本发明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TiO2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/TiO2(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自由细菌及炭菌，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，其应用前景广泛。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种在饮用水活性炭处理工艺出水后建立紫外线二氧化钛光消毒反应器。
技术介绍
针对饮用水微污染水源的活性炭深度处理技术在欧洲、美国和日本等发达国家得 到较多应用，在我国已有数座水厂应用。但该技术应用中存在出水中细菌及颗粒物会影响 水质生物安全的问题，已在国际上受到高度重视。研究表明，在水质净化过程中活性炭成 为微生物载体，活性炭炭粒附近营养物和溶解氧浓度较高，活性炭炭粒多孔表面为微生物 附着提供了避免水力剪切作用的保护，各种表面官能团的存在和由于还原性活性碳对氧化 性化合物的去除作用，使得炭层中积累了大量生物颗粒和非生物颗粒。活性炭滤池中的细 菌多与活性炭细小颗粒一起流出，部分细菌为炭粒所吸附，形成炭附细菌(以下简称"炭 菌")。由于受到活性炭颗粒的保护，炭菌对传统的氯消毒有较大抗性。另外，炭粒携带未被 灭活的细菌进入管网后，可附着在管壁上继而形成生物膜，造成二次生物污染，并对管网中 剩余消毒剂的灭活起到抑制作用，对饮用水生物安全造成影响。目前针对炭菌的生物安全 问题，往往通过提高消毒剂(氯)的投药量来解决，但带来消毒副产物(DBPs)增加等问题， 对饮用水的化学安全性带来负面影响。研究表明，活性炭工艺对THMFP(三卤甲烷生成势) 的去除作用有限，甚至发现炭床出水中THMFP升高的现象。 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(紫外线/ 二氧化钛)光催化消毒技术是饮用水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(HO )，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。 国内外UV/Ti02光催化消毒技术研究刚刚起步，且已见报道仅限于对水中细菌单 体(自由细菌)的灭活；在饮用水领域对活性炭出水中细菌尤其是炭菌的光催化消毒研究 国内外均未见报道，针对活性炭出水中炭菌的，/1102光催化消毒反应器设计未有应用报 道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种饮用水活性炭工艺出水紫外线二氧化钛消毒反应器。 本专利技术为实现所述专利技术目的采用如下技术方案 —种饮用水活性炭工艺出水紫外线二氧化钛消毒反应器，由外套管、内套管、Ti02 环形板、紫外灯、进水管和出水管组成，其特征在于所述外套管内设有内套管，外套管两端 与内套管外壁用有机玻璃板以玻璃胶密封固定，外套管与内套管之间的间隙纵向排列设有 若干Ti02环形板，相邻两块Ti02环形板之间间距为(2. 0 2. 5) XTi02环形板的内径，紫 外灯设于内套管内，所述外套管的轴心、内套管的轴心和1102环形板的中心位于同一轴线；外套管的两端分别设有进水管和出水管。 所述内套管的一端口设有冷却风扇。 所述所述外套管与内套管的直径比为3 : i 4 : i。 所述外套管材质为有机玻璃，内套管材质为石英。 所述进水管和出水管上分别设有阀门。 所述Ti02环形板、内套筒和外套筒之间接触部位用玻璃胶密封。 所述1102环形板设有6个孔，开孔率为1 1.5%，相邻的两个孔的圆心与1102环形板圆心的连线形成的夹角成60度，其中相邻的3个孔中心与Ti02环形板圆心距离为4/3XTi02环形板内径，另3个孔圆心距Ti02环形板圆心7/3XTi02环形板内径；相邻两块Ti02环形板错开孔位安装，从一端至另一端每两板顺时针错位40度。 本专利技术的优点在于 (1)该装置实现了，/1102反应器与饮用水活性炭处理工艺的有效结合，反应器的圆柱形、接触式消毒方式可以方便安装在出水管道中；并可灵活串联或并联反应器以应对不同处理水量的变化，体现了较强适应性和实用性，同时消毒效果理想。 (2)，/1102反应器中催化材料载板的适宜开孔率和孔位的错置布局，增加了出水中自由细菌和炭菌等生物与Ti02催化材料载板的碰撞概率，延长了待消毒的生物体与Ti02表面形成的羟基自由基(HO )的接触时间，从而加强了 HO 的灭菌效果。 (3)UV/Ti02反应器的出水自由细菌总数远低于现行的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)，而炭菌可实现有效灭活；为了维持供水管网末梢的消毒剂余量，虽然仍需在储水箱或清水池中加入液氯等消毒剂，但其使用量已经大为较少，避免了大量消毒副产物的生成，提高了供水的安全性，同时具有可观的经济效益。 表1比较了相同水量条件下常规平板结构与设计的圆形套筒+环形挡板结构的接 触消毒区别，结果表明圆形套筒+环形挡板结构优化了炭菌颗粒与Ti02板接触条件，整体 上延长了水利停留时间，使得，+1102接触消毒的效率得以提高。 表1常规平板结构与设计套筒的比较 比较参数常规平板结构圆形套筒+环形挡板结构单个Ti02板接触时间20-30秒45-60秒消毒效率90.2%99.9%整体反应器停留时间60-90秒170-185秒消毒效率91.7%99.9%附图说明 附图1是本专利技术的紫外线二氧化钛消毒反应器示意图。 附图2是本专利技术的Ti02环形板示意图。 图中1是外套管、2是内套管、3是Ti02环形板、4是紫外灯、5是出水管、6是冷却4风扇、7是进水管、8是阀门。 具体实施操作 下面通过实施例的方式，对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。 实施例1 —种饮用水活性炭工艺出水紫外线二氧化钛消毒反应器，由外套管1、内套管2、 Ti02环形板3、紫外灯4、出水管5和进水管7组成，所述外套管1内设有内套管2，外套管1 两端与内套管2外壁用有机玻璃板以玻璃胶密封固定，外套管1与内套管2之间的间隙纵 向排列设有6块Ti02环形板3，相邻两块Ti02环形板3间距为2XTi02环形板3的内径， Ti02环形板3、内套筒2和外套筒1之间接触部位用玻璃胶密封。紫外灯4设于内套管2 内，充分利用紫外线的照射范围，防止紫外线外泄，同时便于紫外灯和Ti02环形板的安装固 定，所述外套管1的轴心、内套管2的轴心和Ti02环形板3的中心位于同一轴线；外套管1 的两端分别设有进水管7和出水管5。其中活性炭处理工艺出水从进水管7进入，流经的水 在紫外灯4照射下和Ti02环形板3催化联合作用下消毒，消毒后的出水经出水管5排出。 圆柱同心套筒体使得水流状态平稳，避免产生死水区，水力条件优越。用玻璃胶将Ti02环 形板3、内套筒2和外套筒1之间接触部位密封。 所述内套管2的一端口设有冷却风扇6，冷却风扇6始终运转以降低紫外灯照射产 生的热量。 所述外套管1与内套管2的直径比为3:1。 所述外套管1材质为有机玻璃，内套管2材质为石英。 所述进水管7和出水管5上分别设有阀门8。 所述1102环形板3设有6个孔，开孔率为1%，相邻的两个孔的圆心与1102环形 板3圆心的连线形成的夹角成60度，其中相邻的3个孔中心与Ti02环形板3圆心距离为 4/3 X Ti02环形板3内径，另3个孔圆心距Ti02环形板3圆心距离为7/3 X Ti02环形板3内 径；相邻两块Ti02环形板3错开孔位安装，从一端至另一端每两板顺时针错位40度。孔位 错置使得水流的动力特征改变，增加了水相中的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种饮用水活性炭工艺出水紫外线二氧化钛消毒反应器，由外套管（１）、内套管（２）、ＴｉＯ↓［２］环形板（３）、紫外灯（４）、出水管（５）和进水管（７）组成，其特征在于所述外套管（１）内设有内套管（２），外套管（１）两端与内套管（２）外壁用有机玻璃板以玻璃胶密封固定，外套管（１）与内套管（２）之间的间隙纵向排列设有若干ＴｉＯ↓［２］环形板（３），相邻两块ＴｉＯ↓［２］环形板（３）间距为（２．０～２．５）×ＴｉＯ↓［２］环形板（３）的内径，紫外灯（４）设于内套管（２）内，所述外套管（１）的轴心、内套管（２）的轴心和ＴｉＯ↓［２］环形板（３）的中心位于同一轴线；外套管（１）的两端分别设有进水管（７）和出水管（５）。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林涛，陈卫，王磊磊，赵金辉，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：84
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。