本實(shí)用新型涉及液體樣品處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于液體樣品的有機(jī)物消解、殺菌消毒裝置。
背景技術(shù)：
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目前在水中有機(jī)物和微生物處理技術(shù)方面，臭氧和紫外光照射方法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，快捷，因此常被用于各類醫(yī)療衛(wèi)生，食品，養(yǎng)殖和日常需要消毒、殺菌的場(chǎng)合。在各類水質(zhì)的深度處理方面也有著廣泛的應(yīng)用。目前采用此類技術(shù)的方法多為直接投加或照射，在水質(zhì)處理方面這類方法普遍存在處理效率不高，臭氧消耗大，臭氧利用率低等缺點(diǎn)，紫外照射也存在效率低下的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的是提供一種用于液體樣品的有機(jī)物消解、殺菌消毒裝置，該裝置在液體樣品前處理時(shí)，能根據(jù)進(jìn)樣液體性質(zhì)的不同通過氣泵對(duì)系統(tǒng)的壓力，流速進(jìn)行調(diào)節(jié)；通過射流管的氣流控制液體側(cè)路進(jìn)液，氣流產(chǎn)生負(fù)壓吸入液體有效提高進(jìn)液液體的霧化效率，提高臭氧與液體的接觸面積，從而提高臭氧與紫外處理的效率，提高了臭氧的利用率，且避免使用超聲方式或其它外部動(dòng)力，降低了能耗，實(shí)現(xiàn)各類液體樣品中的有機(jī)物和微生物高效處理，解決了現(xiàn)有技術(shù)液體樣品消解和殺菌技術(shù)中消毒效率低、臭氧消耗大，臭氧利用率低、能量消耗大的問題。
本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：
一種用于液體樣品的有機(jī)物消解、殺菌消毒裝置，該裝置管路為全封閉系統(tǒng)，包括依次連通的進(jìn)氣管路、射流管、兩端設(shè)有紫外燈的U形管、U形管底端設(shè)有的出液管路、出液管路下部的儲(chǔ)液罐；所述進(jìn)氣管路包括并聯(lián)的空氣過濾器和臭氧發(fā)生器、三通、氣泵；空氣過濾器經(jīng)空氣閥跟三通的一個(gè)接口連通，三通的另一個(gè)接口經(jīng)臭氧進(jìn)氣閥跟臭氧發(fā)生器連通，三通的第三個(gè)接口跟氣泵連通；所述射流管從左到右依次包括相互連通的活動(dòng)的進(jìn)氣頭、Y形的減縮進(jìn)液腔、喉管和喇叭形氣液擴(kuò)張管；所述活動(dòng)的進(jìn)氣頭一端為連通氣泵的內(nèi)螺紋接頭，另一端為縮徑噴嘴，所述縮徑噴嘴經(jīng)螺紋與Y形的減縮進(jìn)液腔活動(dòng)連接，所述縮徑噴嘴的位置通過與Y形的減縮進(jìn)液腔連接的螺紋進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述Y形的減縮進(jìn)液腔外側(cè)設(shè)有進(jìn)液管接口，所述喇叭形氣液擴(kuò)張管跟U形管一端連通；此外該裝置還包括依次聯(lián)通的臭氧回流管路、液體樣品進(jìn)液罐、進(jìn)液管路；所述U形管的另一端經(jīng)臭氧回流管路跟液體樣品進(jìn)液罐連通，所述液體樣品進(jìn)液罐經(jīng)進(jìn)液管路跟射流管的減縮進(jìn)液腔的進(jìn)液管接口連通，形成一個(gè)回路。
射流管的活動(dòng)進(jìn)氣頭的縮徑噴嘴端經(jīng)螺紋與Y形的減縮進(jìn)液腔活動(dòng)連接，可調(diào)節(jié)噴嘴端在Y形的減縮進(jìn)液腔的位置，通過噴嘴端位置調(diào)節(jié)改變氣流產(chǎn)生負(fù)壓的大小，從而改變液體進(jìn)液量與氣流大小、霧化效果的關(guān)系。在實(shí)際使用中可跟進(jìn)液樣品性質(zhì)的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)。
特別地，所述U形管跟射流管連通的一端設(shè)有第一紫外燈管，U形管另一端除設(shè)有第二紫外燈管外，其內(nèi)部還設(shè)有不連續(xù)的篩網(wǎng)，U形管另一端連通臭氧回流管路，所述臭氧回流管路通過氣體流量控制閥與液體樣品進(jìn)液罐連接，U形管底端設(shè)有的出液管路設(shè)有出液控制閥，通過出液控制閥與儲(chǔ)液罐連接。
優(yōu)選地，所述U形管為全玻璃裝置，其外壁涂有光反射涂層用于反射紫外光。
更優(yōu)選地，所述U形管另一端設(shè)有金屬散熱裝置，所述U形管另一端內(nèi)部設(shè)有的不連續(xù)的篩網(wǎng)由金屬或塑料制備而成，篩網(wǎng)表面負(fù)載金屬或非金屬光催化劑。
所述射流管的喇叭形氣液擴(kuò)張管跟U形管通過螺紋接頭連接。
所述第一紫外燈管、第二紫外燈管的波長(zhǎng)為254nm，功率為20-90W。所述進(jìn)液管路設(shè)有進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y。
本實(shí)用新型的有益效果如下：
(1)本實(shí)用新型通過射流管的氣流控制進(jìn)樣，液體側(cè)路進(jìn)液，氣流產(chǎn)生負(fù)壓吸入進(jìn)樣液體有效提高進(jìn)樣液體的霧化效率，提高臭氧與進(jìn)樣液體的接觸面積，從而提高臭氧與紫外處理的效率，提高了臭氧的利用率，且避免使用超聲方式或其它外部動(dòng)力，降低了能耗。
(2)本實(shí)用新型射流管的活動(dòng)進(jìn)氣頭縮徑噴嘴端經(jīng)螺紋與Y形的減縮進(jìn)液腔活動(dòng)連接，可調(diào)節(jié)噴嘴端在Y形的減縮進(jìn)液腔的位置，通過噴嘴端位置調(diào)節(jié)改變氣流產(chǎn)生負(fù)壓的大小，從而改變進(jìn)樣液體進(jìn)液量與氣流大小、霧化效果的關(guān)系。在實(shí)際使用中可跟進(jìn)樣液體樣品性質(zhì)的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)。
(3)U形管兩端設(shè)有不同功率的紫外燈管有效地提高了紫外處理效果，U形管另一側(cè)設(shè)有不連續(xù)篩網(wǎng)除了降低氣液溫度使水汽冷凝外，還可負(fù)載各類光催化劑實(shí)現(xiàn)紫外，臭氧的高效處理。
(4)整體裝置管路為全封閉系統(tǒng)，臭氧通過回流管路進(jìn)入液體樣品進(jìn)液罐進(jìn)行二次利用，有效降低了臭氧的排放避免了環(huán)境污染，并且提高了臭氧的利用率。
總之，本實(shí)用新型控制單元少，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料易得，成本低廉，操作簡(jiǎn)便，通過對(duì)紫外燈及篩網(wǎng)改造可作為水樣中有機(jī)物消解裝置，也可作為水質(zhì)微生物殺菌裝置使用，也可同時(shí)實(shí)現(xiàn)有機(jī)物消解和微生物殺菌消毒效果，可改造性強(qiáng)，可用于各類環(huán)境各類液體樣品的連續(xù)消解、殺菌消毒，實(shí)現(xiàn)液體樣品中的有機(jī)物和微生物高效處理。
附圖說明：
圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1、氣泵，11、空氣過濾器，12、臭氧發(fā)生器，13、空氣閥，14、臭氧進(jìn)氣閥，2、射流管，21、進(jìn)氣頭，22、氣液擴(kuò)張管，23、進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y，24、液體樣品進(jìn)液罐，25、進(jìn)液管路，26、減縮進(jìn)液腔，3、U形管，31、第一紫外燈，32、第二紫外燈，33、篩網(wǎng)，34、出液控制閥，35、儲(chǔ)液罐，36、臭氧回流管路，37、氣體流量控制閥，38、金屬散熱裝置。
具體實(shí)施方式：
以下是對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步說明，而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。
實(shí)施例1：
如圖1所示的一種用于液體樣品的有機(jī)物消解、殺菌消毒裝置，該裝置管路為全封閉系統(tǒng)，包括依次連通的進(jìn)氣管路、射流管2、兩端設(shè)有紫外燈的U形管3、U形管3底端設(shè)有的出液管路、出液管路下部的儲(chǔ)液罐35；所述進(jìn)氣管路包括并聯(lián)的空氣過濾器11和臭氧發(fā)生器12、三通、氣泵1；空氣過濾器11經(jīng)空氣閥13跟三通的一個(gè)接口連通，三通的另一個(gè)接口經(jīng)臭氧進(jìn)氣閥14跟臭氧發(fā)生器12連通，三通的第三個(gè)接口跟氣泵1連通；所述射流管從左到右依次包括相互連通的活動(dòng)的進(jìn)氣頭21、Y形的減縮進(jìn)液腔26、喉管和喇叭形氣液擴(kuò)張管22，所述活動(dòng)的進(jìn)氣頭21一端為連通氣泵1的內(nèi)螺紋接頭，另一端為縮徑噴嘴，所述縮徑噴嘴經(jīng)螺紋與Y形的減縮進(jìn)液腔26活動(dòng)連接，所述縮徑噴嘴的位置通過與Y形的減縮進(jìn)液腔26連接的螺紋進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述Y形的減縮進(jìn)液腔26外側(cè)設(shè)有進(jìn)液管接口，所述喇叭形氣液擴(kuò)張管22跟U形管3一端連通；此外該裝置還包括依次聯(lián)通的臭氧回流管路36、液體樣品進(jìn)液罐24、進(jìn)液管路25；所述U形管3的另一端經(jīng)臭氧回流管路36跟液體樣品進(jìn)液罐24連通，所述液體樣品進(jìn)液罐24經(jīng)進(jìn)液管路25跟射流管2的減縮進(jìn)液腔26的進(jìn)液管接口連通，形成一個(gè)回路。
射流管2的活動(dòng)進(jìn)氣頭21的縮徑噴嘴端經(jīng)螺紋與Y形的減縮進(jìn)液腔26活動(dòng)連接，可調(diào)節(jié)噴嘴端在Y形的減縮進(jìn)液腔26內(nèi)的位置，通過噴嘴端位置調(diào)節(jié)改變氣流產(chǎn)生負(fù)壓的大小，從而改變液體進(jìn)液量與氣流大小、霧化效果的關(guān)系。在實(shí)際使用中可跟進(jìn)液樣品性質(zhì)的不同進(jìn)行調(diào)節(jié)。
特別地，所述U形管3跟射流管2連通的一端設(shè)有第一紫外燈管31，U形管3另一端除設(shè)有第二紫外燈管32外，其內(nèi)部還設(shè)有不連續(xù)的篩網(wǎng)33，U形管3另一端連通臭氧回流管路36，所述臭氧回流管路通過氣體流量控制閥37與液體樣品進(jìn)液罐24連接，U形管3底端設(shè)有的出液管路設(shè)有出液控制閥34，通過出液控制閥34與儲(chǔ)液罐35連接。
優(yōu)選地，所述U形管3為全玻璃裝置，其外壁涂有光反射涂層用于反射紫外光。
更優(yōu)選地，所述U形管3另一端設(shè)有金屬散熱裝置38，所述U形管另一端內(nèi)部設(shè)有的不連續(xù)的篩網(wǎng)33由金屬制備而成。
所述射流管2的喇叭形氣液擴(kuò)張管22跟U形管3通過螺紋接頭連接。
所述第一紫外燈管31波長(zhǎng)為254nm，功率為90W。第二紫外燈管32的波長(zhǎng)為254nm，功率為20W。
所述進(jìn)液管路25設(shè)有進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y23。
該裝置應(yīng)用于水中有機(jī)物消解實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開氣泵1，臭氧發(fā)生器12，控制空氣閥13與臭氧進(jìn)氣閥14使得空氣與臭氧進(jìn)氣量之比保持在5:1?；旌蠚怏w在氣泵1作用下通過射流管2的進(jìn)氣頭21經(jīng)縮徑噴嘴進(jìn)入射流管2的Y形的減縮進(jìn)液腔26?；旌蠚怏w在進(jìn)氣頭21的縮徑噴嘴作用下加速依次進(jìn)入Y形的減縮進(jìn)液腔26、喉管和喇叭形氣液擴(kuò)張管22，在Y形的減縮進(jìn)液腔26形成負(fù)壓從而使進(jìn)樣液體水樣在負(fù)壓作用下從液體樣品進(jìn)液罐24經(jīng)進(jìn)液管路25依次流經(jīng)進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y23和進(jìn)液管接口被吸入射流管2的Y形的減縮進(jìn)液腔26被混合氣體流包裹前進(jìn)，經(jīng)喉管進(jìn)入喇叭形氣液擴(kuò)張管22，這時(shí)候水樣在氣流作用下快速霧化，與氣體中的臭氧混合進(jìn)入U(xiǎn)形管3，經(jīng)過第一紫外燈31照射后進(jìn)入U(xiǎn)形管3另一側(cè)，金屬篩網(wǎng)33中心位置固定有第二紫外燈32，氣液混合氣在多層金屬篩網(wǎng)33上發(fā)生能量交換，氣液分離，水汽冷凝回流，通過U形管3底部出液管路及出液控制閥34流出進(jìn)入儲(chǔ)液罐35。分離的氣體及未反應(yīng)的臭氧氣體通過上部出口進(jìn)入臭氧回流管路36，經(jīng)過氣體流量控制閥37進(jìn)入液體樣品進(jìn)液罐被水樣回收再次利用。由此完成一次進(jìn)樣循環(huán)。在整個(gè)水樣的連續(xù)處理過程中，通過控制氣泵1流速、空氣閥13和臭氧進(jìn)氣閥14、出液控制閥34和氣體流量控制閥37來分別控制管路壓力、臭氧進(jìn)氣量及回流氣體與出液比。在水樣循環(huán)消解過程中，通過以上進(jìn)氣量、壓力、分離氣液比的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)消解效率的最優(yōu)化。
實(shí)施例2：
裝置參考實(shí)施例1，不同之處在于：第一紫外燈管31波長(zhǎng)為254nm，功率為20W；第二紫外燈管32的波長(zhǎng)為254nm，功率為50W；金屬篩網(wǎng)表面還負(fù)載TiO2光觸媒。
該裝置應(yīng)用于水中微生物殺菌實(shí)驗(yàn)時(shí)，氣泵1和臭氧發(fā)生器12開啟，控制空氣閥13與臭氧進(jìn)氣閥14使得空氣與臭氧進(jìn)氣量之比保持在3:1。混合氣體在氣泵1作用下通過射流管2的進(jìn)氣頭21經(jīng)縮徑噴嘴進(jìn)入射流管2的Y形的減縮進(jìn)液腔26，混合氣體在進(jìn)氣頭21的縮徑噴嘴作用下加速依次進(jìn)入Y形的減縮進(jìn)液腔26、喉管和喇叭形氣液擴(kuò)張管22，在Y形的減縮進(jìn)液腔26形成負(fù)壓從而使進(jìn)樣液體水樣在負(fù)壓作用下從液體樣品進(jìn)液罐24經(jīng)進(jìn)液管路25依次流經(jīng)進(jìn)液?jiǎn)蜗蜷y23和進(jìn)液管接口被吸入射流管2的Y形的減縮進(jìn)液腔26被混合氣體流包裹前進(jìn)，經(jīng)喉管進(jìn)入喇叭形氣液擴(kuò)張管22，這時(shí)候水樣在氣流作用下快速霧化，與氣體中的臭氧混合進(jìn)入U(xiǎn)形管3，經(jīng)過第一紫外燈31照射后進(jìn)入U(xiǎn)形管3另一側(cè)。U形管3另一側(cè)設(shè)置有不間斷金屬篩網(wǎng)33，金屬篩網(wǎng)33上涂有一層TiO2光觸媒，在金屬篩網(wǎng)33中心位置固定有第二紫外燈32，第二紫外燈32為一波長(zhǎng)為254nm功率50W的紫外燈。在玻璃管外部設(shè)有反射涂層和金屬散熱片。水中的細(xì)菌和微生物在多層篩網(wǎng)33上在臭氧、紫外光和光觸媒協(xié)同作用下被去除。氣液混合氣在多層金屬篩板網(wǎng)33上發(fā)生能量交換，氣液分離。水汽冷凝回流，通過U形管3底部出液管路及出液控制閥34流出進(jìn)入儲(chǔ)液罐35。分離的氣體及未反應(yīng)的臭氧氣體通過上部出口進(jìn)入臭氧回流管路36，經(jīng)過氣體流量控制閥37進(jìn)入液體樣品進(jìn)液罐被水樣回收再次利用。由此完成一次進(jìn)樣循環(huán)。在整個(gè)水樣的連續(xù)處理過程中，通過控制氣泵1流速、空氣閥13和臭氧進(jìn)氣閥14、出液控制閥34和氣體流量控制閥37來分別控制管路壓力、臭氧進(jìn)氣量及回流氣體與出液比。在水樣循環(huán)消解過程中，通過以上進(jìn)氣量、壓力、分離氣液比的調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)消解效率的最優(yōu)化。