自来水厂采用紫外线双氧水****氧化反应器（UV-AOP）可高效去除土溴素（土臭素），其核心原理是通过紫外光激发双氧水生成羟基自由基，实现无选择性氧化降解，且系统设计优化了反应效率与稳定性。

一、技术原理与优势

1. 羟基自由基的强氧化性
   UV-AOP系统通过254nm紫外光激发双氧水（H₂O₂），生成氧化还原电位高达2.8V的羟基自由基（·OH）。该自由基可无选择性地攻击土溴素等有机物分子中的化学键，将其逐步氧化为小分子中间产物，最终矿化为二氧化碳和水。例如，某研究显示，UV-AOP工艺对土臭素的去除率达1.41对数去除，出水浓度低于10ng/L，满足《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2006）要求。

2. 双重作用机制

   • 直接光解：254nm紫外光可直接破坏微生物DNA结构，灭活细菌、病毒等病原体。
   • 光催化氧化：UV激发双氧水产生羟基自由基，进一步氧化分解有机污染物，尤其适用于微量污染物的去除（如土溴素、2-甲基异莰醇等）。

3. 技术经济性优势

   • 氧化剂高效利用：H₂O₂投加量可减少30-50%（通过TiO₂催化实现H₂O₂循环活化）。
   • 紫外光能效比提升：254nm UV同时激发TiO₂（带隙3.2eV）与裂解H₂O₂（ε=19.6 L/mol·cm）。
   • 抗干扰能力强：宽pH适应性（pH 3-9），酸性条件强化UV/H₂O₂路径，中性/碱性条件发挥TiO₂表面羟基化活性；对水质波动容忍度高（Cl⁻、HCO₃⁻等淬灭效应降低60%）。

二、反应器设计优化

1. 石英套管与机械擦洗单元
   • 紫外线灯管外部套设石英套管，防止灯管直接接触水流而沾附杂质。
   • 反应器外壳内设置液压油缸，驱动外磁磁力驱动器上的机械擦洗单元（如镂空型擦洗支架与橡胶擦洗圈），往复运动清洁石英套管表面，避免杂质覆盖影响紫外线透射率。
2. 水力停留时间与流速控制
   • 反应器外壳两端分别设进水端和出水端，进水端安装进水孔板，其上分布孔径大小不一的通孔，可调节进入反应器不同部位的水流速度，从而控制水流受紫外线照射的时间，使整个反应器内紫外剂量均匀分布。
   • 典型水力停留时间为15-30分钟，确保紫外光与双氧水充分反应。
3. 倾斜布置与排气设计
   • 反应器外壳呈倾斜放置，进水时空气集中在一角，通过排气阀排除，保证反应器内满水运行，避免气阻影响处理效率。
4. 电镀镜面内壁与梯形结构
   • 反应器外壳内壁为电镀镜面结构，可反射紫外线，提升紫外线利用率。
   • 内部一端为梯形结构，当机械擦洗单元不运行时停留在梯形结构内，避开紫外线灯管直接照射，延长橡胶擦洗圈使用寿命。
   • 总工，159-3017-1885