發(fā)布時(shí)間：2017-12-25 21:18

  本文關(guān)鍵詞：光催化消毒裝置的制作及其水處理性能　出處：《大連理工大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：消毒工藝是污水處理的必要環(huán)節(jié)。由于具有廣譜消毒性、無副產(chǎn)物及消毒迅速等優(yōu)點(diǎn),紫外線技術(shù)成為目前應(yīng)用最廣泛的消毒技術(shù)。其作用原理是阻斷DNA復(fù)制從而抑制微生物繁殖,但不能徹底殺死致病菌。經(jīng)紫外線處理的微生物可在一定條件下恢復(fù)繁殖能力,進(jìn)而威脅用水安全。為避免這種潛在風(fēng)險(xiǎn),必須徹底殺死微生物。光催化過程產(chǎn)生的羥基自由基能夠氧化破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)徹底殺死微生物的目的。但是報(bào)道的光催化反應(yīng)裝置多為續(xù)批式,每個(gè)單元處理能力僅為幾升每小時(shí),達(dá)到與實(shí)際水廠匹配的處理量需占用龐大空間,無法實(shí)際應(yīng)用。制造連續(xù)流型反應(yīng)器提高單元處理能力有望解決這一問題。本論文工作針對上述問題開展,主要研究內(nèi)容如下：(1)100 L/h光催化消毒器的制作及滅菌性能研究為了探索中試設(shè)備的合理結(jié)構(gòu)、縮短實(shí)驗(yàn)周期,設(shè)計(jì)并制作了100 L/h的小型連續(xù)流光催化反應(yīng)器。該反應(yīng)器外殼為內(nèi)徑63.5 mm的不銹鋼管,軸心放置紫外燈,圍繞紫外燈輻射放置平板型載體,Ti02用溶膠凝膠法負(fù)載于載體上。滅菌實(shí)驗(yàn)中,流經(jīng)光催化消毒設(shè)備后的出水中E. coli濃度是作為對照的UV過程的80%。在E. coli的復(fù)活情況評估實(shí)驗(yàn)中,UV過程出水水樣培養(yǎng)16h后,E. coli濃度增至7.70×106 CFU/mL,而相同條件下光催化出水水樣E. coli濃度僅為1.02×106CFU/mL(是UV過程的13.25%)。上述結(jié)果表明,相對于UV工藝,光催化消毒器的快速滅菌及抑制復(fù)活能力均顯著提高。(2)24t/d光催化消毒設(shè)備的制作及消毒性能研究根據(jù)上述經(jīng)驗(yàn),設(shè)計(jì)了傳質(zhì)效果更好的單螺旋載體結(jié)構(gòu),采用靜電噴涂方法在其表面負(fù)載P25光催化劑,然后環(huán)繞紫外燈安裝于直徑81mm的不銹鋼管內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)的光催化消毒設(shè)備處理能力為24t/d,達(dá)到中試級別。中試設(shè)備滅菌性能評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,光催化設(shè)備出水E. coli濃度、E. coli光復(fù)活及暗復(fù)活程度分別為紫外線過程的33.54%、2.71%和2.67%。在此基礎(chǔ)上,通過調(diào)控進(jìn)水流量(0.5 t/h-1.8 t/h1以及進(jìn)水中E. coli濃度(2.76 ×103 CFU/mL-4.80×107 CFU/mL)考察此設(shè)備抗沖擊能力,結(jié)果表明該設(shè)備測試范圍內(nèi)的滅菌效果均優(yōu)于紫外線過程。以噬菌體f2為處理目標(biāo)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明該設(shè)備對噬菌體f2的滅活對數(shù)值比紫外線消毒過程高1.04個(gè)log值。(3)催化劑載體改良及設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算采用溶膠凝膠法制備TiO2/Ti復(fù)合材料光催化載體。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在水流連續(xù)沖刷48 h后,復(fù)合材料表面形貌無明顯變化。設(shè)備運(yùn)行結(jié)果表明,選用該復(fù)合材料載體后,設(shè)備消毒性能穩(wěn)定。設(shè)備運(yùn)行費(fèi)用計(jì)算結(jié)果表明,該設(shè)備水處理費(fèi)用為1.07元／噸。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X703

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳杰,李星,楊艷玲,何文杰,韓宏大,李愛斌,陳偉仲,李圭白;預(yù)氯胺化控制消毒副產(chǎn)物技術(shù)研究[J];中國給水排水;2005年07期

2 呂愛軍,李槿年,余為一;嗜溫氣單胞菌研究進(jìn)展[J];中國動物檢疫;2000年11期

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本文編號：1334473