本发明专利技术公开了真空紫外耦合铁基材料降解有机物和消毒的装置及方法，利用真空紫外灯辐射出的波长为185nm和254nm的紫外光对原水进行消毒灭菌、去除其中的有机物，利用真空紫外在水中的衰减规律，对紫外灯群和流道进行了优化设计，设置了一种折板式流道，水流从进水管到出水管的过程中，流经多个折板形廊道，延长真空紫外的辐照时间，加剧了水流的搅拌，使得同一水流任意处均能接受的足量辐射剂量，增强水处理效果。还利用铁基材料作为光催化剂强化真空紫外对水流的深度处理，采用软磁铁片一面吸附在流道壁上，一面吸附催化剂磁性铁氧化物复合材料颗粒。本发明专利技术在整个水深度处理过程中无药剂的投加，简单易行便于管理，且较为经济，最终保障供水安全。
【技术实现步骤摘要】
真空紫外耦合铁基材料降解有机物和消毒的装置及方法
本专利技术涉及供水处理
，更具体的说是涉及真空紫外耦合铁基材料降解有机物和消毒的装置及方法。
技术介绍
消毒是水处理过程水质保障的最后一道屏障。紫外消毒技术广泛运用于水处理过程，但是单独的紫外消毒技术对水中的微量有机污染物去除效果甚微，而现有报道和工艺实际运行结果均指出，在饮用水供水末端和污废水二次出水中均大量检出新型有机污染物，因此，开发能够在消毒的同时高效降解有机污染物的水处理技术与装置变得十分迫切。现有市政供水和污水处理工艺对溶解性有机物处理效率低下，管网的长期运行会使得管网结垢，这使得管网成为微生物繁殖的培养基，水中残存的细菌可能会再度繁殖，使得微生物指标超标。某些高楼二次供水水箱由于管理运行不当，水箱内会有微生物的滋生，严重影响着居民用水安全。因此必然需要一种可杀毒灭菌且高效去除水体中有机物的技术及其设备。传统芬顿技术为均相芬顿技术，尽管对有机污染物降解效果好，但是对反应pH要求苛刻，且对过氧化氢需求量大，并不经济。非均相芬顿技术能够显著扩展芬顿技术反应所需pH，且引入紫外的非均相芬顿技术能够改善铁循环而加速有机污染物的降解，磁性铁氧化物复合材料因具有磁性而不易流失，使得反应体系高效稳定运行。因此开发基于磁性铁氧化物复合材料的新型芬顿技术是深度水处理技术发展的重要趋势。而常规紫外灯管通常在灯管石英玻璃中添加二氧化钛，使得185nm真空紫外光被屏蔽，只释放出254nm紫外光，这个过程既损失了对185nm真空紫外光的利用，又增加了生产成本。而真空紫外灯管可以辐射185nm真空紫外光和254nm紫外光，与常规紫外灯管属于同种光源。185nm真空紫外光照射水体会使水分子光离子化产生羟基自由基和过氧化氢，这些羟基自由基和过氧化氢不仅自身形成高级氧化体系降解有机污染物，还能与磁性铁氧化物复合材料构成光芬顿体系加速降解有机污染物，而不需额外的过氧化氢投加；254nm紫外光照射水体时使水中细菌、病毒灭活，达到消毒功能。因此，真空紫外灯管相对于常规紫外灯管在辐射水体时既能高效消毒又能与磁性铁氧化物复合材料形成分均相光芬顿高级氧化体系高效去除水中有机污染物。因此，如何实现在对供水水体的高效消毒的同时高效取出水体中的有机污染物，保证供水安全是本领域技术人员亟需解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了真空紫外耦合铁基材料降解有机物和消毒的装置及方法，利用真空紫外灯辐射出的波长为185nm真空紫外和波长为254nm紫外光对原水进行消毒灭菌、去除其中的有机物，利用磁性铁氧化物复合材料作为光催化剂强化真空紫外对水流的深度处理，最终保障供水安全，利用真空紫外在水中的衰减规律，对紫外灯群和流道进行了优化设计；本专利技术在整个水深度处理过程中无药剂的投加，便于管理。同时设置了一种折板式流道，水流从进水管到出水管的过程中，会流经5个折板形廊道，延长了真空紫外的辐照时间，加剧了水流的搅拌，使得同一水流任意处均能接受的足量辐射剂量，增强水处理效果。还利用软磁铁片一面吸附在流道壁上，一面吸附催化剂磁性铁氧化物复合材料，此方法简单易行，同时较为经济。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：真空紫外耦合铁基材料降解有机物和消毒的装置，包括：真空紫外系统、折板式流道系统和磁性催化剂固定系统；所述真空紫外系统包括真空紫外灯群系统和供电系统；所述真空紫外灯群系统电连接所述供电系统；所述真空紫外灯群系统固定安装在所述折板式流道系统内；所述磁性催化剂固定系统包括软磁贴片和磁性铁氧化物复合材料颗粒；所述软磁贴片一侧吸附于所述外壳内壁的所述折板式流道系统内，所述磁性铁氧化物复合材料颗粒吸附于所述软磁贴片另一侧。优选的，所述真空紫外灯群系统包括若干真空紫外反应装置，位于所述折板式流道系统内；所述真空紫外反应装置包括真空紫外灯管、真空紫外灯座、高透石英玻璃套管和真空紫外固定螺母；所述供电系统包括电源开关、真空紫外工作指示灯和电源插头；所述真空紫外灯管的针头插入所述真空紫外灯座的灯管插孔内，所述真空紫外灯管和所述真空紫外灯座固定于所述高透石英玻璃套管内；所述高透石英玻璃套管与所述真空紫外固定螺母连接；所述真空紫外灯座通过所述电缆穿过所述真空紫外固定螺母与所述电源开关和所述真空紫外工作指示灯连接；所述电源插头通过所述电缆连接所述电源开关；所述电源插头连接外部电源。优选的，所述折板式流道系统包括进水管、外壳、折板式流道、出水管、布水孔板、灯群固定板、灯群固定底座和保护盖；所述进水管贯通安装在所述外壳侧壁下部，所述出水管贯通安装在所述外壳侧壁上部，并与所述折板式流道连通；所述布水孔板为穿孔板结构，所述布水孔板设置在所述折板式流道内的所述进水管和所述出水管附近；所述灯群固定板固定连接在所述外壳内上部，所述灯群固定底座固定在所述外壳内底板上；所述保护盖为方形内空结构，转动连接在所述外壳上边缘一侧，与所述外壳扣合时不接触所述真空紫外固定螺母，从而保护电缆接头；所述真空紫外反应装置固定在所述灯群固定板和所述灯群固定座之间，所述真空紫外反应装置固定安装在所述外壳内，且位于所述折板式流道内；所述真空紫外固定螺母固定在所述灯群固定板上。优选的，所述折板式流道由折板式流道壁将所述外壳内部空间分割为转折式流道；所述折板式流道壁和所述外壳均为不锈钢材质；水流流入所述进水管穿过所述布水孔板流入所述折板式通道，水流在所述折板式流道内转折式向前流动，穿过所述布水孔板由所述出水管流出；所述真空紫外反应装置距流道壁约5mm，各所述真空紫外装置之间的间距约为10mm，所述折板式流道宽度为所述真空紫外灯管发射的真空紫外在水中衰灭距离的两倍与所述高透石英套管直径的总和。优选的，所述布水孔板为开有过水孔洞的不锈钢板。优选的，所述真空紫外灯群系统中的若干所述真空紫外反应装置均匀队列式排布。优选的，所述真空紫外固定螺母包括螺栓和螺帽；所述螺栓包括柱状螺纹段和柱状固定段，所述螺纹段直径小于所述固定段直径，所述螺帽直径与所述固定段直径相同，所述螺栓为阶梯式结构；所述螺帽旋转拧接在所述螺纹段；所述灯群固定板设置有与所述真空紫外反应装置匹配的若干安装孔，所述安装孔直径等于所述螺纹段直径，且小于所述固定段直径；所述高透石英玻璃套管通过防水材料与所述固定段连接并密封所述高透石英玻璃套管；所述所述螺纹段穿过所述安装孔，所述螺帽通过拧接在所述螺纹段上，将所述真空紫外反应装置固定在所述灯群固定板上，所述螺帽与所述灯群固定板之间放置有橡胶垫圈；所述灯群固定座为中空圆柱体，在所述外壳的所述底板的固定位置与所述真空紫外反应装置对应，所述高透石英玻璃套管的密封端放置于所述灯群固定座内。优选的，所述螺栓包括柱状螺纹段、柱状固定段和柱状密封段；所述螺纹段和所述密封段直径小于所述固定段直径；所述密封段直径小于所述高透石英玻璃套管直径，所述密封段伸入所述高透石英玻璃套管内，通过防水材料密封所述高透石英玻璃套管；所述所述螺纹段穿过所述安装孔，所述螺帽通过拧接在所述螺纹段上，将本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.真空紫外耦合铁基材料降解有机物和消毒的装置，其特征在于，包括：真空紫外系统、折板式流道系统、磁性催化剂固定系统；/n所述真空紫外系统包括真空紫外灯群系统和供电系统；所述真空紫外灯群系统电连接所述供电系统；所述真空紫外灯群系统固定安装在所述折板式流道系统内；/n所述磁性催化剂固定系统包括软磁贴片(31)和磁性铁氧化物复合材料颗粒(32)；所述软磁贴片(31)一侧吸附于所述折板式流道系统内，所述磁性铁氧化物复合材料颗粒(32)吸附于所述软磁贴片(31)另一侧。/n
【技术特征摘要】
1.真空紫外耦合铁基材料降解有机物和消毒的装置，其特征在于，包括：真空紫外系统、折板式流道系统、磁性催化剂固定系统；
所述真空紫外系统包括真空紫外灯群系统和供电系统；所述真空紫外灯群系统电连接所述供电系统；所述真空紫外灯群系统固定安装在所述折板式流道系统内；
所述磁性催化剂固定系统包括软磁贴片(31)和磁性铁氧化物复合材料颗粒(32)；所述软磁贴片(31)一侧吸附于所述折板式流道系统内，所述磁性铁氧化物复合材料颗粒(32)吸附于所述软磁贴片(31)另一侧。
2.根据权利要求1所述的真空紫外耦合铁基材料降解有机物和消毒的装置，其特征在于，所述真空紫外灯群系统包括若干真空紫外反应装置，位于所述折板式流道系统内；所述真空紫外反应装置包括真空紫外灯管(11)、真空紫外灯座(12)、高透石英玻璃套管(13)和真空紫外固定螺母(14)；
所述供电系统包括电源开关(15)、真空紫外工作指示灯(16)和电源插头(17)；
所述真空紫外灯管(11)的针头插入所述真空紫外灯座(12)的灯管插孔(121)内，所述真空紫外灯管(11)和所述真空紫外灯座(12)固定于所述高透石英玻璃套管(13)内；所述高透石英玻璃套管(13)与所述真空紫外固定螺母(14)连接；所述真空紫外灯座(12)通过所述电缆穿过所述真空紫外固定螺母(14)与所述电源开关(15)和所述真空紫外工作指示灯(16)连接；所述电源插头(17)通过所述电缆连接所述电源开关(15)；所述电源插头(17)连接外部电源。
3.根据权利要求2所述的真空紫外耦合铁基材料降解有机物和消毒的装置，其特征在于，所述折板式流道系统包括进水管(21)、外壳(22)、折板式流道(23)、出水管(27)、布水孔板(24)、灯群固定板(25)、灯群固定底座(26)和保护盖(28)；所述进水管(21)贯通安装在所述外壳(22)侧壁下部，所述出水管(27)贯通安装在所述外壳(22)侧壁上部，并与所述折板式流道(23)连通；
所述布水孔板(24)为穿孔板结构，所述布水孔板(24)设置在所述折板式流道(23)内的所述进水管(21)和所述出水管(27)附近；
所述灯群固定板(25)固定连接在所述外壳(22)内上部，所述灯群固定底座(26)固定在所述外壳(22)内底板上；
所述保护盖(28)为方形内空结构，转动连接在所述外壳(22)上边缘一侧，与所述外壳(22)扣合时不接触所述真空紫外固定螺母(14)；
所述真空紫外反应装置固定在所述灯群固定板(25)和所述灯群固定座之间，且所述真空紫外反应装置位于所述折板式流道(23)内；所述真空紫外固定螺母(14)固定在所述灯群固定板(25)上。
4.根据权利要求3所述的真空紫外耦合铁基材料降解有机物和消毒的装置，其特征在于，所述折板式流道(23)由折板式流道壁将所述外壳(22)内部空间分割为转折式流道；所述折板式流道壁和所述外壳(22)均为不锈钢材质；水流流入所述进水管(21)穿过所述布水孔板(24)流入所述折板式...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵志伟，黄河，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50
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