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凌卓技术:污水紫外线消毒器降解水中TOC
发布时间:2015-03-10   点击次数:868次

水中TOC,即总有机碳(Total Organic Carbon),水中的有机物质的含量,以有机物中的主要元素一碳的量来表示,称为总有机碳。去除TOC的污水紫外线消毒器就是对水中TOC进行处理的设备,它是利用185nm波长的紫外灯管直接照射纯水,此时水中TOC与光子直接碰撞的几率很低,此时靠水中TOC杂质直接吸收185nm紫外光光子能量再分解并形成CO2逸出从而得到降解是很困难的,所以我们一般认为利用污水紫外线消毒器的185nm波长的紫外光降解水中TOC时,波长为185nm紫外光先与水作用,引起水的均裂反应,其反应式如下:

H2O→H++HO-            H2O→H++HO-+eaq-

从上面的反应式可以得出污水紫外线消毒器的185nm紫外光照射水时,在185nm紫外光所能照射的范围内可以产生中间体HO-、H+和eaq-(水合电子)。这些活性中间体再与水中有机物发生亲核、亲电和电子转移反应,引起水中有机物的降解和矿化,并使其TOC浓度降低,达到降解水中TOC作用。

波长小于200nm的紫外线能有效分解水中的有机微粒,特别是低分子量的污染物,比如总有机碳(TOCs)。在这些波长范围内,紫外线通过两种方式起作用:*种是紫外线的能量直接分解有机物内部的化学键,叫做直接光解;第二种是水分子的光解,分离出带电羟基OH-同样对有机物有分解作用。  

降低TOC在离子交换供水系统中特别重要。在离子交换供水系统中,有时錧方药典规定的有机物水平很可能达不到。  

使用紫外线减少TOC的另外一个优势就是,降解TOC的紫外线消毒器也能产生高强度波长为254nm的紫外线,从而提供了相应的紫外线消毒器消毒。

脱氯作用  

许多制药厂的水源采用市政供水。50多年来,余氯被广泛应用于对水的消毒。当氯被加入水中,与水中自然形成的腐殖酸、富里酸和其他物质发生反应,就形成了三卤甲烷化合物(THMs)。由于某些三卤甲烷化合物已被证实对实验室动物有致癌作用,所以一些监管机构,比如美国环境总署(USEPA),就针对三卤甲烷设定了个人饮用水污染物的zui大限值。(自1979年以来,美国环境总署规定水中的三卤甲烷的zui大限值为100ppb)另外,由于氯的特性,会对净化水设备,例如反渗透膜和DI树脂设备造成损坏。因此,氯一旦完成了其消毒功能,就必须去除掉。  

至今,有两种脱氯法使用zui为广泛,一种是粒状活性炭(GAC)过滤器,另一种是添加中性化学物质,比如亚硫酸氢钠和偏亚硫酸钠。这两种方法有各自的优点,但它们也有许多严重的缺点。粒状活性炭过滤器因其自身多孔状特性和饱含营养的环境,很容易变成一个细菌的滋生地。脱氯化学物质比如亚硫酸氢钠,通常在反渗透膜之前的位置加入,一方面提供细菌滋生所需的条件,另一方面会导致生物膜的产生。另外,这些化学物质处理起来具有危险性,而且还会出现因人为失误而造成过量投加或不足量投加的危险。饮用水紫外线消毒器的紫外线技术在脱氯方面的应用日益流行,它有效避免了粒状活性炭过滤器或者化学方法的缺点,并能够有效去除游离氯和氯化合物,去除余氯、杀菌双剑合并。

污水紫外线消毒器和饮用水紫外线消毒器的波长在180-400nm的紫外线能产生将游离氯分离生成盐酸的光化反应。分解游离氯的峰值波长180nm-200nm,而分解氯化合物(mono-、di-、tri-氯化合物)的峰值波长范围245nm-365nm。  

用于脱氯的紫外线消毒器的紫外线用量的多少取决于氯的总含量、游离氯和化合氯之间的比率,有机物的背景值以及余氯的预期的目标浓度。根据以上参数就能核算出紫外线消毒器价格成本。

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