一种用于再生水及雨水消毒的光催化消毒反应器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于再生水及雨水消毒的光催化消毒反应器。光催化消毒反应器包括消毒器壳体，消毒反应区。所述的消毒器壳体上设有进水管和出水管，消毒器壳体包括石英套管和不锈钢外套筒；所述的消毒反应区是由石英套管和不锈钢外套筒之间所形成的环形空间，消毒反应区每隔120mm布置竖隔板，竖隔板内固定有活性炭纤维(ACF)负载纳米TiO2光催化材料；所述的石英套管一端设有抽吸散热风扇，石英套管内设有紫外灯。本实用新型专利技术一方面能有效灭活再生水及雨水中的细菌，另一方面，反应器操作管理方便，安全可靠，可适应一定水量冲击负荷，此外，对水中有机物具有一定去除效果，避免了再生水及雨水中的细菌带来的生物安全风险。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种用于再生水及雨水消毒的光催化消毒反应器。光催化消毒反应器包括消毒器壳体，消毒反应区。所述的消毒器壳体上设有进水管和出水管，消毒器壳体包括石英套管和不锈钢外套筒；所述的消毒反应区是由石英套管和不锈钢外套筒之间所形成的环形空间，消毒反应区每隔120mm布置竖隔板，竖隔板内固定有活性炭纤维(ACF)负载纳米TiO2光催化材料；所述的石英套管一端设有抽吸散热风扇，石英套管内设有紫外灯。本技术一方面能有效灭活再生水及雨水中的细菌，另一方面，反应器操作管理方便，安全可靠，可适应一定水量冲击负荷，此外，对水中有机物具有一定去除效果，避免了再生水及雨水中的细菌带来的生物安全风险。【专利说明】-种用于再生水及雨水消毒的光催化消毒反应器
本专利技术属于城市污水处理消毒领域，具体地说，涉及一种用于再生水及雨水消毒 的光催化消毒反应器。
技术介绍
城市污水再生利用及雨水利用是减轻水体污染、改善生态环境、解决城市缺水问 题的有效途径，具有很大的利用潜力，是解决水资源紧缺问题的战略性对策。再生水及雨水 利用对人体可能的健康风险是当前公众关注的焦点问题之一，尤其是再生水利用过程中的 微生物风险问题。对人体健康造成危害的病原微生物大体分为细菌，寄生菌（寄生虫与原 生动物）和病毒等几类。病原微生物会对人群健康造成极大的危害，因此，非常有必要采取 有效消毒措施保证再生水的生物安全性。再生水及雨水主要应用于杂用水、景观环境用水 等用途，我国《城市污水再生利用城市杂用水水质》（GB/T18920-2002)、《城市污水再生利 用景观环境用水水质》（GB/T18921-2002)等标准中均提出了细菌学指标要求。当前主要 通过加氯消毒，但是分散的再生水及雨水利用设施通常较小，采用液氯消毒需要液氯储罐， 存在一定安全风险，且由于一些再生水及雨水处理设施间歇运行，水量波动大，对加氯操作 管理要求较高。因此，研究一种高效，操作方便、安全可靠的再生水及雨水消毒设施对于促 进城市再生水及雨水利用具有重要实用价值。 以高级氧化为核心的新型饮用水消毒技术正在备受关注，其中UV/Ti02光催化消 毒技术是水处理领域研究的热点之一。UV/Ti02光催化氧化消毒具有无毒、广谱性杀菌等 特点，是一种有前途的替代氯消毒工艺。UV/Ti02光催化消毒机理是其产生的强氧化性羟基 自由基（?〇!!)首先破坏细菌细胞壁，而后造成细胞膜及胞内代谢物质及遗传物质的氧化破 坏，最终导致细胞死亡而达到杀菌目的。在水处理实际应用中，为了避免粉体二氧化钛难以 回收的问题，大多将二氧化钛负载于不同的载体上以实现固定化。采用多孔吸附性材料作 为二氧化钛的载体是当前研究的一个重要方向，如沸石，活性炭、活性炭纤维等，可将体相 溶液浓度较低的目标污染物浓缩到二氧化钛周围，达到提高光催化反应效率的目的。 活性炭纤维具有丰富的微孔和高的比表面积，其吸附容量远高于其他多孔吸附材 料，如沸石、硅胶等；吸附容量比其同类产品活性炭也好。由于其形态一般为毡状或布状，实 际应用中比粒状活性炭更加便于反应器的设计应用。 国内外UV/Ti02|催化消毒技术研究尚处于起步阶段，国内目前就活性炭纤维 (ACF)负载二氧化钛方面开展了相关研究。例如，中国专利申请号：200510035311. 2,申请 日：2005年11月30日，该专利技术公开了一种含纳米二氧化钛微粒的活性炭纤维及其制备方 法和用途。该专利技术涉及一种含纳米二氧化钛微粒的活性炭纤维及其制备方法和用途。该活 性炭纤维是由活性炭纤维材料负载上纳米二氧化钛微粒而成，其中纳米二氧化钛微粒占总 质量的5 - 25%。该专利技术采用溶胶一凝胶法，先将Ti02的前驱体有机钛化合物经水解生成 Ti〇2溶胶，并沉积于活性炭纤维上，溶胶经干燥成为凝胶，再经热处理转化为纳米Ti02微粒 复合在活性炭纤维的表面，制得含纳米二氧化钛微粒的活性炭纤维。它既保持了活性炭纤 维的多孔性，又增强了二氧化钛微粒光催化活性，可用于低浓度气态挥发性有机污染物的 去除，尤其适用于小空间中气态挥发性有机污染物的吸附和分解。其对气态挥发性有机污 染物的吸附容量可达500mg/g，对低浓度挥发性有机污染物的光催化分解率可达到36%。 但是该专利技术只是针对空气中气态低浓度挥发性有机污染物去除，处理再生水及雨水的效果 并不显著。 就目前的已有研究成果来看，主要集中于活性炭纤维（ACF)负载二氧化钛方法研 究并将其应用于气体及水中有机物去除。在水处理消毒方面，已见报道仅限于其它负载材 料负载Ti02通过UV/Ti02方法对人工培养的特定细菌进行灭活；例如，中国专利申请号： 201010017224. 5,申请日：2010年01月05日。该专利技术公布了一种饮用水活性炭工艺出水 紫外线二氧化钛消毒反应器。该专利技术的目的在于针对活性炭出水中细菌尤其是炭菌的生物 安全问题，提出一种饮用水活性炭工艺出水中炭菌的紫外线二氧化钛消毒反应器。该反应 器是在吸取UV消毒优点和Ti02催化特性的基础上，通过工艺优化和集成形成的一体化消 毒反应器系统。UV/Ti02(紫外线/二氧化钛）消毒反应器可以有效灭活活性炭出水中的炭 菌，其处理出水水质达到生活饮用水卫生标准（GB5749-2006)要求；并能承受一定程度的 供水负荷变化。但是该专利技术只是停留在理论阶段上，至今没有应用在实际应用中。且该发 明中的玻璃板负载材料不具有吸附性能，表面积不够大，负载Ti02量有限，处理微生物种类 和数量更多的再生水及雨水的效果并不是很理想。 对于实际应用上的再生水及雨水的光催化消毒应用，国内外均未见报道。而采用 吸附性能更好，表面积更大的ACF负载二氧化钛的UV/Ti02光催化消毒反应器更未有报道。 所以现在迫切需要一种能够解决UV/Ti02光催化消毒反应器更加理想地处理再生水及雨水 的方案。
技术实现思路
1、要解决的问题 针对现有技术缺少高效，操作方便、安全可靠的再生水及雨水消毒设施的问题，本 专利技术提供一种用于再生水及雨水消毒的光催化消毒反应器，其用于再生水及雨水消毒的 UV/Ti02光催化消毒反应器是在结合UV消毒优点和Ti02光催化特性的基础上，以ACF为载 体制备负载型纳米二氧化钛材料，通过工艺优化和集成形成的一体化消毒反应器系统，其 不但能可以有效灭活再生水及雨水中的细菌，而且有效地承受一定程度的水量冲击负荷， 操作管理方便，使用安全可靠。 2、技术方案 为解决上述问题，本专利技术提供的技术方案如下。 一种用于再生水及雨水消毒的UV/Ti02光催化消毒反应器，包括消毒器壳体，消毒 反应区，所述的消毒器壳体上设有进水管和出水管；所述的消毒器壳体包括石英套管和不 锈钢外套筒；所述的石英套管位于不锈钢外套筒中；所述的消毒反应区是由石英套管和不 锈钢外套筒之间所形成的环形空间；所述的石英套管和不锈钢外套筒的间距为60-120mm; 所述的消毒反应区每隔120mm布置坚隔板，坚隔板内固定有活性炭纤维（ACF)负载纳米 Ti02光催化材料；所述的石英套管两端设有开口，一端设有抽吸风扇；所述的石英套管内设 有紫外灯。 优选地，所述的紫外灯采用主波长25本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于再生水及雨水消毒的光催化消毒反应器，包括消毒器壳体，消毒反应区，其特征在于：所述的消毒器壳体上设有进水管(1)和出水管(5)；所述的消毒器壳体包括石英套管(6)和不锈钢外套筒(8)；所述的石英套管(6)位于不锈钢外套筒(8)中；所述的消毒反应区是由石英套管(6)和不锈钢外套筒(8)之间所形成的环形空间；所述的石英套管(6)和不锈钢外套筒(8)的间距为60‑120mm；所述的消毒反应区每隔120mm布置竖隔板，竖隔板内固定有活性炭纤维负载纳米TiO2光催化材料(3)；所述的石英套管(6)两端设有开口，一端设有抽吸风扇(7)；所述的石英套管(6)内设有紫外灯(4)。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵金辉，陆毅，徐斌，许志焕，刘瑞菊，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32