CN103121733A

CN103121733A - 浸入式紫外光接触降解水中有机污染物方法

Info

Publication number: CN103121733A
Application number: CN2013100610332A
Authority: CN
Inventors: 刘书宇; 王岩; 敖细勇
Original assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Current assignee: University of Shanghai for Science and Technology
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2013-05-29

Abstract

本发明涉及一种浸入式紫外光接触降解水中有机污染物的方法，也即是一种对水体中低微浓度或难去除物质的处理方法，属水污染控制，水处理技术及环境保护领域。本发明对水源水，水厂，湖水，河水及化工厂废水中的有机污染物进行降解，特别是对水体中微量及痕量污染物进行去除的一种紫外光辐射处理方法。实验过程证实：在一定条件下，即温度为室温25℃，1大气压下，采用本反应器进行，所述紫外灯管的功率为40-60w;紫外光的波长为185nm;最佳污水COD起始浓度不大于100 mg/ml；最佳照射时间为60-120分钟，水中有机污染物可几乎全部去除。

Description

浸入式紫外光接触降解水中有机污染物方法

技术领域

本发明涉及一种对水体中难去除物质的紫外接触式处理方法，属水污染控制，水处理技术及环境保护领域，涉及水厂进出水及部分污染水体COD的降解。

背景技术

随着石油化工、医药、农药和染料等工业的迅速发展，含各种生物难降解的有机污染物废水排放相应增多，废水中难降解有机污染物的数量与种类与日俱增，其危害日益严重，已成为水污染控制的焦点问题。在诸多方法中，高效、经济的高级氧化技术极具应用前景。

水处理过程中，常规方法难以将部分有机物或较低浓度有机物降低到允许范围内。

目前，紫外作为一种高效的处理方法在饮用水杀毒过程中应用较多。主要是利用适当波长的紫外线，破坏微生物细胞中DNA和RNA的分子结构，进而造成生长性细胞死亡或再生性死亡，以达到杀菌消毒的效果；同时，水及其中的溶解氧在紫外线的照射下，产生超氧负离子（O₂ ^-）、激发基态氧分子(O₂)、过氧化氢（H₂O₂），羟基自由基(·OH)等氧化性极强的激发态物质，对水中有机物氧化，达到降解的目的。跟其他化学方法相比，具有使用安全、作用广泛、性能稳定等优点。由于不向水中增加任何物质因此无需化学药品，产生副作用及消毒副产物。同时不受水温、酸碱度等环境因素影响。因此具有杀菌，降解效率高，作用快等特点。目前，紫外降解或消毒的主要应用方式是照射，而主要应用的波长为254nm。这种对污染物的降解效率相对较低。185 nm波长紫外灯发射的光子能断裂大多数化学键，是紫外催化中最为有效的一种波长，目前应用较少。且浸入式方法使紫外线与污染物之间达真空接触，降解效率最大化。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统水处理工艺技术及在COD降解过程中存在的缺陷和不

足，为净化和改善水质，提出一种针对水厂进出水中COD进行紫外光接触式照射的处理方法。

本发明是一种侵入式紫外光接触降解水中有机污染物的方法，其特征在于具有以

下过程和步骤：

将一定功率的紫外灯管放在装有待处理污水的反应噐中，利用紫外光直接接触照射水中污染物，所述紫外灯管的功率为40-60w; 紫外光的波长为185nm; 最佳污水COD起始浓度不大于100 mg/ml；最佳照射时间为60-120分钟。

本发明一种浸入式紫外光接触降解水中有机污染物的方法中所用的专用装置, 即紫外光降解反应器，包括有：紫外灯管、容器夹层、反应容器、净化水容器、流量计、水泵、污水进口、污水出口、通气进口；其特征在于：紫外灯管设置于接触反应器的中心位置，紫外灯管波长为185nm，反应容器容器外壁设有进水口和出水口和通气口,流量计可控制废水在接触反应容器的停留时间，紫外灯管浸没于接触反应容器中的废水中。容器夹层的下部和上部各设有进水管和出水管，通入循环水以调节和控制反应器内的温度；在反应容器器壁上部设有活塞式通气孔，通过该孔插入一通气管，可通入空气或氧气，通气管的叧一端与流量计相连接，以测定通气量；被处理的污水在净化水容器内通过水泵可作多次循环运作，以得到较高质量的净水。

本发明方法其结果表明：在侵入方式下，185nm紫外光的接触式照射能够有效的去除水中COD。对不同初始浓度下COD去除率分别为：当初始浓度为360mg/L，反应时间为60分钟的去除率为12.9%；120 分钟去除率为16.4%；240 分钟去除率为25.8%；当初始浓度为174mg/L，反应时间为60分钟的去除率为16.0%；120 分钟去除率为34.7%；240 分钟去除率为90.1%；当初始浓度为58mg/L，反应时间为60分钟的去除率为92.8%；120 分钟去除率为100%。可见，在40w功率下，降解效率随着接触反应时间延长而增加，对于低浓度污染水体中COD，短时间的接触反应即可完全或大部分去除。

本发明方法利用紫外光浸入污染水中，接触式照射污染物，其设备成本低，处理效果好，在采用紫外光处理水源水和饮用水的工程中有较大的应用潜力。

附图说明

图1为本发明中关于接触式紫外降解反应器的简单示意图。

图2为本发明中不同初始浓度185nm紫外光接触照射对水中COD降解效果图。

具体实施方式

现将本发明的具体实施例叙述如下：（利用如图1的接触式紫外降解反应器）：

a、将一定浓度COD废水以一定流量通入所设计的接触式紫外光反应器的特定水处理容器中，接通185nm的紫外光源，光源处于连续工作状态，同时，根据处理需要及出水水质于反应时间分别为10min,30 min,60 min,120 min,180 min,240 min取样测定水中剩余COD浓度，以计算降解效率。

b、反应器容器b出口，即可作为水循环出口；通气孔c通入空气或氧气，以产生的O₃增强处理效果。

c、紫外灯的灯头导电处以硅胶封闭。

d、容器中水处理方式可分别以静态和动态两种进行。静态方式下：污染水直接注满容器后，开启紫外光源，定时监测水样，达到需要指标后，一次性由容器内排出。动态方式下，使污染水在净化水容器中，由潜水泵经由反应器上端进口a处进入，根据处理需要及出水水质调节流量计来控制水力流速，在容器中呈流动状态而停留一定时间，从反应器下端出口b处流出，达到所要的处理效果。可以以循环方式提高对水中污染物的降解效率。

e、通过实验过程，得出对不同浓度COD水体接触照射的最佳处理时间，随着污染浓度降低，作用时间减少，当水中COD浓度小于100mg/L,功率为40-60w，紫外光的波长为185nm，照射时间为60-120分钟即可去除大部分。

对实施例中的试验过程或处理过程的分析和评价：

图2为40w功率单灯作用条件下， 185nm紫外光接触照射对不同初始浓度COD降解效果。在浸入方式下，185nm紫外光的接触式照射能够有效的去除水中COD。对不同初始浓度下COD去除率分别为：当初始浓度为360mg/L，反应时间为60分钟的去除率为12.9%；120 分钟去除率为16.4%；240 分钟去除率为25.8%；当初始浓度为174mg/L，反应时间为60分钟的去除率为16.0%；120 分钟去除率为34.7%；240 分钟去除率为90.1%；当初始浓度为58mg/L，反应时间为60分钟的去除率为92.8%；120 分钟去除率为100%。可见，在40w功率下，降解效率随着接触反应时间延长而增加，对于低浓度污染水体中COD，短时间的接触反应即可完全或大部分去除。

Claims

1.一种浸入式紫外光接触降解水中有机污染物的方法，其特征在于具有以下的工艺过程和步骤：

2.一种浸入式紫外光接触降解水中有机污染物的方法中所用的专用装置, 即紫外光降解反应器，包括有：紫外灯管（1）、容器夹层（2）、反应容器（3）、净化水容器（4）、流量计（5）、水泵（6）、污水进口（a)、污水出口（b)、通气进口（c)；其特征在于：紫外灯管（1）设置于接触反应器（2）的中心位置，紫外灯管（1）波长为185nm；反应容器（3）容器外壁设有进水口（a）和出水口（b）和通气口（c）,流量计（5）可控制废水在接触反应容器（3）的停留时间，紫外灯管（1）浸没于接触反应容器（3）中的废水中；容器夹层（2）的下部和上部各设有进水管和出水管，通入循环水以调节和控制反应器内的温度；在反应容器（3）器壁上部设有活塞式通气孔（c), 通过该孔插入一通气管，可通入空气或氧气，通气管的叧一端与流量计相连接，以测定通气量；被处理的污水在净化水容器（4）内通过水泵（6）可作多次循环运作，以得到较高质量的净水。