[发明专利]一种高强紫外光-双氧水去除水体中藻毒素的装置

说明书

本发明涉及一种高强紫外光‑双氧水去除水体中藻毒素的装置，包括纤维过滤系统、光催化降解反应器、加药系统及高强紫外光系统；纤维过滤系统通过进水管道与光催化降解反应器连接，用于截留、吸附和过滤原水中的悬浮颗粒物，并通过进水管道使滤后水进入光催化降解反应器；加药系统与光催化降解反应器连接，用于向光催化降解反应器投加过氧化氢与滤后水进行催化氧化反应；高强紫外光系统设于光催化降解反应器上方，用于产生高强紫外光对光催化降解反应器内的滤后水进行辐射，以在催化氧化反应中使藻毒素彻底氧化降解，并降低藻毒素毒性。本发明能够提高反应速率，改善对微污染水源中藻毒素去除的效率，可作为一种给水工艺中的应急技术方法。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种高强紫外光-双氧水去除水体中藻毒素的装置。

背景技术

随着全球水体富营养化，多个国家和地区水源地陆续出现蓝藻水华现象。蓝藻水华大面积爆发，蓝藻细胞正常的生理代谢过程会产生大量藻毒素。蓝藻毒素因其自身的化学特性，通过损坏染色体等极力，具有致畸致癌等潜在危害。藻类所产生藻毒素种类繁多，微囊藻毒素、球藻毒素、类毒素-a、脂多糖和类毒素-a(S)等，其中微囊藻毒素(microcystins，以下简称MC)占比最大，且危害最严重，它可分泌毒性很强的肝毒素和神经毒素，并且水体中微囊毒素与蓝藻的变化规律呈正相关。MC是一组环状七肽物质，结构稳定，能抵抗极端pH值和300℃高温，难以在自然环境中降解。

目前，藻毒素的去除方法主要包括：物理过滤及吸附，化学混凝沉淀，生物降解和光降解及催化氧化。其中，物理法主要通过吸附、截留和过滤达到去除效果，但普通滤池及滤料对藻毒素去除效果不理想，而微滤、超滤、纳滤及反渗透技术虽对藻毒素去除效果显著，但膜技术运行成本过高，技术推广难度大。化学法主要通过投加石灰、明矾等混凝剂沉淀去除藻毒素，但去除率仅20％左右，去除效果不理想。生物法主要通过微生物的代谢降解去除藻毒素，虽成本低廉，但生物降解过程十分缓慢，大约14d左右才开始逐步降解。高级氧化技术主要通过采用液氯、二氧化氯或臭氧等氧化剂氧化降解去除藻毒素，该方法虽可氧化降解藻毒素，但要达到高效去除藻毒素目的，则需要投加较大剂量氧化剂，容易产生消毒副产物，严重影响出水水质。光降解及光催化技术可高效打断藻毒素分子中的共轭双键，有效降低藻毒素的毒性，并使有机物彻底氧化为水和二氧化碳等小分子无机物，不产生二次污染物。

UV/H₂O₂工艺是一种典型的光催化降解工艺，该工艺主要是过氧化氢分子在紫外光光源辐射下，吸收光能发生能级跃迁，过氧化氢分子中的O-O键发生断裂分解为两个羟基自由基分子，随后羟基自由基与有机物相互作用，并使有机物分解。然而，与Fenton、光Fenton等投加催化剂的高级氧化反应相比，常规的UV/H₂O₂工艺对于化学性质稳定的有机物降解效果不佳，存在反应速率低，水力停留时间长等问题，针对大面积水华爆发时，效果不显著。

发明内容

本发明的目的是提供一种高强紫外光-双氧水去除水体中藻毒素的装置，将高强度紫外光(光子通量为3.13×10^-6einstein·cm^-2·s^-1，比传统高级氧化工艺中使用的紫外光强度高两个数量级以上)与传统的UV/H₂O₂高级氧化技术相结合，充分利用高强紫外光能量密度高的优势，增加羟基自由基的生成速率，提高反应速率，改善对微污染水源中藻毒素的去除效率，作为一种给水工艺中的应急技术方法。

本发明提供了一种高强紫外光-双氧水去除水体中藻毒素的装置，包括纤维过滤系统、光催化降解反应器、加药系统及高强紫外光系统；

纤维过滤系统通过进水管道与光催化降解反应器连接，用于截留、吸附和过滤原水中的悬浮颗粒物，并通过进水管道使滤后水进入光催化降解反应器；

加药系统与光催化降解反应器连接，用于向光催化降解反应器投加过氧化氢与滤后水进行催化氧化反应；