测定紫外线水消毒剂量的等效方法

测定紫外线水消毒剂量的等效方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于环境污染控制和治理领域，特别设及一种利用KI-KI化测定紫外线水 消毒剂量的等效方法。
【背景技术】
[0002] 紫外线水消毒在近20年逐渐得到广泛的应用，是目前常用的水消毒方法之一。紫 外线消毒的优点是杀菌效率高、无需向水中投加化学药剂、不增加水的嗅和味、产生的消毒 副产物少、运行管理简单。
[0003]紫外线剂量是影响紫外线消毒效果的关键因素，适当的紫外线有效剂量可W在有 效保证微生物灭活率的同时降低消毒系统的功率，控制消毒系统的成本。
[0004]目前常用的测定紫外线有效剂量的方法有模型计算、生物法、化学法、巧光微球法 等。模型计算未考虑紫外线消毒系统的复杂性，应用模型时所需的关键参数如紫外灯的结 垢和老化系数等均无法精确确定，因此测定结果存在很大偏差；生物法可W直接反映紫外 线消毒系统对微生物的灭活效果，但是微生物培养周期长，培养过程繁琐，再现性较差；巧 光微球法稳定性高，可W获得紫外线强度在紫外线消毒设备内的分布情况，不足之处是巧 光微球法的费用高。化学法使用的药剂或存在毒性，或在紫外光和可见光下都可反应。
[0005] 上述的方法均存在一些不足之处，因此需要一种高效经济的方法来克服W上的不 足，高效经济地测定紫外线水消毒有效剂量。

【发明内容】

[0006] 为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种利用KI-KI03测定紫 外线水消毒剂量的等效方法，该方法属于化学法，其稳定性高，测量准确，重现性好，测量周 期短，操作十分简便；相比于草酸亚铁等可选化学药剂，KI-KI化测定紫外线水消毒有效剂 量的灵敏度和精确度高，二者的反应仅对紫外光敏感而对可见光不敏感，而且价格相对便 宜，具有高效、经济的优点。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
[0008] -种利用KI-KI03测定紫外线水消毒剂量的等效方法，包括如下步骤：
[0009]步骤1，配制KI和KI03的混合溶液，测量其在352皿处吸光度（A35。；
[0010] 步骤2,将所得混合溶液置于平行光束仪下进行紫外光照射，接受一定的紫外线剂 量后取出溶液，测量紫外线照射后混合溶液的抑、溫度及A352;
[0011] 步骤3,将紫外线照射后的A352减去紫外线照射前A352,得到实际的吸光度变化， 在不同紫外线剂量下重复多次后得到不同紫外线剂量下的吸光度变化，得出紫外线有效剂 量-吸光度曲线；
[0012] 步骤4,再次按照步骤1配置混合溶液，将新配置的混合溶液与紫外线消毒装置的 进水混合后通入紫外线水消毒装置，测定进水和出水水样的352nm吸光度，由此得到照射 前后的吸光度变化，从紫外线有效剂量-吸光度曲线上得到紫外线有效剂量。
[0013] 所述步骤1和步骤4所配置的混合溶液中还加入缓冲剂，调节抑在6-10之间。
[0014] 所述缓冲剂为胞284〇7,浓度范围0. 004-0.Olmol/L。
[0015] 所述混合溶液中KI浓度为0. 005mol/l，KI03浓度为0. 00083mol/L。
[0016] 所述混合溶液中KI与KI03的浓度比为6:1。
[0017] 所述步骤2中，混合溶液在培养皿中接受照射，溶液深度为1cm。
[0018] 与现有技术相比，本发明测量准确、稳定，且成本非常低。
【附图说明】
[0019] 图1是本发明所得的紫外线有效剂量-吸光度曲线示意图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和实施例详细说明本发明的实施方式。
[0021] 本发明一种利用KI-KI化测定紫外线水消毒剂量的等效方法，包括如下步骤：
[0022] 步骤1，打开平行光束仪，预热30min，参照《环境保护产品技术要求紫外线消毒装 置》（町2522-2012)测定紫外灯管在试样处的平均紫外线强度，并计算照射不同的紫外线 剂量所需要的时间；
[0023] 步骤2,配制混合溶液并加入缓冲剂，KI浓度为0. 005mol/L，KI03浓度为 0.00083111〇1/1，可适当揽拌或者加热加速溶解，缓冲剂可W是具有缓冲效果的化学物质，如 浓度在0. 004-0.Olmol/L的NazBA;配制好的溶液如有缓冲，可于栋色瓶中常溫下保存一 周；
[0024] 步骤3,测定所配溶液的抑、溫度及352皿下的吸光度A352,由于KI03与KI在可 见光照射下不会发生光化学反应，故可在室内可见光条件下进行实验操作；
[00巧]步骤4,取30血所配溶液置于直径60mm的培养皿中，此时溶液深度为1cm;将其置 于准平行光束仪下进行紫外光照射，在接受一定的紫外线剂量后取出溶液，快速测量紫外 线照射后溶液的抑、溫度及A352 ;
[0026] 步骤5,将紫外线照射后的A352减去紫外线照射前A352,即可得到实际的吸光度 变化，在不同紫外线剂量下重复多次后得到不同紫外线剂量下的吸光度变化，即可得出紫 外线有效剂量-吸光度曲线；
[0027] 步骤6,再次按照步骤2中的方式和参数配制一定浓度的KI和KI03混合溶液，将溶 液与紫外线消毒装置的进水混合后通入紫外线水消毒装置，测定进水和出水水样的352nm 吸光度，由此得到照射前后的吸光度变化，从紫外线有效剂量-吸光度曲线上可W得到紫 外线有效剂量。
[0028] 作为本发明的一个实施例，采用上述方法测定了水厂二沉出水紫外线有效剂量与 吸光度的关系，步骤如下：
[0029] 步骤1，打开紫外灯，预热30min。
[0030] 步骤2,W平行光的照射中屯、为中屯、，确定两个垂直的方向为X、Y方向，在X、Y方 向上分别每隔0. 5cm划线，然后将紫外线福照计的探头置于照射平面，测定X、Y方向每隔 0. 5cm划线处的紫外线光强，紫外线剂量按照下式计算： CN105116100A 坑明巧 3/4 页
[00础其中E'avg，为紫外线剂量，单位mJ/cm2;E。为中屯、点紫外线强度，单位mW/cm2;K为 紫外线平均光强的综合系数，
Pf为化tri系数，为前面得到 的测量点紫外线强度与中屯、点紫外线强度的比值的均值；1-R为反射因子，一般认为254nm处空气和水界面的反射率为0. 025,所W1-R= 0. 975 ; 为发散因子，L为灯管中屯、点 距离被照射液面的距离，单位cm,1为溶液的深度，实验中溶液的深度取为1cm;
为水衰减因子，A254为水样在254nm下的吸光度；t为照射时间，单位S。据此可W求出本研 究中使用的准平行光束仪的紫外线平均光强的综合系数K= 0. 992。
[0033] 每次实验前均采用紫外线福照计测量平行光的照射中屯、点的紫外线强度，本次实 验采用的紫外线强度在56-70yW/cm2之间，不同紫外线有效剂量对应照射时间由上述式子 计算。
[0034] 步骤3,配制KI浓度为0. 005mol/L、KI03浓度为0. 00083mol/L的溶液，二者 浓度之比约为6:1，并加入缓冲剂胞284〇7,并适当揽拌加热加速溶解，NazBA浓度范围 0.001-0.Olmol/L;
[003引步骤4,从处理能力20000mVd，主体工艺为A2/0处理工艺的某北方污水厂A和处 理能力106mVd，主体工艺为传统活性污泥法的某北方污水厂B取水样，测定两个污水处理 厂二级出水的抑、A254、透光率和A352,如表1所示。
[0036]表1污水处理厂二级出水的水质参数
[0039] 步骤5,取30血水样置于直径60mm的培养皿中，此时水样的深度为1cm;将水样置 于准平行光束仪下进行紫外光照射，在接受一定的紫外线剂量后取出水样，快速测量紫外 线照射后水样的抑、溫度及A352。
[0040]步骤6,将紫外线照射后的A352减去紫外线照射前A352,即可得到实际的吸光度变 化，在不同紫外线剂量下重复多次后得到不同紫外线剂量下的吸光度变化，即可得出紫外 线有效剂量-吸光度曲线，如图1所示。
[0041] 步骤7,配制一定浓度的KI、KI03和化2B4O7的混合溶液，将溶液与紫外线消毒装置 的进水混合后通入紫外线水消毒装置，使得混合后水体的KI浓度为0. 005mol/l、KI〇3浓度 为0. 00083mol/L，Na2B4〇7浓度为0.0 lmol/L。测定进水和出水水样的352皿吸光度，由此得 到照射前后的吸光度变化，从紫外线有效剂量-吸光度曲线上可w得到紫外线水消毒装置 的有效剂量，如采用污水厂A的二沉出水，测定的吸光度为0. 62,则紫外线水消毒装置的有 效剂量为40mJ/cm2。
【主权项】
1. 一种利用KI-KIO 3测定紫外线水消毒剂量的等效方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤1，配制KI和1(103的混合溶液，测量其在352nm处吸光度（A352); 步骤2,将所得混合溶液置于平行光束仪下进行紫外光照射，接受一定的紫外线剂量后 取出溶液，测量紫外线照射后混合溶液的pH、温度及A352 ; 步骤3,将紫外线照射后的A352减去紫外线照射前A352,得到实际的吸光度变化，在 不同紫外线剂量下重复多次后得到不同紫外线剂量下的吸光度变化，得出紫外线有效剂 量-吸光度曲线； 步骤4,再次按照步骤1配置混合溶液，将新配置的混合溶液与紫外线消毒装置的进水 混合后通入紫外线水消毒装置，测定进水和出水水样的352nm吸光度，由此得到照射前后 的吸光度变化，从紫外线有效剂量-吸光度曲线上得到紫外线有效剂量。2. 根据权利要求1所述利用KI-KIO 3测定紫外线水消毒剂量的等效方法，其特征在于， 所述步骤1和步骤4所配置的混合溶液中还加入缓冲剂，调节pH在6-10之间。3. 根据权利要求2所述利用KI-KIO 3测定紫外线水消毒剂量的等效方法，其特征在于， 所述缓冲剂为Na2B4O 7，浓度范围0? 004-0.0 lmoVL04. 根据权利要求1或3所述利用KI-KIO 3测定紫外线水消毒剂量的等效方法，其特征 在于，所述混合溶液中K I浓度为0? 005mol/L，KIO3浓度为0? 00083mol/L〇5. 根据权利要求1或3所述利用KI-KIO 3测定紫外线水消毒剂量的等效方法，其特征 在于，所述混合溶液中K I与KIO3的浓度比为6:1。6. 根据权利要求1所述利用KI-KIO 3测定紫外线水消毒剂量的等效方法，其特征在于， 所述步骤2中，混合溶液在培养皿中接受照射，溶液深度为lcm。
【专利摘要】一种利用KI-KIO3测定紫外线水消毒剂量的等效方法，包括如下步骤：首先配制一定浓度的KI、KIO3混合溶液，然后在平行光束仪下对混合溶液分别进行不同的紫外线剂量照射，测定溶液在352nm处吸光度，由此得到紫外线有效剂量与吸光度之间的关系曲线，再测定经紫外线消毒装置照射的KI、KIO3混合溶液的吸光度，即可从曲线上得到相应的紫外线消毒装置的有效剂量，与其它方法相比，该方法的优势在于使用的化学物质稳定性高，测量准确，重现性好，测量周期短，操作十分简便，该方法可测定不同规模工业或民用紫外线水消毒装置的有效剂量。
【IPC分类】G01N21/31, G01N31/22, C02F1/32
【公开号】CN105116100
【申请号】CN201510512761
【发明人】席劲瑛, 王广春, 胡洪营
【申请人】清华大学
【公开日】2015年12月2日
【申请日】2015年8月19日