一種微波無極紫外耦合的抗生素廢水處理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及污水處理的技術領域，特指一種微波無極紫外耦合的抗生素廢水處理裝置。
【背景技術】
[0002]抗生素廣泛用于人類生活、家禽飼養(yǎng)及水產(chǎn)養(yǎng)殖中的疾病防治。我國是世界上最大的抗生素生產(chǎn)與消費國，過量使用或濫用抗生素現(xiàn)象較為嚴重。長期過量使用或濫用抗生素導致此類化合物及其代謝產(chǎn)物持續(xù)不斷進入地表水、地下水和土壤等環(huán)境介質。由于抗生素具有易生物富集及難生物降解等特點，即使在環(huán)境中的暴露濃度相對較低時，也會對人類和水生、陸生生物產(chǎn)生長期的潛在危害。特別是，長期暴露在抗生素環(huán)境中，會使細菌產(chǎn)生抗性，并通過食物鏈的富集，最終影響人體健康。解決抗生素殘留及其引發(fā)的細菌抗性問題，是我國面臨的重要挑戰(zhàn)。
[0003]目前，抗生素廢水的處理主要仍依托于常規(guī)水處理工藝，但是由于抗生素具有較強的生物毒性，采用常規(guī)生物技術降解難度大，處理效果不理想。近年來，有研究發(fā)現(xiàn)化學氧化法，例如臭氧氧化、高錳酸鉀氧化、催化濕式氧化、Fenton試劑氧化、光催化氧化、H2O2/UV、03/UV等，能夠明顯提高抗生素廢水的處理效果，但是仍存在著成本較高、礦化度不高、降解產(chǎn)物的毒性存在爭議、PH要求苛刻、量子效率低等問題需要進一步研究解決。
[0004]因此，本發(fā)明人對此做進一步研究，研發(fā)出一種微波無極紫外耦合的抗生素廢水處理裝置，本案由此產(chǎn)生。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種微波無極紫外耦合的抗生素廢水處理裝置，不但結構簡單，而且能夠有效解決目前抗生素廢水處理時間長，降解不徹底，最終產(chǎn)物毒性大，能耗較高等問題。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型的技術解決方案是:
[0007]—種微波無極紫外耦合的抗生素廢水處理裝置，包括冷凝管、連通管、玻璃反應器、微波反應器和無極紫外燈;連通管的一端與冷凝管連接，另一端與玻璃反應器連接，無極紫外燈放入玻璃反應器中，玻璃反應器置于微波反應器的微波爐腔內(nèi)。
[0008]進一步，無極紫外燈以懸浮的方式置于玻璃反應器中。
[0009]進一步，微波反應器的微波功率為200-800W。
[0010]進一步，無極紫外燈產(chǎn)生的無極紫外光波段為UV-C和真空紫外波段。
[0011]采用上述方案后，由于本實用新型開發(fā)的微波/無極紫外耦合作用的新技術在抗生素廢水處理中具有快速、高效、無選擇性、pH適用范圍寬、礦化度高、設備集成度高、能耗相對較低的特點。一方面，由于大多數(shù)抗生素物質具有較高的極性和一定的光敏感性，在微波/無極紫外耦合工藝中，抗生素分子會在微波場的作用下加速轉動和摩擦，并接受短波長無極紫外光的高能輻照后斷裂為小分子，并最終礦化降解為二氧化碳和水。相較于其他工藝，通過微波和無極紫外光的協(xié)同作用，抗生素廢水能在較短的時間內(nèi)達到較高的礦化效果，降解產(chǎn)物對環(huán)境毒害低。另一方面，微波/無極紫外耦合工藝中，無極紫外燈由微波場激發(fā)，減少了工藝的能量輸入，且由于反應時間較短，有效地降低了能耗。
[0012]另外，和光催化氧化等其他化學氧化工藝相比，微波/無極紫外耦合工藝不需使用催化劑即可達到較高的降解效果，節(jié)省了催化劑的投入。而且，耦合工藝在一套裝置里同時實現(xiàn)微波和紫外光輻照，工藝設備的集成度更高，有利于技術的工業(yè)化應用，在水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水、家禽養(yǎng)殖廢水、污水處理廠廢水、醫(yī)院和藥廠廢水等主要抗生素污染源處均有較好的應用前景。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0014]標號說明
[0015]冷凝管I連通管2玻璃反應器3
[0016]微波反應器4微波爐腔5 無極紫外燈6。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步詳述。本實用新型所揭示的是一種微波無極紫外耦合的抗生素廢水處理裝置，如圖1所示，包括冷凝管1、連通管2、玻璃反應器3、微波反應器4和無極紫外燈6;連通管2的一端與冷凝管I連接，另一端與玻璃反應器3連接，無極紫外燈6放入玻璃反應器3中，玻璃反應器3置于微波反應器4的微波爐腔5內(nèi)，實現(xiàn)了微波和紫外光在同一反應裝置中一體輻照。
[0018]進一步，無極紫外燈6以懸浮的方式置于玻璃反應器3中。將無極紫外燈6直接懸浮于玻璃反應器3的反應液中有兩方面好處:一方面是紫外光近距離直接作用于反應液，紫外光衰減小，能量高；另一方面是紫外燈發(fā)光過程中需要散熱，直接懸浮于反應液中可以利用反應液給紫外光降溫。
[0019]而且由微波激發(fā)無極紫外燈6產(chǎn)生的無極紫外光波段為UV-C和真空紫外波段，降解能力更強，進一步提高了本裝置的有效去除污能力。
[0020]進一步，微波反應器的微波功率為200-800W，低于200W難以點亮無極紫外燈6，或點亮了發(fā)光也不穩(wěn)定。功率太大一方面能耗太高，另一方面會使反應液過熱，也不好，所以本實用新型優(yōu)選微波功率為200-800W。
[0021]以處理氯霉素廢水為例詳細闡述使用本裝置，在玻璃反應器3中加入氯霉素廢水，保證微波反應器3和冷凝管I開始運作，設定微波功率為607 W，微波激發(fā)無極紫外燈產(chǎn)生紫外光，不調節(jié)PH的情況下，反應20min，在微波和紫外光的共同作用下，將抗生素降解，氯霉素去除率可達99%，總有機碳TOC去除率達到84%。相較于其他工藝，本發(fā)明方法的抗生素去除時間明顯縮短，礦化度顯著提高，廢水的pH適用條件更為寬松，有利于工業(yè)化實現(xiàn)。
[0022]本實用新型在一套裝置中實現(xiàn)微波和紫外光的同時輻照。既起到促進抗生素降解的作用，同時也是無極紫外燈的能量源。紫外光由無極紫外燈提供，該紫外燈無電極，由微波激發(fā)。微波激發(fā)下無極紫外燈(主要填充低壓汞蒸氣)能發(fā)射出主發(fā)射波長在UV-C波段和VUV波段的紫外光，短波長的紫外光輻射具有更高的能量，能夠直接破壞污染物分子結構，有效去除污染物。
[0023]微波和無極紫外的協(xié)同作用，能夠使抗生素的降解效率顯著提高，在較短的時間內(nèi)達到較好的礦化降解效果，降解產(chǎn)物毒性低。同時，本實用新型設計的微波/無極紫外耦合降解方法不需要催化劑，且輻照設備集成度高，光效高，能耗低，有利于工業(yè)推廣。
[0024]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型的技術范圍作任何限制，故但凡依本實用新型的權利要求和說明書所做的變化或修飾，皆應屬于本實用新型專利涵蓋的范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種微波無極紫外耦合的抗生素廢水處理裝置，其特征在于:包括冷凝管、連通管、玻璃反應器、微波反應器和無極紫外燈;連通管的一端與冷凝管連接，另一端與玻璃反應器連接，無極紫外燈放入玻璃反應器中，玻璃反應器置于微波反應器的微波爐腔內(nèi)。2.根據(jù)權利要求1所述的一種微波無極紫外耦合的抗生素廢水處理裝置，其特征在于:無極紫外燈以懸浮的方式置于玻璃反應器中。3.根據(jù)權利要求1所述的一種微波無極紫外耦合的抗生素廢水處理裝置，其特征在于:微波反應器的微波功率為200-800W。4.根據(jù)權利要求1所述的一種微波無極紫外耦合的抗生素廢水處理裝置，其特征在于:無極紫外燈產(chǎn)生的無極紫外光波段為UV-C和真空紫外波段。
【專利摘要】本實用新型公開了一種微波無極紫外耦合的抗生素廢水處理裝置，包括冷凝管、連通管、玻璃反應器、微波反應器和無極紫外燈；連通管的一端與冷凝管連接，另一端與玻璃反應器連接，無極紫外燈放入玻璃反應器中，玻璃反應器置于微波反應器的微波爐腔內(nèi)。本實用新型具有快速、高效、無選擇性、pH適用范圍寬、礦化度高、設備集成度高、能耗相對較低的特點。
【IPC分類】C02F9/08
【公開號】CN205222898
【申請?zhí)枴緾N201521011857
【發(fā)明人】廖文超, 徐蘇, 嚴濱, 陳曉青, 曾孟祥
【申請人】廈門理工學院
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月9日