專利名稱：去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理技術(shù)，特別涉及去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著人口增長(zhǎng)和社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，水的需要量急劇增加，而水資源污染也日益嚴(yán)重。我國(guó)大部分湖泊水庫(kù)進(jìn)入富營(yíng)養(yǎng)化狀態(tài)，大量藻類迅速繁殖，向水體釋放藻毒素。藻毒素有70多種，以微囊藻毒素為代表，具有較高的毒性，已造成野生動(dòng)物、鳥類、家禽中毒甚至死亡事件，并被懷疑為致癌物。
在1998年世界衛(wèi)生組織《飲用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》第二版第二卷中，規(guī)定飲用水中藻毒素的代表MC-RR的指標(biāo)值為1ug/L。然而，由于藻毒素的環(huán)狀結(jié)構(gòu)和間隔雙鍵，具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性，常規(guī)的水處理工藝很難有效的去除。在飲用水源被污染的情況下，藻毒素濃度可以達(dá)到數(shù)十個(gè)ug/L，對(duì)人體健康造成一定的危害。
現(xiàn)有的飲用水處理技術(shù)中尚未披露專門針對(duì)藻毒素的去除方法。常規(guī)水處理方法對(duì)藻毒素去除率只有30％左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服常規(guī)飲用水處理技術(shù)對(duì)藻毒素去除率低的缺陷，提供一種去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的方法及系統(tǒng)。
功率超聲波能在水中引起聲空化，產(chǎn)生大量微氣泡，在聲場(chǎng)的作用下發(fā)生急遽破裂(氣泡壁破裂速度可達(dá)300m/s)，產(chǎn)生瞬間高溫和高壓(5000K，500atm)，從而引起水質(zhì)物質(zhì)熱解，并使得水分子斷裂而產(chǎn)生高效廣譜的羥基自由基。這些作用可以有效的打破水中大分子。此外，功率超聲對(duì)藻細(xì)胞也有很好的去除效果。
由于紫外C波長(zhǎng)與很多生物大分子尺寸相當(dāng)，可以直接被它們吸收而引起化學(xué)鍵的斷裂，因此紫外C對(duì)生物大分子如細(xì)胞蛋白質(zhì)有著強(qiáng)烈的破壞作用，對(duì)藻毒素也有很好的降解作用。此外，紫外C還可以有效的滅菌。然而，紫外線在水中的穿透能力很弱，作用水深超過10cm后通常就沒有效果。
本發(fā)明去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的方法為在清水池或二次水塔的水中設(shè)置超聲波和紫外光輻照裝置，對(duì)清水池或二次水塔中的水進(jìn)行超聲波輻照和紫外光輻照，其中超聲波的頻率范圍為20～150kHz、聲強(qiáng)為30～5000W/m2，輻射時(shí)間為5～20分鐘；紫外光波長(zhǎng)在紫外B或紫外C段，功率為0.1～20W/m2，輻照時(shí)間為0.1～2分鐘。
實(shí)現(xiàn)上述方法的系統(tǒng)包括一超聲波和紫外光輻照裝置，該裝置設(shè)置于清水池或二次水塔中，它包括浸沒在水中的若干紫外線燈管和若干超聲波探頭；以及一控制裝置，該控制裝置用于控制所述紫外線燈管和超聲波探頭以設(shè)定的參數(shù)對(duì)清水池或二次水塔中的水進(jìn)行輻照。
本發(fā)明利用功率超聲波和紫外B、C快速、高效的去除水廠或二次供水水塔中的藻毒素，在常溫常壓下操作，不需投加藥劑，不引起二次污染，同時(shí)具有消毒滅藻的作用。其設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、運(yùn)行穩(wěn)定，非常適宜在飲用水源受富營(yíng)養(yǎng)化威脅的地區(qū)推廣。


圖1為本發(fā)明去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明通過在清水池或二次水塔的水中設(shè)置超聲波和紫外光輻照裝置，對(duì)清水池或二次水塔中的水進(jìn)行超聲波輻照和紫外光輻照來降解水中的藻毒素，其中超聲波的頻率范圍為20～150kHz、聲強(qiáng)為30～5000W/m2，輻射時(shí)間為5～20分鐘；紫外光波長(zhǎng)在紫外B或紫外C段，功率為0.1～20W/m2，輻照時(shí)間為0.1～2分鐘。
圖1所示為本發(fā)明一典型實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中所示去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的系統(tǒng)包括一超聲波和紫外光輻照裝置，該裝置設(shè)置于清水池或二次水塔中，它包括浸沒在水中的若干紫外線燈管A和若干超聲波探頭B，其中若干紫外線燈管A均設(shè)置于水面下約10cm處且與水面平行，相鄰兩紫外線燈管之間的距離為10-50cm；若干超聲波探頭B均設(shè)置于水面下約20cm處。還包括一控制裝置C，該控制裝置C用于控制所述紫外線燈管A和超聲波探頭B以設(shè)定的參數(shù)對(duì)清水池或二次水塔中的水進(jìn)行輻照。使用時(shí)可以通過控制裝置C設(shè)置超聲波的頻率、聲強(qiáng)和輻射時(shí)間，以及紫外光的波長(zhǎng)、功率、輻照時(shí)間?？刂蒲b置C也可以采用自動(dòng)控制裝置，定時(shí)對(duì)清水池或二次水塔中的水進(jìn)行輻照。還可以在清水池或二次水塔中設(shè)置藻毒素檢測(cè)裝置，藻毒素檢測(cè)裝置與控制裝置C輸入端連接，當(dāng)藻毒素檢測(cè)裝置檢測(cè)到清水池或二次水塔中藻毒素濃度超過設(shè)定濃度時(shí)，控制裝置C控制超聲波和紫外光輻照裝置啟動(dòng)，使紫外線燈管A和超聲波探頭B對(duì)清水池或二次水塔中水進(jìn)行輻照降解水中的藻毒素。
上述紫外線燈A和超聲波探頭B均可選用市售的紫外線燈管和超聲波探頭。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用上述去除藻毒素的系統(tǒng)，以頻率20kHz、聲強(qiáng)1.0W/cm2的功率超聲波與波長(zhǎng)254nm、功率1.0mW/cm2的紫外C施加于水中聯(lián)合作用5min，水中藻毒素濃度降低82％。
權(quán)利要求
1.去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的方法，其特征在于在清水池或二次水塔的水中設(shè)置超聲波和紫外光輻照裝置，對(duì)清水池或二次水塔中的水進(jìn)行超聲波輻照和紫外光輻照，其中超聲波的頻率范圍為20～150kHz、聲強(qiáng)為30～5000W/m2，輻射時(shí)間為5～20分鐘；紫外光波長(zhǎng)在紫外B或紫外C段，功率為0.1～20W/m2，輻照時(shí)間為0.1～2分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的方法，其特征在于設(shè)置于清水池或二次水塔中的超聲波和紫外光輻照裝置包括若干紫外線燈管和若干超聲波探頭，其中紫外線燈管設(shè)置于水面下10cm處，超聲波探頭設(shè)置于水面下20cm處。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的方法，其特征在于所述紫外線燈管均與水面平行設(shè)置，相鄰兩紫外線燈管之間的距離為10～50cm。
4.去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的系統(tǒng)，其特征在于包括一超聲波和紫外光輻照裝置，該裝置設(shè)置于清水池或二次水塔中，它包括浸沒在水中的若干紫外線燈管和若干超聲波探頭；以及，一控制裝置，該控制裝置控制所述紫外線燈管和超聲波探頭以設(shè)定的參數(shù)對(duì)清水池或二次水塔中的水進(jìn)行輻照。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的系統(tǒng)，其特征在于所述超聲波和紫外光輻照裝置的若干紫外線燈管均設(shè)置于水面下10cm處，超聲波和紫外光輻照裝置的若干超聲波探頭均設(shè)置于水面下20cm處。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的系統(tǒng)，其特征在于所述紫外線燈管均與水面平行設(shè)置，相鄰兩紫外線燈管之間的距離為10-50cm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的系統(tǒng)，其特征在于還包括一藻毒素檢測(cè)裝置，該藻毒素檢測(cè)裝置設(shè)置于清水池或二次水塔的水中并與控制裝置輸入端連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及去除水廠或二次供水水塔中藻毒素的方法及系統(tǒng)，其在清水池或二次水塔的水中設(shè)置超聲波和紫外光輻照裝置，對(duì)清水池或二次水塔中的水進(jìn)行超聲波輻照和紫外光輻照，其中超聲波的頻率范圍為20～150kHz、聲強(qiáng)為30～5000W/m
文檔編號(hào)C02F1/34GK1673111SQ200510033420
公開日2005年9月28日 申請(qǐng)日期2005年3月3日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月3日
發(fā)明者張光明, 王波, 畢海 申請(qǐng)人:清華大學(xué)深圳研究生院