式紫外光接觸降解水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于具有以下過程和步驟:
將一定功率的紫外燈管放在裝有待處理污水的反應(yīng)囂中，利用紫外光直接接觸照射水中污染物，所述紫外燈管的功率為40-60 ;紫外光的波長為185nm;最佳污水COD起始濃度不大于100 mg/ml ;最佳照射時間為60-120分鐘。本發(fā)明一種浸入式紫外光接觸降解水中有機(jī)污染物的方法中所用的專用裝置，即紫外光降解反應(yīng)器，包括有:紫外燈管、容器夾層、反應(yīng)容器、凈化水容器、流量計、水泵、污水進(jìn)口、污水出口、通氣進(jìn)口 ；其特征在于:紫外燈管設(shè)置于接觸反應(yīng)器的中心位置，紫外燈管波長為185nm，反應(yīng)容器容器外壁設(shè)有進(jìn)水口和出水口和通氣口，流量計可控制廢水在接觸反應(yīng)容器的停留時間，紫外燈管浸沒于接觸反應(yīng)容器中的廢水中。容器夾層的下部和上部各設(shè)有進(jìn)水管和出水管，通入循環(huán)水以調(diào)節(jié)和控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度；在反應(yīng)容器器壁上部設(shè)有活塞式通氣孔，通過該孔插入一通氣管，可通入空氣或氧氣，通氣管的另一端與流量計相連接，以測定通氣量；被處理的污水在凈化水容器內(nèi)通過水泵可作多次循環(huán)運作，以得到較高質(zhì)量的凈水。本發(fā)明方法其結(jié)果表明:在侵入方式下，185nm紫外光的接觸式照射能夠有效的去除水中C0D。對不同初始濃度下COD去除率分別為:當(dāng)初始濃度為360mg/L，反應(yīng)時間為60分鐘的去除率為12.9%；120分鐘去除率為16.4% ；240分鐘去除率為25.8% ;當(dāng)初始濃度為174mg/L,反應(yīng)時間為60分鐘的去除率為16.0%；120分鐘去除率為34.7% ；240分鐘去除率為90.1% ;當(dāng)初始濃度為58mg/L，反應(yīng)時間為60分鐘的去除率為92.8%； 120分鐘去除率為100%?？梢?在40w功率下，降解效率隨著接觸反應(yīng)時間延長而增加，對于低濃度污染水體中C0D，短時間的接觸反應(yīng)即可完全或大部分去除。本發(fā)明方法利用紫外光浸入污染水中，接觸式照射污染物，其設(shè)備成本低，處理效果好，在采用紫外光處理水源水和飲用水的工程中有較大的應(yīng)用潛力。


圖1為本發(fā)明中關(guān)于接觸式紫外降解反應(yīng)器的簡單示意圖。圖2為本發(fā)明中不同初始濃度185nm紫外光接觸照射對水中COD降解效果圖。
具體實施例方式現(xiàn)將本發(fā)明的具體實施例敘述如下:(利用如圖1的接觸式紫外降解反應(yīng)器):
a、將一定濃度COD廢水以一定流量通入所設(shè)計的接觸式紫外光反應(yīng)器的特定水處理容器中，接通185nm的紫外光源，光源處于連續(xù)工作狀態(tài)，同時，根據(jù)處理需要及出水水質(zhì)于反應(yīng)時間分別為IOmin, 30 min, 60 min, 120 min, 180 min, 240 min取樣測定水中剩余COD濃度，以計算降解效率。b、反應(yīng)器容器b出口，即可作為水循環(huán)出口 ；通氣孔c通入空氣或氧氣，以產(chǎn)生的O3增強處理效果。c、紫外燈的燈頭導(dǎo)電處以硅膠封閉。d、容器中水處理方式可分別以靜態(tài)和動態(tài)兩種進(jìn)行。靜態(tài)方式下:污染水直接注滿容器后，開啟紫外光源，定時監(jiān)測水樣，達(dá)到需要指標(biāo)后，一次性由容器內(nèi)排出。動態(tài)方式下，使污染水在凈化水容器中，由潛水泵經(jīng)由反應(yīng)器上端進(jìn)口 a處進(jìn)入，根據(jù)處理需要及出水水質(zhì)調(diào)節(jié)流量計來控制水力流速，在容器中呈流動狀態(tài)而停留一定時間，從反應(yīng)器下端出口 b處流出，達(dá)到所要的處理效果?？梢砸匝h(huán)方式提高對水中污染物的降解效率。e、通過實驗過程，得出對不同濃度COD水體接觸照射的最佳處理時間，隨著污染濃度降低，作用時間減少，當(dāng)水中COD濃度小于100mg/L，功率為40_60w，紫外光的波長為185nm，照射時間為60-120分鐘即可去除大部分。對實施例中的 試驗過程或處理過程的分析和評價:
圖2為40w功率單燈作用條件下，185nm紫外光接觸照射對不同初始濃度COD降解效果。在浸入方式下，185nm紫外光的接觸式照射能夠有效的去除水中C0D。對不同初始濃度下COD去除率分別為:當(dāng)初始濃度為360mg/L，反應(yīng)時間為60分鐘的去除率為12.9% ；120分鐘去除率為16.4% ；240分鐘去除率為25.8% ;當(dāng)初始濃度為174mg/L，反應(yīng)時間為60分鐘的去除率為16.0% ；120分鐘去除率為34.7% ；240分鐘去除率為90.1% ;當(dāng)初始濃度為58mg/L，反應(yīng)時間為60分鐘的去除率為92.8%; 120分鐘去除率為100%?？梢姡?0w功率下，降解效率隨著接觸反應(yīng)時間延長而增加，對于低濃度污染水體中C0D，短時間的接觸反應(yīng)即可完全或大部分去除。`
權(quán)利要求
1.一種浸入式紫外光接觸降解水中有機(jī)污染物的方法，其特征在于具有以下的工藝過程和步驟: 將一定功率的紫外燈管放在裝有待處理污水的反應(yīng)囂中，利用紫外光直接接觸照射水中污染物，所述紫外燈管的功率為40-60W;紫外光的波長為185nm;最佳污水COD起始濃度不大于100 mg/ml ;最佳照射時間為60-120分鐘。
2.一種浸入式紫外光接觸降解水中有機(jī)污染物的方法中所用的專用裝置，即紫外光降解反應(yīng)器，包括有:紫外燈管(I)、容器夾層(2)、反應(yīng)容器(3)、凈化水容器(4)、流量計(5 )、水泵(6 )、污水進(jìn)口( a)、污水出口(b)、通氣進(jìn)口( c);其特征在于:紫外燈管(I)設(shè)置于接觸反應(yīng)器(2)的中心位置，紫外燈管(I)波長為185nm;反應(yīng)容器(3)容器外壁設(shè)有進(jìn)水口(a)和出水口(b)和通氣口( c)，流量計(5)可控制廢水在接觸反應(yīng)容器(3)的停留時間，紫外燈管(I)浸沒于接觸反應(yīng)容器(3)中的廢水中；容器夾層(2)的下部和上部各設(shè)有進(jìn)水管和出水管，通入循環(huán)水以調(diào)節(jié)和控制反應(yīng)器內(nèi)的溫度；在反應(yīng)容器(3)器壁上部設(shè)有活塞式通氣孔(c)，通過該孔插入一通氣管，可通入空氣或氧氣，通氣管的另一端與流量計相連接，以測定通氣量；被處理的污水在凈化水容器(4)內(nèi)通過水泵(6)可作多次循環(huán)運作，以得到較高 質(zhì)量的凈水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種浸入式紫外光接觸降解水中有機(jī)污染物的方法，也即是一種對水體中低微濃度或難去除物質(zhì)的處理方法，屬水污染控制，水處理技術(shù)及環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域。本發(fā)明對水源水，水廠，湖水，河水及化工廠廢水中的有機(jī)污染物進(jìn)行降解，特別是對水體中微量及痕量污染物進(jìn)行去除的一種紫外光輻射處理方法。實驗過程證實在一定條件下，即溫度為室溫25℃，1大氣壓下，采用本反應(yīng)器進(jìn)行，所述紫外燈管的功率為40-60w;紫外光的波長為185nm;最佳污水COD起始濃度不大于100 mg/ml；最佳照射時間為60-120分鐘，水中有機(jī)污染物可幾乎全部去除。
文檔編號C02F1/32GK103121733SQ20131006103
公開日2013年5月29日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者劉書宇, 王巖, 敖細(xì)勇 申請人:上海大學(xué)