專利名稱：浸入式紫外光接觸降解水中有機污染物方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種對水體中難去除物質的紫外接觸式處理方法，屬水污染控制，水處理技術及環(huán)境保護領域，涉及水廠進出水及部分污染水體COD的降解。
背景技術：
隨著石油化工、醫(yī)藥、農藥和染料等工業(yè)的迅速發(fā)展，含各種生物難降解的有機污染物廢水排放相應增多，廢水中難降解有機污染物的數量與種類與日俱增，其危害日益嚴重，已成為水污染控制的焦點問題。在諸多方法中，高效、經濟的高級氧化技術極具應用前
旦
-5^ O水處理過程中，常規(guī)方法難以將部分有機物或較低濃度有機物降低到允許范圍內。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用較多。主要是利用適當波長的紫外線，破壞微生物細胞中DNA和RNA的分子結構，進而造成生長性細胞死亡或再生性死亡，以達到殺菌消毒的效果；同時，水及其中的溶解氧在紫外線的照射下，產生超氧負離子(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，對水中有機物氧化，達到降解的目的。跟其他化學方法相比，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因此無需化學藥品，產生副作用及消毒副產物。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用方式是照射，而主要應用的波長為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化學鍵，是紫外催化中最為有效的一種波長，目前應用較少。且浸入式方法使紫外線與污染物之間達真空接觸，降解效率最大化。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是為了解決傳統(tǒng)水處理工藝技術及在COD降解過程中存在的缺陷和不足，為凈化和改善水質，提出一種針對水廠進出水中COD進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污染物的方法中所用的專用裝置，即紫外光降解反應器，包括有:紫外燈管、容器夾層、反應容器、凈化水容器、流量計、水泵、污水進口、污水出口、通氣進口 ；其特征在于:紫外燈管設置于接觸反應器的中心位置，紫外燈管波長為185nm，反應容器容器外壁設有進水口和出水口和通氣口，流量計可控制廢水在接觸反應容器的停留時間，紫外燈管浸沒于接觸反應容器中的廢水中。容器夾層的下部和上部各設有進水管和出水管，通入循環(huán)水以調節(jié)和控制反應器內的溫度；在反應容器器壁上部設有活塞式通氣孔，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通過水泵可作多次循環(huán)運作，以得到較高質量的凈水。本發(fā)明方法其結果表明: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:當初始濃度為360mg/L，反應時間為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% ;當初始濃度為174mg/L,反應時間為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% ;當初始濃度為58mg/L，反應時間為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用潛力。


圖1為本發(fā)明中關于接觸式紫外降解反應器的簡單示意圖。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器):
a、將一定濃度COD廢水以一定流量通入所設計的接觸式紫外光反應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，根據處理需要及出水水質于反應時間分別為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，以產生的O3增強處理效果。c、紫外燈的燈頭導電處以硅膠封閉。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，達到需要指標后，一次性由容器內排出。動態(tài)方式下，使污染水在凈化水容器中，由潛水泵經由反應器上端進口 a處進入，根據處理需要及出水水質調節(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，從反應器下端出口 b處流出，達到所要的處理效果?？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:當初始濃度為360mg/L，反應時間為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% ;當初始濃度為174mg/L，反應時間為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% ;當初始濃度為58mg/L，反應時間為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，短時間的接觸反應即可完全或大部分去除。`
權利要求
1.一種浸入式紫外光接觸降解水中有機污染物的方法，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污染物的方法中所用的專用裝置，即紫外光降解反應器，包括有:紫外燈管(I)、容器夾層(2)、反應容器(3)、凈化水容器(4)、流量計(5 )、水泵(6 )、污水進口( a)、污水出口(b)、通氣進口( c);其特征在于:紫外燈管(I)設置于接觸反應器(2)的中心位置，紫外燈管(I)波長為185nm;反應容器(3)容器外壁設有進水口(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容器(3)的停留時間，紫外燈管(I)浸沒于接觸反應容器(3)中的廢水中；容器夾層(2)的下部和上部各設有進水管和出水管，通入循環(huán)水以調節(jié)和控制反應器內的溫度；在反應容器(3)器壁上部設有活塞式通氣孔(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)內通過水泵(6)可作多次循環(huán)運作，以得到較高 質量的凈水。
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的處理方法，屬水污染控制，水處理技術及環(huán)境保護領域。本發(fā)明對水源水，水廠，湖水，河水及化工廠廢水中的有機污染物進行降解，特別是對水體中微量及痕量污染物進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，采用本反應器進行，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)先權日2013年2月27日
發(fā)明者劉書宇, 王巖, 敖細勇 申請人:上海大學