[发明专利]双波紫外-光催化处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对空气中的细菌和水中藻类、孢囊和细菌的处理方法，具体地说为一种双波紫外-光催化处理方法。

背景技术

目前研究的UV光催化技术主要是以长波紫外或短波紫外作为光源，与光催化剂结合使用。光催化方法是利用催化材料对UV响应，激发电子产生强还原性的高活性电子和强氧化性的空穴，并与吸附在催化剂表面的H₂O、OH^-、O₂反应生成强氧化性的OH·、·O₂^-及·OOH，从而灭活生物有机体。

长波紫外-光催化法，利用光催化剂TiO₂的吸收波长是387nm，长波紫外线波长(315-400nm)正好覆盖于此波长范围，能为催化剂提供更充足的能量以克服禁带宽度激发电子，且长波UV透射能力更强，不易受到水中生物和悬浮物密度的影响。

短波紫外-光催化法，因为波长短(250-270nm附近)、UV光子能量更高，辐射强度更高，可以破坏生物细胞内DNA，能用于生物灭活，当与光催化剂联用时，利用光生电子和空穴的强氧化性和还原性，增强紫外线辐射的生物灭活能力。

长波紫外-光催化法中，长波紫外线自身不具备破坏细胞组织结构、灭活生物的能力，在生物灭活技术中应用较少，但当与光催化剂联用时可利用光化学氧化反应灭活生物与微生物。相对于短波紫外线，长波紫外线透射能力较强，不容易受到水中悬浮物质干扰，所以在悬浮物密度较高或水生生物密度较大的实际水环境中，与之相反，短波紫外-光催化在实际应用中往往会因为水中杂质等干扰而失效。

发明内容

本发明针对以上提出的短波紫外光催化法在实际应用中容易受到水中杂质等干扰的问题，研究设计一种双波紫外-光催化处理方法。本发明采用的技术手段如下：

一种双波紫外-光催化处理方法，采用短波紫外线和长波紫外线组合照射并结合光催化剂处理，短波紫外线和长波紫外线的组合功率比例为0.5:1-4:1。

进一步地，所述短波紫外线的波长为250-270nm，所述长波紫外线的波长为290-340nm。

进一步地，所述光催化剂为紫外线激发的二氧化钛催化剂。

进一步地，所述二氧化钛催化剂为纳米二氧化钛、锐钛矿二氧化钛、金红石二氧化钛和掺金属二氧化钛中的一种或多种组合。

进一步地，所述光催化剂的布设方式为将颗粒状催化剂散投于被处理介质中或涂敷在光催化剂复合板上。

进一步地，运行前为获得稳定而高强度的紫外照射，将紫外灯预热30min-1hr，运行后为充分利用紫外辐射中次生出的O₃的灭菌能力，可停留30min取样。

与现有技术比较，本发明所述的一种双波紫外-光催化处理方法透射能力强、光催化效果好，具有良好的生物灭活效果。

附图说明

图1是本发明实施例一中未处理等鞭金藻孢囊SEM图。

图2是本发明实施例一中长波紫外-光催化处理后的等鞭金藻孢囊SEM图。

图3是本发明实施例一中短波紫外-光催化处理后的等鞭金藻孢囊SEM图。

图4是本发明实施例一中双波紫外-光催化处理后的等鞭金藻孢囊SEM图。

具体实施方式

实施例一

对赤潮藻孢囊的处理实验。赤潮藻孢囊拥有坚固的外壁膜，能够抵抗自然和酸处理腐蚀，而且在低溶解氧、低温环境下也可以存活，所以普通的物理、化学处理方法都对其很难奏效。且处理后休眠状态的孢囊容易复活，并仍具有繁殖能力。

本实施例使用输出功率比例为1:1的单盏短波紫外灯与单盏长波紫外灯联合，其中UVA辐射剂量控制在10⁵μW/cm²·s，UVC的辐射剂量控制在10⁶μW/cm²·s，并在处理介质中按一定比例(<0.5％)悬浮投放二氧化钛催化剂。选用等鞭金藻孢囊作为代表性赤潮藻孢囊，使用高密度的藻溶液(100×10⁴/mL-250×10⁴/mL)作为处理对象。