CN201990514U - 去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型为一种去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置，解决水污染形势日益严峻的问题。本实用新型包括上端为一敞口的外壳，在所述外壳内设有高强中压紫外灯，在所述高强中压紫外灯外套有石英套管，在所述外壳的底部设有搅拌器。本实用新型是将光化学反应与芬顿反应氧化过程结合在一起的设备，简单高效，机构简单，操作自动化强，成本低廉。
Description
技术领域
本实用新型涉及水和废水净化的装置，尤其涉及一种去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置。
背景技术
随着我国化工、农药、医药等行业的高速发展，合成出众多的人工合成有机物质(Sythnthetic Organic Chemicals，SOCs)，水污染形势日益严峻。我国有大部分水源水中含有不同种类的SOCs，但水厂常规水处理工艺很难去除这些人工合成有机物。世界各国也广泛关注这些有机污染问题，纷纷提出了有毒污染物的优先控制名单。这些有毒污染物大多具有以下特点：难于降解，在环境中存在富集现象，有一定残留；具有“三致”作用或毒性，对人体健康和生态环境构成潜在威胁；具有生物链传递，和生物积累性。传统生物水处理方法在处理这类有机物时效果甚微。现今广泛使用的方法有混凝沉淀、吸附、化学氧化、离子交换等，当需要消耗很多的化学药品和原材料，成本高，操作复杂，存在二次污染问题。
近年来利用高级氧化技术(Advanced Oxidation Processes，AOPs)来降解有机废水的研究已经取得显著的进展。这种技术在使用过程中可以产生高活性氧化中间体羟基自由基，它具有非常高的氧化还原电位(E0＝2.80V)可以降解并去除大部分难降解有机物。这种方法因其操作简单、反应迅速等优点而备受关注。随着研究的深入，研究人员又将紫外光、电化学等技术引进到芬顿方法中，形成了紫外光芬顿和电芬顿反应。其中紫外光的照射下，铁离子被证实会发生光还原生成亚铁离子，而同时过氧化氢也会分解生成羟基自由基，因此紫外光照射可以提高芬顿方法对有机物的降解程度。
发明内容
本实用新型的目的在于针对水污染形势日益严峻的问题，提供一种将高强复合紫外光辐射引入到芬顿反应中，将光化学反应与电化学反应结合起来并且简单高效的去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置。
本实用新型的目的是这样实现的：本实用新型包括上端为一敞口的外壳，在所述外壳内设有高强中压紫外灯，在所述高强中压紫外灯外套有石英套管，在所述外壳的底部设有搅拌器。
作为较佳方案，所述高强中压紫外灯采用250W高强中压汞灯，其辐射波段在230～320nm，高强中压紫外灯的数量为5根，一根设置在中央，其余四根围绕中央呈正菱形分布。
作为较佳方案，在所述外壳内还设有探测紫外光强度的紫外光探头，在所述外壳外设有紫外辐照计的显示面板。
作为较佳方案，本实用新型还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括接触温度计、加热器和温控继电器，所述接触温度计和加热器设在外壳内并与设在外壳外的温控继电器电联接。
作为较佳方案，在所述外壳的内壁设有铝箔反光层。
本实用新型的技术效果在于：本实用新型将光化学反应与芬顿反应氧化过程综合应用，使俩种高效去除有机物反应在同一个反应器中实现，简单高效，充分发挥铁离子光化学还原，过氧化氢光辐射分解与芬顿反应的协同作用，使水质净化得到了明显提高；本实用新型更可以采用250W高压汞灯作为紫外光源，提供高强度高频率的紫外光辐射，促进芬顿反应和过氧化氢光分解的有效进行，更加提高了有机物的去除效率；更可以通过水下紫外光探头探测紫外光强度，时时监测反应器内的紫外光强度，实现芬顿反应的高效运行和反应的可重现性；各种参数容易控制，可根据需要随时调节反应参数；机构简单，操作自动化强，成本低廉。
附图说明
图1为实现本实用新型实施例的剖面结构示意图。
图2为图1的A-A剖视结构示意图。
具体实施方式
参见图1和图2，本实施例的紫外光芬顿反应装置包括上端为一敞口的外壳9，外壳9为圆柱形，采用等级为316L的不锈钢制成；在外壳9的内壁设有对紫外光反射率高达85％的铝箔反光层8；在外壳9内设有高强中压紫外灯1，在高强中压紫外灯1外套有石英套管2，在外壳9的底部设有搅拌器4；本实施例中高强中压紫外灯1采用250W高强中压汞灯，其主要辐射波段在230～320nm，高强中压紫外灯1的数量为5根，一根设置在中央，其余四根围绕中央呈正菱形分布均匀分布在外壳9内；在外壳9内还设有探测紫外光强度的紫外光探头10，在外壳9外设有紫外辐照计11的显示面板，紫外光探头10将紫外光信号转换成电信号传输到紫外辐照计11的显示面板上读数，实现在线监测装置内的紫外光强度；在高强中压紫外灯1的上方设有为高强中压紫外灯1提供电源的稳压电源3；本装置还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括接触温度计5、加热器6和温控继电器7，接触温度计5和加热器6设在外壳9内，并与设在外壳9外的温控继电器7电联接，温度控制装置本身为成熟技术，在此不详述。
本实施例采用250W高强中压紫外灯1作为光源，将5根光源在石英套管2的保护下垂直置于装置的外壳9中，由水下紫外光探头10和紫外辐照计11构成的在线监测系统，对装置外壳9内的紫外光强时时监控，保证紫外光芬顿反应的可重现性和高效性。使用时将pH值为3左右的含一定浓度有机物废水注入到外壳9中，并将准备好的亚铁盐和双氧水加入其中通过搅拌器4搅拌溶液。将高强中压紫外灯1的稳压电源3接通，通过调节pH、溶液温度、亚铁离子浓度、双氧水浓度等条件使芬顿试剂与有机物充分反应，以达到最高降解效率。
本实用新型中所述高强中压紫外灯中的高强中压是指灯表面能量密度在10W/cm2以上，灯管内的气体压力在104～106Pa范围内。
Claims (8)
1.一种去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置，其特征在于：包括上端为一敞口的外壳，在所述外壳内设有高强中压紫外灯，在所述高强中压紫外灯外套有石英套管，在所述外壳的底部设有搅拌器。
2.根据权利要求1所述的去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置，其特征在于：所述高强中压紫外灯采用250W高强中压汞灯，其辐射波段在230～320nm，高强中压紫外灯的数量为5根，一根设置在中央，其余四根围绕中央呈正菱形分布。
3.根据权利要求1或2所述的去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置，其特征在于：在所述外壳内还设有探测紫外光强度的紫外光探头，在所述外壳外设有紫外辐照计的显示面板。
4.根据权利要求1或2所述的去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置，其特征在于：还包括温度控制装置，所述温度控制装置包括接触温度计、加热器和温控继电器，所述接触温度计和加热器设在外壳内并与设在外壳外的温控继电器电联接。
5.根据权利要求1或2所述的去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置，其特征在于：在所述外壳的内壁设有铝箔反光层。
6.根据权利要求5所述的去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置，其特征在于：所述铝箔反光层对紫外光的反射率为85％。
7.根据权利要求1或2所述的去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置，其特征在于：所述外壳采用316L不锈钢制成。
8.根据权利要求1或2所述的去除水中有毒有机污染物的紫外光芬顿反应装置，其特征在于：所述外壳为圆柱形。
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