一种同步平行多通路UV辐照装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种同步平行多通路UV辐照装置，包括电源、多通路UV辐照机构和试样处理机构，多通路UV辐照机构和试样处理机构分别与电源连接，多通路UV辐照机构中设有多个准平行光路，试样处理机构中设有多个反应容器，每个准平行光路对应位于一个反应容器上方。本实用新型专利技术通过可控的多通道同步反应，有效降低多次实验过程中由反应设备状态和人为操作所造成的误差，提高实验的重现率和可靠性，最终实现提高UV‑AOPs小试实验效率的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种同步平行多通路UV辐照装置
本技术涉及给排水工程及环境工程领域，特别涉及一种可用于水处理领域UV-AOPs方法的同步平行多通路UV辐照装置。
技术介绍
高级氧化技术，包括臭氧氧化、光化学氧化、声化学氧化和电化学氧化等，具有成本低、环境友好、广谱有效等优点。其中，紫外-高级氧化法(UV-AOPs)属于最常见的光化学氧化方法，主要包括UV/H2O2氧化、UV/过硫酸盐(UV/persulfate，UV/PS)氧化、UV/TiO2光催化和Fenton法等。其中UV-AOPs能在常温常压下进行，具有以下几方面优点：(1)对水中有机物的矿化效率比常规化学氧化高；(2)可在水中直接进行均相和非均相反应，反应装置简单；(3)不产生剧毒的卤代消毒副产物。UV-AOPs不仅能有效杀菌消毒，而且能高效降解水中的各类微量难降解有机物。以UV照射作为光源，UV/H2O2和UV/TiO2主要产生羟基自由基(·OH，E0＝1.80–2.70V)，UV/PS则主要产生硫酸根自由基(·SO4-，E0＝2.65–3.10V)，Fenton法则以二价铁离子(Fe2+)和H2O2之间的链式反应催化生成·OH。以上方法均依靠所产生的活性自由基来降解水中的有机污染物，包括多环芳烃、染料、药物、农药、阻燃剂，甚至是全氟化合物和卤代消毒副产物等，因此，在水处理领域具有广阔的应用前景。实际水处理工程应用中，将某种UV-AOPs方法用于水体有机污染物的处理之前，一般需经过“小试——中试——实际规模应用”的完整实验摸索流程，其中，小试是第一步，属于探索、开发性的实验工作；对于UV-AOPs反应，常规做法是配制含有目标污染物的反应体系，根据所选定的UV-AOPs方法，加入特定的氧化剂或者催化剂，以UV为能量来源对反应体系进行处理，在特定时间点对体系中污染物和产物进行定性和定量分析，并通过计算确定反应的动力学参数。小试所获得的结果为后续的中试和实际应用提供基础理论数据和参考，指导进行反应条件优化，解决影响反应的关键问题，从而实现降解效率的提高、反应操作的简化和成本的降低等目的。目前，UV-AOPs小试实验一般包括基础降解动力学实验、影响因素实验、产物定性和定量实验、能耗评估实验和毒理评估实验等部分；需变换多种参数，进行多次重复和平行实验，才能获得可靠的数据。实验初期常需经历较长的摸索阶段，且由于实验内容繁杂，不可能在一次实验过程中完成。在漫长的实验过程中，由于仪器设备和操作方法等差异所产生的误差常导致实验的重现性不佳。特别是同一阶段的实验过程中，由于每次实验的运行设备状态和人为操作等因素经常产生较大的误差，从而影响实验结果的准确性和可靠性。此外，虽然通过统计学方法将多次实验的结果进行误差和方差分析处理能降低实验误差的影响，但这就需要进行多次重复实验，从而延长了实验的总体进度，降低了效率。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同步平行多通路UV辐照装置，该装置通过可控的多通道同步反应，有效降低多次实验过程中由反应设备状态和人为操作所造成的误差，提高实验的重现率和可靠性，最终实现提高UV-AOPs小试实验效率的目的。本技术的技术方案为：一种同步平行多通路UV辐照装置，包括电源、多通路UV辐照机构和试样处理机构，多通路UV辐照机构和试样处理机构分别与电源连接，多通路UV辐照机构中设有多个准平行光路，试样处理机构中设有多个反应容器，每个准平行光路对应位于一个反应容器上方。所述多通路UV辐照机构包括光源、散热器、外壳框架和光路通道，光源设于外壳框架内，且光源与电源连接，散热器设于外壳框架顶部，外壳框架底部平行分布有多个光路通道，每个光路通道对应为一个准平行光路。所述光源为日光管型的UV汞灯。所述光路通道为二通道、四通道、六通道或八通道的平行式结构。所述外壳框架的主体为带有空腔的矩形状，外壳框架的顶部向上延伸有散热器安装部，散热器安装部设有与空腔连通的安装孔，外壳框架的底部向下延伸有光路通道，各光路通道中部的通孔也与空腔连通；光源设于空腔内。所述外壳框架和光路通道为采用PLA工程塑料成型的一体式结构或分体式结构。所述散热器为散热风扇。所述试样处理机构包括搅拌器、平行多通道样品池和反应容器，搅拌器设于平行多通道样品池底部，且搅拌器与电源连接，平行多通道样品池上设有多个反应容器。所述平行多通道样品池为二通道、四通道、六通道或八通道的平行式结构；每个通道上对应设置一个反应容器。所述反应容器为玻璃材质的圆形培养皿。上述同步平行多通路UV辐照装置中，多通路UV辐照机构和试样处理机构配套使用。多通路UV辐照机构主要由以下五部分组成：光源(可采用圆柱形UV照射光源)、散热器、电源(可作为同步平行多通路UV辐照装置的独立组成部件)、准平行光路、外壳框架；圆柱形UV照射光源可选用各种日光管型的UV汞灯；准平行光路和外壳框架采用AutoCAD设计，然后采用激光快速成型技术制造；圆柱形UV照射光源放置于外壳框架内部，散热器安装于外壳框架顶面，准平行光路可根据需要制备多个相同或不同的模块，安装于外壳框架下部，且与内部圆柱形UV照射光源对齐；通过导线连接各部分和电源，由电源提供运行所需电能。根据需要，准平行光路4可设计成二通道、四通道、六通道或八通道平行的形式，其他部分根据平行通道数量进行关联设计。试样处理机构主要由以下三部分组成：平行多通道样品池、反应容器、搅拌器(作为搅拌混匀装置用)；平行多通道样品池采用AutoCAD设计，然后采用激光快速成型技术制造，可根据实验需要，设计成二通道、四通道、六通道或八通道平行的形式，样品池尺寸根据反应容器尺寸确定；反应容器采用定制的圆形玻璃材质培养皿；反应容器放置于平行多通道样品池之上，平行多通道样品池放置并固定于搅拌器之上，通过导线连接搅拌器和电源(该电源可与多通路UV辐照机构采用同一电源即可)，由电源提供运行所需电能。采用以上装置进行有机物降解实验，并评估其效果和重现率的方法为：选择一种或若干种目标有机污染物，预先配制好一定浓度的水溶液。根据所将进行的UV-AOPs方法配制一定浓度的氧化剂供体水溶液或者催化剂悬浊液。实验步骤如下：先开启散热器，向多个反应容器中加入有机污染物水溶液，同时根据实验类型加入一定量的氧化剂水溶液或催化剂悬浊液，分别达到一定的初始浓度，然后开启搅拌器，接通电源，启动光源，在特定的时间取样，取样体积为0.5～1mL，样品保存在4℃条件下；之后进行有机污染物浓度检测。根据检测结果计算降解的效率和动力学，根据结果计算多个平行反应之间的误差。本技术相对于现有技术，具有以下有益效果：(1)重现性高。本同步平行多通路UV辐照装置设计并制作的多通路UV辐照装置和同步多样品池平台，两者搭配使用能同时进行多组UV-AOPs的降解实验，能有效降低反应装置所造成的误差，提高实验结果的重现性。(2)实验效率高。采用本同步平行多通路UV辐照装置能同时进行多个反应条件相同的UV-AOPs重复平行降解实验；另外，采用本同步平行多通路UV辐照装置亦能同时进行多个反应条件不同的UV-AOPs对比降解实验，从而有效提高UV-AOPs小试的实验效率。本同步平行多通路UV辐照装置在提高UV-AOPs小试研究效率方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种同步平行多通路UV辐照装置，其特征在于，包括电源、多通路UV辐照机构和试样处理机构，多通路UV辐照机构和试样处理机构分别与电源连接，多通路UV辐照机构中设有多个准平行光路，试样处理机构中设有多个反应容器，每个准平行光路对应位于一个反应容器上方。

【技术特征摘要】
1.一种同步平行多通路UV辐照装置，其特征在于，包括电源、多通路UV辐照机构和试样处理机构，多通路UV辐照机构和试样处理机构分别与电源连接，多通路UV辐照机构中设有多个准平行光路，试样处理机构中设有多个反应容器，每个准平行光路对应位于一个反应容器上方。2.根据权利要求1所述一种同步平行多通路UV辐照装置，其特征在于，所述多通路UV辐照机构包括光源、散热器、外壳框架和光路通道，光源设于外壳框架内，且光源与电源连接，散热器设于外壳框架顶部，外壳框架底部平行分布有多个光路通道，每个光路通道对应为一个准平行光路。3.根据权利要求2所述一种同步平行多通路UV辐照装置，其特征在于，所述光源为日光管型的UV汞灯。4.根据权利要求2所述一种同步平行多通路UV辐照装置，其特征在于，所述光路通道为二通道、四通道、六通道或八通道的平行式结构。5.根据权利要求2所述一种同步平行多通路UV辐照装置，其特征在于，所述外壳框架的主体为带有空腔的矩形状，外壳框架的顶部...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧桦瑟，张海璇，
申请(专利权)人：暨南大学，
类型：新型
国别省市：广东,44