[发明专利]一种紫外光-微臭氧工艺消除水体中藻毒素的装置及方法

说明书

技术领域

一种紫外光-微臭氧工艺消除水体中藻毒素的装置及方法属于饮用水处理的技术领域。

背景技术

蓝藻在水中的大量爆发形成水华，对水源水的生态、饮用、娱乐及审美价值都构成威胁，成为一个全球性的环境问题。藻毒素是一类有不同种蓝藻细胞产生的环聚肽类物质。在细胞破裂的情况下，大量的毒素释放到水体中，引起一系列的公共健康及环境问题。已有研究证实，有关发生过蓝藻水华的水源水的人和动物的中毒事件，藻毒素应负主要责任。家畜及野生动物饮用了含藻毒素的水后，会出现腹泻、乏力、厌食、呕吐、嗜睡、口眼分泌物增多等症状，甚至死亡。病理病变有肝脏肿大、充血或坏死，肠炎出血、肺水肿等。人在洗澡、游泳及其他水上休闲和运动时，皮肤接触含藻毒素水体可引起敏感部位(如眼睛)和皮肤过敏，少量喝入可引起急性肠胃炎；长期饮用则可能引发肝癌。饮用水中的藻毒素日益受到人们的广泛关注。1998年，世界卫生组织推荐饮用水中藻毒素-LR的暂行上限标准为1.0μg·L^-1。

藻毒素结构较为稳定，自然降解过程十分缓慢。且藻毒素具有水溶性和耐热性，加热煮沸难于将毒素破坏去除，普通的水处理工艺，如混凝沉淀、过滤、加氯也不能将其完全去除。微囊藻毒素在紫外光下可以降解。目前检测到的2010年哈尔滨工业大学常晶硕士论文“紫外/臭氧去除水中微囊藻毒素的效能及氧化产物研究”，通过对比说明单纯紫外工艺不能使水质达标，而紫外/臭氧工艺（需额外添加臭氧）可以达到理想的处理效果。然而遗憾的是，并没有给出如何同时提高紫外线和臭氧浓度的技术方案。2004年河海大学朱光灿博士论文“饮用水中微囊藻毒素降解机理与去除技术研究”，采用了“紫外-微臭氧工艺”降解饮用水中的微囊藻毒素，但由于采用的是通过紫外辐射空气产生臭氧的技术方案，使臭氧浓度最高也仅为0.922mg/L，由于臭氧浓度低，HRT达90min时藻毒素浓度才趋于稳定，处理时间较长，效率较低。发明专利“一种饮用水中微囊藻毒素的去除净化方法”，申请号CN200910032479.6，采用臭氧发生器产生臭氧的技术方案，有效增加臭氧浓度，解决了臭氧浓度低造成处理时间长的问题。然而臭氧发生器具有投资大、运行费用高、安全操作要求高的技术缺点，更重要的是，该发明只注重提高臭氧的浓度，而完全忽视了紫外线对于去除微囊藻毒素的重要作用。

综上所述，现有技术中，有的技术方案只考虑到了紫外线或臭氧中的一种技术方案对消除水体中藻毒素作用，而忽略另一种；有的技术方案虽然考虑到紫外线与臭氧共同作用时会增加消除水体中藻毒素的效果，但是仍具有紫外强度低、臭氧浓度低造成处理时间过长的缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种消除水体中藻毒素的装置及方法，该装置结构简单、效果可靠、操作方便；该方法可有效去除水体中藻毒素、占地面积小、使用安全且处理效率高。

本发明的目的是这样实现的：

一种紫外光-微臭氧工艺消除水体中藻毒素的装置，包括气系统和水系统，所述的气系统包括由硅胶管依次连接的无油气泵，空气干燥装置，空气过滤装置和高强紫外-微臭氧反应器；所述的水系统包括由硅胶管依次连接的进水泵，高强紫外-微臭氧反应器和出水泵；所述的高强紫外-微臭氧反应器同时属于气系统和水系统；高强紫外-微臭氧反应器中设置一灯体呈球形的高强度紫外灯，所述的高强度紫外灯在距离发光点10cm处的光强为13~20mW·cm^-2。

上述的一种紫外光-微臭氧工艺消除水体中藻毒素的装置，所述的空气干燥装置中装有变色硅胶。

上述的一种紫外光-微臭氧工艺消除水体中藻毒素的装置，所述的空气过滤装置中装有玻璃纤维。

一种紫外光-微臭氧工艺消除水体中藻毒素的方法，包括以下步骤：

步骤a、空气经无油气泵，通入装有变色硅胶的空气干燥装置进行干燥；

步骤b、经空气干燥装置干燥后的空气通入装有玻璃纤维的空气过滤装置，以去除细小硅胶碎粒；

步骤c、将经过空气过滤装置处理后的空气通入高强紫外-微臭氧反应器，在254nm紫外辐射作用下产生臭氧； 

步骤d、将待处理水样由进水泵通入高强紫外-微臭氧反应器，水样在高强紫外-微臭氧反应器中同时受到紫外辐射和臭氧的协同处理；

步骤e、经高强紫外-微臭氧反应器处理后的水体经出水泵排出。

上述的一种紫外光-微臭氧工艺消除水体中藻毒素的方法，所述的水体包括受蓝藻繁殖而污染的河流、湖泊等水源水。