一种用于真空紫外灯管处理尿液的螺旋反应装置的非满管流进样方式的制作方法

1.本发明属于光催化降解有机微污染物领域，具体涉及一种用于真空紫外灯管处理尿液的螺旋反应装置的非满管流进样方式


背景技术：

2.当今社会快速发展，经济规模、城市化进程不断扩大，工业、农业生产也不断变革，人口不断增加与人民生活质量不断提高的同时，环境问题也在不断的滋生并逐渐恶化。尿液作为一种生活污水，其含量仅占城市污水2％左右，但其中所含的药物类污染物却占到了城市污水的90％以上，而目前的污水处理设施很难有效的去除水中的药物类污染物。
3.尿液的分离可以通过安装特殊结构的马桶进行实现，得到源分离尿液。如果能从源头处理尿液中病原微生物、抗生素及其代谢产物，不仅可以回用于农业，还可以有效的节省污水处理厂的运行成本。目前关于尿液中药物类污染物的处理手段还较少。目前已有的研究方法主要是将污染物从尿液中分离出来。之前报道的臭氧处理尿液的方法能耗高且处理效果不佳。由于尿液的遮光作用，阻碍了紫外高级氧化工艺在尿液废水中的应用。
4.综上所述，亟需一种可高效低耗的处理工艺来提高尿液中药物类污染物去除效率。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于真空紫外灯管处理尿液的螺旋反应装置的非满管流进样方式。
6.本发明为解决现有技术中提出的技术问题提出的第一个技术方案是：一种用于真空紫外灯管处理尿液的螺旋反应装置的非满管流进样方式，包括以下步骤：
7.1)具有185/254nm双波长的紫外线灯管，185nm波长可以氧化o2，产生具有强氧化性的臭氧，可以降解尿液中的有机微污染物；254nm波长的紫外灯管本身可以降解一部分有机微污染物，并可以和臭氧形成高级氧化过程(uv/o3)，产生强氧化性的自由基，有效的降解有机微污染物；
8.o2 hv
185nm
→
o39.o3 h2o hv
245nm
→
·
oh
10.2)螺旋管装置解决了紫外线灯在尿液处理过程中透光性差的问题，可以缩短光程，增加反应时间，去除效率高，提高能源利用率；
11.3)蠕动泵一方面可以将尿液传输到螺旋管反应装置中，一方面可以将空气传输到螺旋管反应装置中，并可控制尿液和空气的比例，达到空气和尿液交替出现的目的，且空气的泵入增加了螺旋管反应装置中o2的含量；
12.4)185nm波长的紫外光可以将尿液中的溶解氧和空气中的o2氧化为o3，氧化有机微污染物，同时和254nm波长紫外光形成高级氧化体系，对有机微污染物进行高效分解，同时
消减有害微生物，达到生防效果。
13.有益效果：
14.该种螺旋反应装置的非满管流进样方式与传统满管流进样方式相比，具有以下创新点：
15.1)双泵的选择，形成空气和尿液间隔的连续流，一方面增加了臭氧的产生量，另一方面增大了臭氧和尿液的接触面积，大大的提高了处理效率。
16.2)185nm/254nm双波长紫外线灯的使用，一方面产生臭氧，无需额外投加药剂；一方面254nm波长与臭氧形成高级氧化体系，即节约运行成本，又提高了处理效率。
17.3)臭氧的产生，254nm灯管的使用，以及uv254/o3的高级氧化体系，不仅有效的去除了尿液中的有机微污染物，同时有效的去除了尿液中的有害病原微生物，实现了尿液的无害化处理。
附图说明
18.图1是是本发明所优选的实施例用于真空紫外灯管处理尿液的螺旋反应装置的非满管流进样方式的示意图。
具体实施方式
19.下面通过具体实施例和附图对本发明作进一步的说明。本发明的实施例是为了更好地使本领域的技术人员更好地理解本发明，并不对本发明作任何的限制。
20.1)真空紫外灯管1)插入石英螺旋管反应器2)中间，打开电源进行工作；
21.2)打开泵4)，尿液和空气由进水管进入石英螺旋管反应器2)，形成方式1或者方式2的接触方式，下进上出更利于空气和尿液充分接触，真空紫外灯管氧化空气中的氧气生成o3，氧化有机微污染物；o3与紫外结合形成的高级氧化体系，对有机微污染物进行高效分解，并能进行灭菌消毒，处理过后的尿液可用作生态肥料；
22.3)反应器外部的支撑保护罩3)，可以起到支撑和保护石英螺旋管反应器以及真空紫外灯管的作用。
23.实施例1
24.1)以常用的镇痛剂卡马西平为目标污染物，用超纯水配置100μm的储备液待用。
25.2)使用烧杯配置50ml 10μm的卡马西平溶液，使用5mm的磷酸盐缓冲溶液将反应溶液的ph控制在7.2。
26.3)将反应溶液放入螺旋管反应器中，控制反应液和空气泵入的流速都为1ml/min，在真空紫外光照下对卡马西平进行降解，反应在室温条件下进行。
27.4)反应液从烧杯进入螺旋管内然，通过在螺旋管出口再进入烧杯内，形成循环系统，反应30min后取样，用高效液相色谱进行测定，反应液中卡马西平的去除率为62.2％。
28.实施例2
29.1)以常用的染料亚甲基蓝为目标污染物，用超纯水配置100μm的储备液待用。
30.2)使用烧杯配置50ml 10μm的亚甲基蓝溶液，使用5mm的磷酸盐缓冲溶液将反应溶液的ph控制在7.2。
31.3)将反应溶液放入螺旋管反应器中，控制反应液和空气泵入的流速都为0.5ml/
min，在真空紫外光照下对亚甲基蓝进行降解，反应在室温条件下进行。
32.4)反应液从烧杯进入螺旋管内然，通过在螺旋管出口再进入烧杯内，形成循环系统，反应30min后取样，用紫外分光光度计再664nm波长下进行测定，反应液中亚甲基蓝的去除率为50.5％。
33.应当理解的是，这里所讨论的实施方案及实例只是为了说明，对本领域技术人员来说，可以加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。


技术特征：
1.一种用于真空紫外灯管处理尿液的螺旋反应装置的非满管流进样方式，包括以下步骤：1)具有185/254nm双波长的紫外线灯管，185nm波长的紫外灯可以氧化o2，产生具有强氧化性的臭氧，可以降解尿液中的有机微污染物；254nm波长的紫外灯管本身可以降解一部分有机微污染物，并可以和臭氧形成高级氧化过程(uv/o3)，产生强氧化性的自由基，有效的降解有机微污染物；o2 hv
185nm
→
o3o3 h2o hv
245nm
→
·
oh2)螺旋管装置解决了紫外线灯在尿液处理过程中透光性差的问题，可以缩短光程，增加反应时间，去除效率高，提高能源利用率；3)蠕动泵一方面可以将尿液传输到螺旋管反应装置中，一方面可以将空气传输到螺旋管反应装置中，并可控制尿液和空气的比例，达到空气和尿液交替出现的目的，且空气的泵入增加了螺旋管反应装置中o2的含量；4)185nm波长的紫外光可以将尿液中的溶解氧和空气中的o2氧化为o3，氧化有机微污染物，同时和254nm波长紫外光形成高级氧化体系，对有机微污染物进行高效分解，同时消减有害微生物，达到生防效果。

技术总结
本发明涉及一种用于真空紫外灯管处理尿液的螺旋反应装置的非满管流进样方式，主要包括：185nm/254nm紫外线灯管、石英螺旋管反应装置，蠕动泵两个。采用此方法，可以有效的去除尿液中的有机微污染物，达到无害化的处理目标。达到无害化的处理目标。达到无害化的处理目标。


技术研发人员：孙佩哲 孟坛 白银晓
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2021/12/11