一种通过化合物降解测定紫外光反应器内壁光反射率的方法技术

本发明专利技术属于环境工程水处理领域，具体涉及一种通过化合物降解测定紫外光反应器内壁光反射率的方法。主要包括：254nm紫外线灯管、不锈钢光反应器。采用此方法，可以简单快速的测定光反应器内壁的光反射率，为工程应用中紫外的高级氧化工艺反应器的设计和优化提供指导。的高级氧化工艺反应器的设计和优化提供指导。的高级氧化工艺反应器的设计和优化提供指导。

【技术实现步骤摘要】
一种通过化合物降解测定紫外光反应器内壁光反射率的方法


[0001]本专利技术属于环境工程水处理领域，具体涉及一种通过化合物降解测定紫外光反应器内壁光反射率的方法。

技术介绍

[0002]紫外消毒技术是目前水处理工艺中使用最为广泛的消毒工艺之一，具有消毒效率高、光谱性好、占地面积小、安全可靠等优点。基于紫外的高级氧化工艺在饮用水处理有机物的研究也广泛受到关注。药物类污染物、嗅味物质、内分泌干扰物、消毒副产物、藻毒素等有机微污染物对饮用水水质的威胁已受到广泛。这些有机微污染物不仅对水生态产生严重影响，而且严重危害了人类的健康。有报道称，饮用水中的有机微污染物可提高人们患癌的风险、新生儿畸形的几率、以及加速耐药细菌的传播等。而常规的水处理技术(包括混凝沉淀、过滤吸附、氧化消毒等方法)难以高效的降解水中的有机微污染物，基于紫外的高级氧化工艺因其可以有效的去除水中的有机微污染物而受到广泛关注，是饮用水处理发展工艺的新趋势之一。
[0003]目前，节能降耗是世界的发展方向。如何在同样的能量输入下，获得更高的消毒或者处理效果，是基于紫外的水处理技术的一个重要领域。在工程应用方面，紫外反应器一般设计为不锈钢的圆柱来保证尽可能多的光被反应体系吸收。目前，紫外反应器的设计和优化主要依靠计算模型。然而。目前很少有模型考虑到紫外反应器的内壁的反射，通过实验对其内壁的光反射率(损耗率)测定的研究非常有限，限制了对紫外反应器能耗的进一步优化。。
[0004]综上所述，亟需一种简单高效的方法来测定紫外光反应器内壁光反射率。
>
技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种通过测定化合物的降解得到紫外反应器内壁光反射率的方法，为工程应用中紫外反应器的内壁光反射率提供一种精确度较高、操作简单的测定方法，为紫外反应器的设计和优化提供参考。
[0006]本专利技术为解决现有技术中提出的技术问题提出的第一个技术方案是：提供一种通过化合物降解测定紫外光反应器内壁光反射率的方法，包括以下步骤：
[0007]1.推导得到计算紫外光反应器内壁光反射率的公式：
[0008]假设每次紫外反应器内壁的光反射率是个常数，设为η，那么每次反射后的光强可以表示为(图1)
[0009]I
i
‑1＝η
·
I
′
i
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0010]那么反应体系的总吸光I
a
可以表示为：
[0011]I
a
＝(I0‑
I
′0)+(I1‑
I
′1)+(I2‑
I
′2)+...+(I
n
‑
I
′
n
)
[0012]＝I0‑
(I
′0‑
I1)
‑
(I
′1‑
I2)
‑
(I
′2‑
I3)
‑
...
‑
(I
′
n
‑1‑
I
n
)
‑
I
′
n
[0013]＝I0‑
(I
′0‑
η
·
I
′0)
‑
(I
′1‑
η
·
I
′1)
‑
(I
′2‑
η
·
I
′2)
‑
...
‑
(I
′
n
‑1‑
η
·
I
′
n
)
‑
I
′
n
[0014]＝I0‑
(1
‑
η)
·
(I
′0+I
′1+I
′2+...+I
′
n
‑1)
‑
I
′
n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0015]在超纯水配置的缓冲溶液体系中，水质的背景吸光可以忽略不计，那么I
a
也就是反应体系的有效光强(I
有效
)。将反应器的内径设为D，假定体系总吸光的变化忽略不计，根据朗伯
‑
比尔定律，可以得到每次反射后体系的光吸收：
[0016][0017][0018]我们对公式3两边取对数，并结合公式1，我们可以发现I
′
i
(i≥1)为等比数列(公式5)
[0019]I
′
i
＝10
‑
(ε
·
C)
·
D
·
I
i
＝α
·
I
i
＝α
·
η
·
I
′
i
‑1＝q
·
I
′
i
‑1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0020]公式2可以简化为：
[0021][0022][0023]综上，结合公式6和7，通过测定体系的有效光强(也就是I
a
)和灯管的初始发射光强(I0)，就可以测定得到紫外光反应器内壁的光反射率。
[0024]2.有效光强(也就是I
a
)和灯管的初始发射光强(I0)的测定
[0025]1)灯管的初始发射光强(I0)可以通过光强计或草酸铁甲化学指示剂等方法进行测定。
[0026]2)因1中公式的推导建立在体系总吸光的变化忽略不计的前提下，因此选择能直接光解且光解反应前后吸光变化不大的物质为标准化合物，通过测定标准化合物的降解来计算反应体系的有效光强(也就是I
a
)：
[0027]3)标准化合物在紫外光反应器中的降解速率(Rate)可以表达为：
[0028][0029]在工程应用中，紫外反应器一般设计为带高反射面的圆柱形状，以保证尽可能多的光被反应体系吸收，由于光不断反射，一般认为紫外反应器的光程足够大，因此公式8可以简化为：
[0030][0031]因本专利技术在超纯水配置的缓冲体系中进行，水质的背景吸光A
b
可以忽略不计，因此公式9可以简化为：
[0032]Rate＝I
α
·
Φ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0033]综上，将I
a
和I0带入公式6和7，就可以测定得到紫外光反应器内壁的光反射率。
[0034]有益效果：
[0035]本专利技术的有益效果在于：
[0036]1)本专利技术提出了一种通过化合物降解测定紫外光反应器内壁光反射率的方法，为工程应用中紫外光反应器的内壁光反射率提供一种精确度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种通过化合物降解测定紫外光反应器内壁光反射率的方法，主要包括以下步骤：推导得到计算紫外光反应器光反射率的公式：假设每次紫外反应器内壁的光反射率是个常数，设为η，那么每次反射后的光强可以表示为I
i
‑1＝η
·
I
′
i
ꢀꢀ
(1)那么反应体系的总吸光I
a
可以表示为：I
a
＝(I0‑
I
′0)+(I1‑
I
′1)+(I2‑
I
′2)+...+(I
n
‑
I
′
n
)＝I0‑
(I
′0‑
I1)
‑
(I
′1‑
I2)
‑
(I
′2‑
I3)
‑
...
‑
(I
′
n
‑1‑
I
n
)
‑
I
′
n
＝I0‑
(I
′0‑
η
·
I
′0)
‑
(I
′1‑
η
·
I
′1)
‑
(I
′2‑
η
·
I
′2)
‑
...
‑
(I
′
n
...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙佩哲，孟坛，吴世康，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：