【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种uv强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法。
技术介绍
1、臭氧作为一种强氧化剂在水处理中有广泛应用，可以直接氧化污染物或作为其他活性物质(羟基自由基、单线态氧、超氧自由基等)的前体物进行间接氧化，前者为亲电反应，反应具有选择性，其氧化能力仅针对部分有机物，后者基本不存在选择性，其氧化机理主要依靠羟基自由基和有机物氧化反应。
2、单独臭氧氧化技术有两个主要缺点，一是臭氧受到在水相中快速分解、传质效率不够高和反应速率较慢的限制，导致氧化效率较低；二是产生臭氧需要较高的能量消耗，使用成本较高。
3、此外，水体中溴离子浓度一般为10-1000pg/l，含溴水体在臭氧的作用下形成溴酸盐，尤其是溴离子浓度大于100μg/l时，溴酸盐离子大量生成。溴酸盐离子作为一种致癌物，导致人体内脂质氧化物升高并引发氧自由基作用，破坏dna结构。现有的臭氧体系在降解水中污染物的时候，易把水中的溴离子转换为有致癌风险的溴酸根离子，对水体造成二次污染。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决臭氧氧化技术的氧化效率低、成本高以及易造成二次污染的问题，而提供一种uv强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法。
2、本专利技术一种uv强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法为动态处理技术或静态处理技术；
3、其中动态处理技术步骤按以下步骤进行：将臭氧发生装置的出气
4、静态处理技术步骤按以下步骤进行：
5、一、将臭氧发生装置的出气口与微纳米气泡发生器进气口连通，微纳米气泡发生器的进水口与微纳气泡水发生柱的出水口连通，微纳米气泡发生器的出水口与微纳气泡水发生柱的进水口连通；向微纳气泡水发生柱中注入超纯水，然后开启臭氧发生装置，将臭氧输送至微纳米气泡发生器；超纯水通过微纳气泡水发生柱出水口流入微纳米气泡发生器，臭氧气体在微纳米气泡发生器内形成微纳米气泡，并与超纯水混合形成溶气微纳米气泡水，溶气微纳米气泡水通过微纳米气泡发生器的出水口返回发生柱内，得到10mg/l～20mg/l的臭氧微纳气泡水；其中臭氧微纳米气泡由直径为10-50μm的微气泡以及直径小于200nm的纳米气泡组成；
6、二、向待处理的水体中加入臭氧微纳气泡水，然后插入预热后的紫外灯管，搅拌，即完成；其中紫外灯管的紫外光强为0.1-100mw/cm2；所述待处理的水体含有污染物和溴离子。
7、本专利技术的优点：
8、(1)微纳米气泡的粒径介于10-50μm和200nm之间：a.相较于普通气泡，微纳气泡体积小，由此受到的浮力较小，所以在水中的停留时间也较长。b.微纳米气泡直径较小导致其内部压力和比表面积较大，直径大小和内部压力影响其在水中的溶解度。气泡尺寸减小会增大其内部压力，压缩了气泡内部的气体，从而提高了气体的传质效率。c.微纳米气泡的内部压力比大气压要高很多，当气泡尺寸不断减小的时候其内部压力和温度也会不断升高直到气泡坍缩破裂，而其破裂时会产生一个高压点，瞬间释放巨大的能量并产生大量的·oh。
9、基于上述微纳气泡的特性，uv强化臭氧微纳气泡后可以产生更多的无选择性的强氧化性的活性物种，可以提高单独臭氧或者单独uv的氧化能力及氧化效率。微纳米气泡其较高的比表面积和在水中持续时间较长等特点，能与臭氧氧化技术相互组合而显著提高臭氧的传质效率和利用率。
10、(2)本专利技术通过对紫外光强的控制，一方面可以去除水中有机物，又可以避免产生二次污染。当紫外光强较低时，对污染物的降解效果不明显；当紫外光强过高时，会造成能源浪费，成本上升。紫外光协同臭氧反应的实质是紫外光催化臭氧体系可以产生更多的羟基自由基，进而可以提高臭氧的氧化能力。其反应式如下：
11、o3+h2o+uv→h2o+o2(1)
12、h2o2+uv→2·oh (2)
13、(3)本专利技术通过臭氧浓度和反应时间的控制发现，臭氧投加量较低时，体系中uv强化后的自由基浓度较低，污染物去除率下降；臭氧投加量过高时，会提高处理成本，使得臭氧利用率下降。
14、(4)本专利技术可以有效去除水中的有机污染物，实现对水中抗生素、内分泌干扰物、药物及个人护理品、农药等的有效去除。
15、(5)虽然臭氧分子的存在会对水中溴酸盐的产生有促进作用，但是本专利技术的氧化体系可以降低臭氧投量，侧面降低了溴酸盐的产生，同时紫外光能够环院溴酸盐，随着反应时间的延长，紫外光更能发挥其还原作用，有利于控制溴酸盐的产生。因此，本专利技术的氧化体系在对有机污染物有效去除的同时，该体系内臭氧将溴离子转化为溴酸根离子的风险较低，降低了出水对人体的致癌风险。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种UV强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于，该方法为：将臭氧发生装置的出气口与微纳米气泡发生器进气口连通，微纳米气泡发生器的进水口与插接有紫外灯的水箱的出水口连通，微纳米气泡发生器的出水口与水箱的进水口连通，通过注水口向水箱中注入待处理的水体，然后开启臭氧发生装置，将流量为400ml/min的臭氧输送至微纳米气泡发生器；待处理的水体通过水箱出水口流入微纳米气泡发生器，臭氧气体在微纳米气泡发生器内形成微纳米气泡，并与待处理的水体混合形成溶气微纳米气泡水，溶气微纳米气泡水通过微纳米气泡发生器的出水口返回水箱内，水箱内的水力停留时间为10min，待处理完成后，通过水箱的排水口排出；其中臭氧微纳米气泡由直径为10-50μm的微气泡以及直径小于200nm的纳米气泡组成；所述待处理的水体含有污染物和溴离子。
2.根据权利要求1所述的一种UV强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于，紫外灯的紫外光强为0.1-100Mw/cm2。
3.根据权利要求1所述的一种UV强化臭氧微纳米气泡高
4.根据权利要求1所述的一种UV强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于，污染物为内分泌干扰物、抗生素、微塑料或农药。
5.根据权利要求1所述的一种UV强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于，污染物为2,4-D、磺胺甲恶唑、苯扎贝特、环丙沙星、四环素、诺氟沙星、双氯芬酸钠、布洛芬和诺氟沙星中的一种或多种。
6.一种UV强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：
7.根据权利要求1所述的一种UV强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于，待处理的水体中污染物的浓度为0.01-20mg/L。
8.根据权利要求1所述的一种UV强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于，臭氧浓度为2mg/L。
9.根据权利要求1所述的一种UV强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于，待处理的水体中含有100μg/L的溴离子。
10.根据权利要求1所述的一种UV强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于，步骤二搅拌的时间为1-120min。
...【技术特征摘要】
1.一种uv强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于，该方法为：将臭氧发生装置的出气口与微纳米气泡发生器进气口连通，微纳米气泡发生器的进水口与插接有紫外灯的水箱的出水口连通，微纳米气泡发生器的出水口与水箱的进水口连通，通过注水口向水箱中注入待处理的水体，然后开启臭氧发生装置，将流量为400ml/min的臭氧输送至微纳米气泡发生器；待处理的水体通过水箱出水口流入微纳米气泡发生器，臭氧气体在微纳米气泡发生器内形成微纳米气泡，并与待处理的水体混合形成溶气微纳米气泡水，溶气微纳米气泡水通过微纳米气泡发生器的出水口返回水箱内，水箱内的水力停留时间为10min，待处理完成后，通过水箱的排水口排出；其中臭氧微纳米气泡由直径为10-50μm的微气泡以及直径小于200nm的纳米气泡组成；所述待处理的水体含有污染物和溴离子。
2.根据权利要求1所述的一种uv强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于，紫外灯的紫外光强为0.1-100mw/cm2。
3.根据权利要求1所述的一种uv强化臭氧微纳米气泡高效去除水中有机污染物及同步削弱溴酸盐生成势的方法，其特征在于，待处理的水体中污染物的浓度为0.01-20mg/l。
4.根据权利要求1所述的一种uv强化臭...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈忠林，李鸣桦，闫鹏魏，沈吉敏，王斌远，康晶，赵晟锌，李朗宁，祝鑫炜，程艺真，杨人武，冯超，王舒煜，沈琳璐，佘天好，沈扬，谭强，王广源，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。