一種自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器。它由兩根不同直徑同軸的石英玻璃管和兩個固定的端頭，和一根套管組成；其中：直徑較小的第二石英玻璃管套設在直徑較大的第一石英玻璃管內，且二者之間形成環(huán)形空間；該第二石英玻璃管內設有連接紫外燈電源的紫外燈管；在一個端頭上開設有通向環(huán)形空間的切向進液口，在另一個端頭上開設有通向環(huán)形空間的切向出液口；該第一石英玻璃管外設有套管；兩根石英玻璃管和一根套管兩端均由端頭固定。它適用于水處理過程紫外線消毒和UV/H2O2高級氧化處理難生物降解和有毒的有機污水工藝。
【專利說明】
一種自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及環(huán)保水處理領域，具體涉及一種自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器。
【背景技術】
[0002]隨著化學工業(yè)的快速發(fā)展，產生的污染物不管從數(shù)量上，還是從種類上都日益增多，有些污染物一般通過傳統(tǒng)的水處理技術是難以處理的;有些污染物即使是微量的，因在自然水體中難以降解，存在的時間很長，已累積到破壞生態(tài)平衡的程度，引起社會的極大關注。各級政府加大環(huán)保監(jiān)管力度，采用更高的排放標準保證人類生產和活動過程中產生的污染物不會影響自然水體的承受能力和人類的健康，改善自然水體日益惡化的狀況。
[0003]自然光可以簡單分為紅外光、可見光和紫外光三大類。紅外光的波長在780nm以上，我們日常感覺到的光為可見光，它的波長在380nm?780nm之間，而紫外光線的波長在20nm~380nm之間。眾所周知，光是由粒子組成的，它是有能量的。不同波長的光能量是不同，波長越短，它的能量就也高，也就是說紫外光線的能量比可見光強。
[0004]利用紫外光線較高能量的特性，將紫外光應用于水的消毒殺菌、污水的光催化高級氧化反應。紫外線消毒殺菌就是通過紫外線的照射，破壞和改變微生物的DNA(脫氧核糖核酸)結構，使細菌立即死亡或無法繁殖后代。在殺菌消毒方面253.7nm波長的紫外光是最好選擇；當氧氣吸收185nm波長的紫外光之后，會激發(fā)氧分子產生氧化能力更強的臭氧
(O3)，通過它可以氧化降解大部分有機污染物；當雙氧水(H2O2)吸收了紫外光之后，它會裂解產生比臭氧氧化能力更強的羥基自由基(.0H)，通過羥基自由基與大分子有機物反應，發(fā)生一系列鏈式反應后斷鏈分解為小分子的中間產物，甚至氧化至最終產物COdPH2O;有些帶雙鍵或三鍵的有機化合物自身吸收紫外光線之后，會躍迀到激發(fā)態(tài)，然后光解斷鏈產生小分子的有機物，這些小分子的有機物往往都可以被微生物所利用而降解。為了加快有機物的降解速度，在污水中添加少量的催化劑，提高雙氧水轉化羥基自由基(.0H)的速度。
[0005]采用光催化氧化處理含有難生物降解，甚至有毒污染物的污水，其顏色往往都比較深，有些污水中還含有油性的物質，以及懸浮物也比較多。它們的透光性都較差，無法讓紫外光透過處理的水層。為了讓待處理水中所有的物質都能充分地吸收紫外光能量，目前常規(guī)的紫外燈殺菌器或反應器是讓待處理的水流過安裝數(shù)目不等的紫外燈的腔體，從另一端排出。這種反應器結構缺點是水流相對于燈管表面的流速很慢，無法達到足夠的流速以保證湍流的效果，燈管表面的滯流層較厚。其結果一是紫外光只能照到靠近燈管表面部分的液體，而遠離燈管的地方無法照到；其二是水中的污染物和懸浮物可能沉積在紫外燈套管的外表面，進一步阻止光線照射到水體中，影響紫外燈的利用率。而解決套管污染的辦法是在紫外燈套管外安裝帶清洗功能的機械清洗器，這種清洗器在強氧化性羥基自由基、酸堿性較強的環(huán)境中維護工作量相當大，而且清潔的效果不夠理想，無法得到推廣和應用；另夕卜，由于高級氧化處理污水的條件比較惡劣，對大部分金屬材料都有腐蝕性，如果與水接觸的材質為金屬結構件，使用壽命就會受到極大的影響。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，主要解決上述現(xiàn)有技術所存在的技術問題，它適用于水處理過程紫外線消毒和UV/H202高級氧化處理難生物降解和有毒的有機污水解毒工藝。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:
一種自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:它由兩根不同直徑同軸的石英玻璃管和兩個固定的端頭，一根套管組成;其中:直徑較小的第二石英玻璃管套設在直徑較大的第一石英玻璃管內，且二者之間形成環(huán)形空間；該第二石英玻璃管內設有連接紫外燈電源的紫外燈管;在第一端頭上開設有通向環(huán)形空間的切向進液口，在第二端頭上開設有通向環(huán)形空間的切向出液口；該第一石英玻璃管外套設有金屬套管;兩根石英玻璃管和一根金屬套管兩端均由端頭固定。
[0008]所述的自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:該套管上設置有反應器視窗。
[0009]所述的自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:該切向進液口的進液方向和切向出液口的出液方向為180°。
[0010]所述的自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:該第二石英玻璃管為保證紫外燈發(fā)出的紫外線能照射到待處理的水中采用高透光率的石英玻璃管。
[0011 ]所述的自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:該第一石英玻璃管為可過濾紫外光、耐腐蝕性強的石英玻璃管。
[0012]所述的自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:該套管為防止紫外線泄露的金屬套管。
[0013]本發(fā)明的技術效果在于:
1、本發(fā)明使用時，將高速的水流從管式反應器的一個端頭切向進入兩個同軸的石英玻璃管之間的環(huán)形空間內，水流在環(huán)形空間內沿軸線方向繞內石英玻璃管做螺旋狀從一端流到另一端，在另一端頭的出水以切向方向流出，水流在反應器中高速旋轉，不僅保證不同物質(水、雙氧水和催化劑)得到充分混合，而且使反應器內石英玻璃管外表面液膜不斷得到更新，既起到自清潔的作用，又使處理的水在通過反應器過程中，水中的雙氧水都能充分吸收紫外光，產生強氧化性的羥基自由基(.0H)，而且保證產生的羥基自由基(.0H)能及時與水中的有機物進行反應。如果用于殺菌消毒，保證水中微生物都能受到紫外線的照射，提高細菌的去除率。
[0014]2、本發(fā)明的紫外燈管安裝在內石英玻璃管內，產生的紫外光透過內石英玻璃管射入待處理的水中。
[0015]3、為了克服與介質接觸的金屬材料受到氧化、腐蝕和磨損的問題，反應器的外石英玻璃管采用特制的石英玻璃管，它可以過濾透過水層的紫外光。另為，在外石英玻璃管管外側再設置一根金屬套管，保證100%阻擋可能溢出外石英玻璃管的紫外光不泄漏到環(huán)境中，保護操作人員不受傷害。金屬套管還必需具備足夠的剛度，以滿足支撐整個反應器重量的目的。
[0016]4、在反應器的金屬套管上設置若干個反應器視窗，用于隨時觀察反應過程中變化。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]請參閱圖1，它是本發(fā)明一種自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器。如圖所示:它由兩根不同直徑同軸的石英玻璃管1、2和兩個固定的端頭3、5，一根套管4組成;其中:直徑較小的第二石英玻璃管2套設在直徑較大的第一石英玻璃管I內，且二者之間具有環(huán)形空間；該第二石英玻璃管2內設有連接紫外燈電源10的紫外燈管6;在第一端頭3上開設有通向環(huán)形空間的切向進液口8，在第二端頭5上開設有通向環(huán)形空間的切向出液口9;該第一石英玻璃管I外套設有套管4;兩根石英玻璃管1、2和一根套管4兩端均由端頭3、5固定。
[0019]使用時，待處理的壓力流廢水從所述的第一端頭3的切向進液口8沿切線方向進入所述的兩根石英玻璃管1、2組成的環(huán)狀空間內，產生強烈的旋轉流，然后從第二端頭5的切向出液口9切線排出，使廢水與氧化劑和催化劑充分混合，并與紫外線充分接觸，并依靠流體自身產生的旋轉剪切力清除腔體表面的污染物質，不需要單獨的機械清洗裝置，可以保持反應器表面的清潔。
[0020]具體的，在石英玻璃管2內安裝一根不同功率的紫外燈管6，通電之后，紫外燈管6發(fā)射的紫外光透過石英玻璃管2射到流經其表面的水中。待殺菌消毒的水或添加了雙氧水和催化劑的水，從反應器的一端進入，高速切向進入反應器內外之間的環(huán)形空間，水流在反應器內產生強烈螺旋流動，從一端流到另一端，并以切向方向流出。在水從一端流到另一端的過程中，不斷進行劇烈的混合，石英玻璃管2表面的液層不斷得到更新，水中的污染物或化學藥品(H2O2)不斷吸收紫外線。如果是細菌吸收了紫外線，其DNA遭到破壞，細菌就會死亡；如果是雙氧水吸收了足夠能量的紫外線之后，就會裂解產生強氧化的羥基自由基(.0H)，產生的羥基自由基(.0H)立即就會與水中的難生物降解的有機物反應，降解產生小分子可生化的有機物或直接氧化到最終狀態(tài)(CO2和H2O)。有些有機物也可以直接吸收紫外線，變成高能量激發(fā)態(tài)的有機物，自身就會分解成較小分子的有機物。
[0021]而沉積在石英玻璃管2外表面的污染物在高速旋轉水流剪切力的作用下不斷被剝離下來，保持石英管表面的干凈。
[0022]反應器以一根紫外燈管為單位，做成標準的一個反應器。標準反應器的功率一般就是紫外燈管的功率。在工程實施時，可以根據(jù)不同污染物和處理規(guī)模，可以采用多個反應器組合的方式到達工程化的目的。如果待處理的水一次通過反應器無法達到預期的要求，也可以循環(huán)多次通過處理，達到最終的目標后排放。
[0023]由于高級氧化水溶液的腐蝕性都較強，所以反應器中與液體接觸部分的材質為塑料和石英玻璃。
[0024]作為優(yōu)選結構，該套管4上設置有反應器視窗7。
[0025]作為優(yōu)選結構，該切向進液口8的進液方向和切向出液口9的出液方向為180°。
[0026]作為優(yōu)選結構，該第二石英玻璃管2為保證紫外燈發(fā)出的紫外線能照射到待處理的水中采用高透光率的石英玻璃管。
[0027]作為優(yōu)選結構，該第一石英玻璃管I為可過濾紫外光、耐腐蝕性強的石英玻璃管。它不僅可以阻止紫外光線的穿透，而且便于觀察污水的反應過程。
[0028]作為優(yōu)選結構，該套管4為防止紫外線泄露的金屬套管。它一方面起到支撐反應器重量的作用，另一方面防止少量透過第一石英玻璃管I的紫外線泄露到環(huán)境中。
[0029]綜上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍。即凡依本發(fā)明申請專利范圍的內容所作的等效變化與修飾，都應為本發(fā)明的技術范疇。
【主權項】
1.一種自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:它由兩根不同直徑同軸的石英玻璃管(1、2)和兩個固定的端頭(3、5)，一根套管(4)組成;其中:直徑較小的第二石英玻璃管(2)套設在直徑較大的第一石英玻璃管(I)內，且二者之間具有環(huán)形空間；該第二石英玻璃管(2)內設有連接紫外燈電源(10)的紫外燈管(6);在第一端頭(3)上開設有通向環(huán)形空間的切向進液口(8)，在第二端頭(5)上開設有通向環(huán)形空間的切向出液口(9);該第一石英玻璃管(I)外套設有套管(4);兩根石英玻璃管(1、2)和一根套管(4)兩端均由端頭(3、5)固定。2.根據(jù)權利要求1所述的自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:該套管(4)上設置有反應器視窗(7)。3.根據(jù)權利要求1所述的自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:該切向進液口( 8)的進液方向和切向出液口( 9)的出液方向為180°。4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:該第二石英玻璃管(2)為保證紫外燈發(fā)出的紫外線能照射到待處理的水中采用高透光率的石英玻璃管。5.根據(jù)權利要求1或2或3所述的自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:該第一石英玻璃管(I)為可過濾紫外光、耐腐蝕性強的石英玻璃管。6.根據(jù)權利要求1或2或3所述的自清洗管式紫外高級氧化或消毒反應器，其特征在于:該套管(4)為防止紫外線泄露的金屬套管。
【文檔編號】C02F1/32GK105923700SQ201610505442
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】何立, 錢海晨
【申請人】上海水合環(huán)境工程有限公司