[发明专利]紫外线辐照装置及去除溶液中尿素的方法

说明书

本发明提供一种紫外线辐照装置及去除溶液中尿素的方法。所述紫外线辐照装置包括：紫外光源，所述紫外光源用于发射紫外线；光引导装置，所述光引导装置具有中空结构，并使得所述紫外光源的至少部分的紫外线平行地从其该中空结构中穿过；以及反应器皿，所述反应器皿用于盛放含尿素的溶液；并且，穿过所述光引导装置的所述紫外线能够基本垂直的作用于所述含尿素的溶液，以去除尿素。本发明的去除水中尿素的装置结构简单，适用于超纯水生产系统的高效去除低浓度尿素，能够保障再生水应用于电子级超纯水制备时的产水水质。

技术领域

本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种去除水中尿素的紫外线辐照装置和方法。

背景技术

现阶段世界各国面临严峻的水资源短缺和水环境污染等问题，而再生水利用是解决水资源问题的重要途径。

半导体制造业是高耗水产业，对超纯水需求量大、水质要求高。据报道，台积电每年需要的淡水资源量达到160亿m³，生产超纯水所需的水资源量十分巨大。而随着对于芯片自主生产的重视与大力投入，未来芯片制造业对于水资源的需求十分巨大，传统水资源将难以满足快速增长的超纯水需求。半导体制造企业正逐步探索将城市再生水用于电子级超纯水制备，在面临水资源短缺、水环境污染等严峻水问题的情况下，非传统水源(城市再生水和受污染地表水等)在电子级超纯水制备中的应用将是电子行业高质量发展的重要支撑。

再生水中尿素相比自来水中的尿素经过反渗透处理后的浓度要高2-5倍，在利用超纯水中试系统得到的研究结果表明，现有的超纯水生产工艺不能完全去除尿素，进水中约20％的尿素穿过了整个超纯水生产流程，并贡献了超纯水中约25％的总有机碳。能否有效去除尿素，成为再生水应用于电子级超纯水制造的关键问题。

现有的尿素去除技术包括生物降解、物理吸附、化学氧化等。其中，依赖微生物活性的生物降解技术不适用于低浓度有机物的去除，物理吸附对于亲水、不显电性的尿素，尤其是低浓度尿素吸附效果不佳，且吸附剂的更换、污染物的解吸附或者杂质溶出会带来新的问题，而现有氧化技术对尿素的去除效率不高，或者经济效益不佳，距离理想的实际应用效果仍有一定的距离。

引用文献1公开一种去除水中尿素的电解装置，包括电解槽和电极组，电解槽包括槽体、固定架、进水口和出水口，固定架设置有两个，分别位于槽体的两端，槽体通过不锈钢螺丝与固定架固定，进水口位于电解槽的底端，出水口位于电解槽的顶端；电极组包括阳极和阴极，阳极为钛基金属氧化物涂层电极，阴极为铁板，阳极和阴极分别固定在固定架上，且分别位于电解槽的两端，阳极在阴极分别接入直流电源的主负极。但是，该方法存在效率低，受进水尿素浓度限制以及工艺过程复杂的缺陷，且不适用于去除低浓度尿素。

引用文献2公开一种泳池用生物活性炭尿素降解装置，包括筒体和生物活性炭棒，生物活性炭棒安插在筒体内的支座上，所述的生物活性炭棒为自柱体空心结构。该方法采用活性炭吸附对于尿素吸附效果不佳，不适用于去除低浓度尿素。

引用文献3公开一种用于去除泳池中尿素的装置，具有循环水罐、臭氧发生器、场能催化氧化设备、催化剂，场能催化氧化设备位于循环水罐内，臭氧发生器位于循环水罐外，臭氧发生器的功能性气泡溶气机负压管位于循环水罐内，催化剂是碱与过硫酸盐，循环水罐的进水管和提升水泵出水端通过管道连接，循环水罐的出水管位于泳池上，排出的水进入泳池内，PLC和提升水泵、臭氧发生器、场能催化氧化设备通过导线连接。但是该方法去除效率不高，经济效益不佳，无法用于去除低浓度尿素，距离理想的实际应用效果仍有一定的距离。

综上所述，研究一种适用于超纯水生产系统的高效去除低浓度尿素的方法亟需开发，以保障再生水应用于电子级超纯水制备时的产水水质。

引用文献：

引用文献1：CN105129924A

引用文献2：CN105819591A

引用文献3：CN108996658A

发明内容