申請日2016.07.20
公開(公告)日2016.10.26
IPC分類號(hào)C02F1/32; C02F1/78
摘要
本發(fā)明公開了一種自清洗高效脈沖強(qiáng)光污水消毒裝置，包括底座、殼體、脈沖氙燈、污水入口、污水出口、毛刷和螺旋導(dǎo)流槽，所述底座上端設(shè)有橫向設(shè)置的殼體，沿所述殼體長度方向的中心穿設(shè)有脈沖氙燈，沿所述脈沖氙燈長度方向上設(shè)有螺旋導(dǎo)流槽，所述螺旋導(dǎo)流槽內(nèi)側(cè)與所述脈沖氙燈旋轉(zhuǎn)接觸，所述螺旋導(dǎo)流槽內(nèi)側(cè)設(shè)有毛刷，所述殼體側(cè)壁一端設(shè)有污水入口，所述殼體側(cè)壁另一端設(shè)有污水出口。螺旋式導(dǎo)流結(jié)構(gòu)增加污水的光照次數(shù)，曝光時(shí)間增大，系統(tǒng)具備更大的有效劑量。螺旋式導(dǎo)流結(jié)構(gòu)增加了光觸媒的表面積，極大激發(fā)了光觸媒材料的活性，對(duì)污水發(fā)生催化分解和殺菌消毒的作用。螺旋式導(dǎo)流槽旋轉(zhuǎn)的同時(shí)毛刷自動(dòng)對(duì)燈管表面的污垢進(jìn)行清洗。
權(quán)利要求書
1.自清洗高效脈沖強(qiáng)光污水消毒裝置，其特征在于：包括底座、殼體、脈沖氙燈、污水入口、污水出口、毛刷和螺旋導(dǎo)流槽，所述底座上端設(shè)有橫向設(shè)置的殼體，沿所述殼體長度方向的中心穿設(shè)有脈沖氙燈，沿所述脈沖氙燈長度方向上設(shè)有螺旋導(dǎo)流槽，所述螺旋導(dǎo)流槽內(nèi)側(cè)與所述脈沖氙燈旋轉(zhuǎn)接觸，所述螺旋導(dǎo)流槽內(nèi)側(cè)設(shè)有毛刷，所述殼體側(cè)壁一端設(shè)有污水入口，所述殼體側(cè)壁另一端設(shè)有污水出口。
2.如權(quán)利要求1所述的自清洗高效脈沖強(qiáng)光污水消毒裝置，其特征在于：所述螺旋導(dǎo)流槽表面鍍有二氧化鈦光觸媒薄膜。
3.如權(quán)利要求1或2所述的自清洗高效脈沖強(qiáng)光污水消毒裝置，其特征在于：所述殼體為圓柱形筒體，所述螺旋導(dǎo)流槽外邊緣與所述殼體內(nèi)壁相接觸。
4.應(yīng)用自清洗高效脈沖強(qiáng)光污水消毒裝置進(jìn)行污水處理的方法，其特征在于：包括以下步驟：
(1)待處理的污水從污水入口進(jìn)入殼體，沿螺旋導(dǎo)流槽螺旋式流過脈沖氙燈的照射區(qū)域;
(2)經(jīng)過強(qiáng)光的多次輻照，脈沖氙燈輻射出的UVC波段的紫外線對(duì)含菌污水中的微生物產(chǎn)生直接殺滅作用;光觸媒材料鍍在螺旋導(dǎo)流槽表面，氙燈輻射出的紫外線同時(shí)激發(fā)了光觸媒材料的活性，對(duì)污水發(fā)生催化分解和殺菌消毒的作用;
(3)螺旋導(dǎo)流槽在污水的沖擊下發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其上的毛刷就會(huì)自動(dòng)清洗燈管上的污垢，實(shí)現(xiàn)自清洗的目的;
(4)經(jīng)處理后的污水經(jīng)污水出口排出，并連續(xù)進(jìn)行以上污水處理步驟。
說明書
自清洗高效脈沖強(qiáng)光污水消毒裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于水處理設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自清洗高效脈沖強(qiáng)光污水消毒裝置。
背景技術(shù)
紫外線是一種肉眼無法看見的光線，根據(jù)波長的不同可細(xì)分UVA(315nm—400nm)、UVB(280nm—315nm)、UVC (200nm—280nm)和UVD(200nm以下)。其中UVC最易被DNA(核糖核酸)吸收，當(dāng)水中的細(xì)菌、病毒、藻類生物等受到一定劑量的UVC波段紫外線照射后，其細(xì)胞的DNA、RNA結(jié)構(gòu)被破壞，細(xì)胞再生無法進(jìn)行，從而達(dá)到消毒和凈化的目的。紫外光消毒技術(shù)是在現(xiàn)代防疫學(xué)、醫(yī)學(xué)和光動(dòng)力學(xué)的基礎(chǔ)上，利用特殊設(shè)計(jì)的高效率、高強(qiáng)度和長壽命的UVC波段紫外光照射流水，將水中各種細(xì)菌、寄生蟲、病毒、水藻以及其他病原體直接殺死，達(dá)到消毒的目的。紫外線消毒是一種物理方法，不需向水中增加任何物質(zhì)，沒有副作用，這是它優(yōu)于氯化消毒的地方，紫外消毒與其它消毒手段聯(lián)合使用，可達(dá)最佳效果。常見的聯(lián)合工藝有紫外加臭氧、紫外加二氧化鈦光觸媒等。
現(xiàn)有的紫外水消毒凈化設(shè)備通常采用功率為幾十瓦水平的低壓紫外汞燈作為紫外光源，利用較低汞蒸汽壓(<10-2Pa)被電激發(fā)而發(fā)出波長為253.7nm和185nm兩條譜線，紫外光的功率強(qiáng)度在數(shù)瓦的水平。水流采用循環(huán)或一次通過的方式經(jīng)過燈管，產(chǎn)生紫外消毒的作用。因?yàn)閱蝹�(gè)燈管的紫外線強(qiáng)度弱，因此需要限制流量或增加循環(huán)次數(shù)或者增加紫外燈數(shù)目，達(dá)到更快速的殺菌消毒作用。
現(xiàn)有的紫外線殺菌凈化裝置，通常采用低壓汞燈，存在以下一些不足之處：
第一，強(qiáng)度低。由于低壓汞燈的工作原理決定了其輻射功率密度不高(通常只有幾十瓦的光功率，紫外線只占到20%左右，燈管附近的紫外線輻射功率密度不超過數(shù)毫瓦每平方厘米的水平)，難以在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到高強(qiáng)度的紫外線輻照強(qiáng)度，只能通過延長照射時(shí)間或增加紫外燈數(shù)量提高殺菌消毒的作用，降低了系統(tǒng)效率，難以滿足快速、大量殺菌的需求。
第二，有環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，能耗大。汞燈內(nèi)填充的是汞蒸氣，屬于有毒有害的重金屬，一旦汞燈報(bào)廢發(fā)生泄漏，會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害。如果要達(dá)到很強(qiáng)的消毒效果，又需要增加汞燈的數(shù)量或者延長照射時(shí)間。因?yàn)榈蛪汗療舻淖贤馔庑手荒苓_(dá)到2%左右的水平，這又造成了更多的電能浪費(fèi)。
第三，長期使用成本高。汞燈的壽命較短，在高強(qiáng)度的工作條件下光效衰減較快，壽命只能達(dá)到1000小時(shí)就必須更換，因此使用成本也較高。
第四，復(fù)合消毒能力弱。通常的低壓汞燈，一旦注入過高的能量，就會(huì)激發(fā)出汞原子更多的輻射譜線，從紫外到可見光甚至紅外波段都有，這樣就分散了能量，不能起到多重消毒作用，甚至?xí)魅踉械淖饔�。而注入較低能量時(shí)，盡管能量集中在253.7nm和185nm兩條譜線上，但因?yàn)槟芰康�，所以發(fā)生臭氧和消毒的作用都受到影響，也不能有效激活光觸媒。
第五，凈化裝置處理能力受限。由于紫外線強(qiáng)度弱，消毒的強(qiáng)度和效率受到限制，所以必須增加水循環(huán)的次數(shù)或者降低水流量，已達(dá)到徹底的消毒作用。這樣就影響了裝置的消毒效率和處理能力。如果要提高處理能力，則需要增加更多的光源，這樣又增加了系統(tǒng)的成本。
第六，燈管容易結(jié)垢，需要及時(shí)清洗，也給系統(tǒng)水循環(huán)設(shè)計(jì)提出了更苛刻的要求，提高了系統(tǒng)成本。
因此，由于現(xiàn)有技術(shù)中存在上述的技術(shù)缺陷，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自清洗高效脈沖強(qiáng)光污水消毒裝置，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的紫外線消毒的強(qiáng)度和效率能力差，且燈管容易結(jié)垢，需要及時(shí)清洗的問題。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：
自清洗高效脈沖強(qiáng)光污水消毒裝置，包括底座、殼體、脈沖氙燈、污水入口、污水出口、毛刷和螺旋導(dǎo)流槽，所述底座上端設(shè)有橫向設(shè)置的殼體，沿所述殼體長度方向的中心穿設(shè)有脈沖氙燈，沿所述脈沖氙燈長度方向上設(shè)有螺旋導(dǎo)流槽，所述螺旋導(dǎo)流槽內(nèi)側(cè)與所述脈沖氙燈旋轉(zhuǎn)接觸，所述螺旋導(dǎo)流槽內(nèi)側(cè)設(shè)有毛刷，所述殼體側(cè)壁一端設(shè)有污水入口，所述殼體側(cè)壁另一端設(shè)有污水出口。
優(yōu)選的，所述螺旋導(dǎo)流槽表面鍍有二氧化鈦光觸媒薄膜。
優(yōu)選的，所述殼體為圓柱形筒體，所述螺旋導(dǎo)流槽外邊緣與所述殼體內(nèi)壁相接觸。
應(yīng)用自清洗高效脈沖強(qiáng)光污水消毒裝置進(jìn)行污水處理的方法，包括以下步驟：
(1)待處理的污水從污水入口進(jìn)入殼體，沿螺旋導(dǎo)流槽螺旋式流過脈沖氙燈的照射區(qū)域;
(2)經(jīng)過強(qiáng)光的多次輻照，脈沖氙燈輻射出的UVC波段的紫外線對(duì)含菌污水中的微生物產(chǎn)生直接殺滅作用;光觸媒材料鍍在螺旋導(dǎo)流槽表面，氙燈輻射出的紫外線同時(shí)激發(fā)了光觸媒材料的活性，對(duì)污水發(fā)生催化分解和殺菌消毒的作用;
(3)螺旋導(dǎo)流槽在污水的沖擊下發(fā)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，其上的毛刷就會(huì)自動(dòng)清洗燈管上的污垢，實(shí)現(xiàn)自清洗的目的;
(4)經(jīng)處理后的污水經(jīng)污水出口排出，并連續(xù)進(jìn)行以上污水處理步驟。
本發(fā)明的有益效果在于：
1、螺旋式導(dǎo)流結(jié)構(gòu)增加污水的光照次數(shù)，曝光時(shí)間增大，系統(tǒng)具備更大的有效劑量。
2、螺旋式導(dǎo)流結(jié)構(gòu)增加了光觸媒的表面積，極大激發(fā)了光觸媒材料的活性，對(duì)污水發(fā)生催化分解和殺菌消毒的作用。
3、螺旋式導(dǎo)流槽旋轉(zhuǎn)的同時(shí)毛刷自動(dòng)對(duì)燈管表面的污垢進(jìn)行清洗。
