一種紫外光催化強(qiáng)氧化飲用水的處理裝置及其處理工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于飲用水安全保障技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種紫外光催化強(qiáng)氧化飲用水的處理裝置及其處理工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在各類生活飲用水系統(tǒng)、城鎮(zhèn)污水處理等系統(tǒng)中，消毒都是保證水質(zhì)安全的必備工藝之一。在目前普遍使用的殺菌消毒工藝中，有紫外線、臭氧、加氯、銀離子等方法。其中，紫外線存在藻類殺滅難、殺菌不徹底、處理效果差等問(wèn)題；臭氧、加氯存在對(duì)飲用水造成二次污染，危害人類健康等問(wèn)題；銀離子存在使用周期短、使用效能低等問(wèn)題。因此，以上方式均不能滿足飲用水安全保障需求，無(wú)法保證:安全、可靠、有效、環(huán)境允許且費(fèi)用合理的基本要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是:提供一種能夠在流體用水中能夠瞬時(shí)殺菌、能夠殺滅藻類以及活體生物的飲用水安全保障的水處理工藝。
[0004]為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種紫外光催化強(qiáng)氧化飲用水的處理裝置，其特征在于，包括保安式過(guò)濾器及紫外光催化組合處理器，所述紫外光催化組合處理器包括殼體，殼體內(nèi)設(shè)有紫外燈及光催化強(qiáng)氧化反應(yīng)器，光催化強(qiáng)氧化反應(yīng)器包括多個(gè)包含光催化劑的光催化劑載體；殼體內(nèi)側(cè)設(shè)有均勻分布的水流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)。
[0005]水流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)用于增加過(guò)水與光催化材料接觸頻次。
[0006]優(yōu)選地，所述光催化劑的負(fù)載態(tài)為負(fù)載在玻璃、硅膠、陶瓷、金屬、不銹鋼、鎳、鈦上的球狀、片狀、纖維狀、網(wǎng)狀、海綿狀光催化劑。
[0007]優(yōu)選地，所述光催化劑為可被紫外線激發(fā)的金屬氧化物、硫化物或砸化物半導(dǎo)體光催化劑。
[0008]進(jìn)一步地，所述光催化劑采用二氧化鈦、經(jīng)氮摻雜、染料敏化工藝處理的改性二氧化鈦、氧化鋅、三氧化鶴、五氧化二銀\硫化鎘或砸化鎘。
[0009]優(yōu)選地，所述光催化強(qiáng)氧化反應(yīng)器包括一個(gè)環(huán)形筒狀光催化劑載體，紫外燈設(shè)于該環(huán)形筒狀光催化劑的中心軸處，紫外燈與環(huán)形筒狀光催化劑載體之間設(shè)有圍繞紫外燈外側(cè)石英套管呈輻射狀螺旋分布的2-100片板狀光催化劑載體，每片片板狀光催化劑載體的厚度為 0.lmm-5mm。
[0010]優(yōu)選地，所述片板狀光催化劑載體的螺旋單元數(shù)為2-100片，其與紫外燈外側(cè)石英套管之間的夾角為5°?85°。
[0011]優(yōu)選地，所述紫外光催化組合處理器的外徑為25mm-2000mm。
[0012]優(yōu)選地，所述的紫外光催化組合處理器的腔體外殼材料采用不銹鋼、玻璃鋼、聚四氟乙烯或PVC。
[0013]本發(fā)明還提供了一種紫外光催化強(qiáng)氧化飲用水的處理工藝，其特征在于，采用上述紫外光催化強(qiáng)氧化飲用水的處理裝置，首先，原水經(jīng)過(guò)保安式過(guò)濾裝置過(guò)濾掉大顆粒雜物；然后，水進(jìn)入紫外光催化組合處理器，通過(guò)紫外光催化組合處理器滅菌；最后，處理好的產(chǎn)品水通過(guò)管路送入用水管網(wǎng)。
[0014]優(yōu)選地，所述紫外燈的紫外光主波長(zhǎng)低于360nm ;最優(yōu)為185nm、254nm0
[0015]本發(fā)明提供了一種紫外光催化強(qiáng)氧化水的處理裝置及其處理工藝，該方法綜合利用了紫外線殺菌和光催化強(qiáng)氧化殺菌的協(xié)同作用來(lái)處理飲用水。
[0016]本發(fā)明技術(shù)的優(yōu)勢(shì)是:
[0017]1、本發(fā)明結(jié)合了紫外光輻照和光催化兩者的作用，即反應(yīng)過(guò)程中既有紫外光解作用，又有光催化強(qiáng)氧化作用，利用光催化技術(shù)徹底殺死流動(dòng)水體中微生物等；
[0018]2、本發(fā)明方法具有很高反應(yīng)速度，可有效殺死小于5 μπι的原生動(dòng)物、藻類、細(xì)菌、孢子等，殺菌時(shí)間小于5秒，即在設(shè)計(jì)瓶體及出水流量中，僅需控制其出水最大流量與瓶體過(guò)水時(shí)間即可；
[0019]3、基本不使用任何化學(xué)藥品、有利于建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型的兩型社會(huì)；
[0020]4、設(shè)備體積依據(jù)需求場(chǎng)合不同定制、能耗極低、處理效率高、適用范圍廣，紫外燈管也可根據(jù)用水時(shí)水流的啟閉控制紫外燈管電源的啟閉；
[0021]5、可在殺滅微生物的同時(shí)又能降解原水中的有機(jī)污染物。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本發(fā)明提供的一種紫外光催化強(qiáng)氧化飲用水的處理工藝的工藝流程圖；
[0023]圖2為紫外光催化強(qiáng)氧化飲用水的處理裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3為水流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說(shuō)明如下。
[0026]實(shí)施例1
[0027]如圖2-3所示，為本發(fā)明提供的一種紫外光催化強(qiáng)氧化飲用水的處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，包括保安式過(guò)濾器I及紫外光催化組合處理器2，所述紫外光催化組合處理器2包括殼體2-3，殼體2-3內(nèi)設(shè)有紫外燈2-1及光催化強(qiáng)氧化反應(yīng)器2-2，光催化強(qiáng)氧化反應(yīng)器2-2包括多個(gè)包含光催化劑的光催化劑載體；殼體2-3內(nèi)側(cè)設(shè)有均勻分布的水流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)2-4ο光催化強(qiáng)氧化反應(yīng)器2-2包括一個(gè)環(huán)形筒狀光催化劑載體，紫外燈2-1設(shè)于該環(huán)形筒狀光催化劑的中心軸處，紫外燈2-1與環(huán)形筒狀光催化劑載體之間設(shè)有圍繞紫外燈2-1外側(cè)石英套管呈輻射狀螺旋分布的8片板狀光催化劑載體，每片片板狀光催化劑載體的厚度為2mm。光催化劑采用二氧化鈦，負(fù)載態(tài)為負(fù)載在陶瓷上的片狀光催化劑。片板狀光催化劑載體的螺旋單元數(shù)為60片，其與紫外燈2-1外側(cè)石英套管之間的夾角為45°。紫外光催化組合處理器2的外徑為100mm。紫外光催化組合處理器2的腔體外殼材料采用玻璃鋼。
[0028]一種紫外光催化強(qiáng)氧化飲用水的處理工藝如圖1所示，采用上述紫外光催化強(qiáng)氧化飲用水的處理裝置，首先，原水經(jīng)自吸泵輸送至過(guò)濾直徑小于5 μπι的保安式過(guò)濾裝置I過(guò)濾掉大顆粒雜物包括泥沙、浮游生物等；然后，水進(jìn)入紫外光催化組合處理器2，小于5 ym的生物在原水通過(guò)紫外光催化組合處理器時(shí)被徹底殺死；最后，處理好的產(chǎn)品水通過(guò)管路送入用水管網(wǎng)3。本發(fā)明可以用于殺死原水中的藻類、病原微生物等水生生物，并可同時(shí)對(duì)原水中的各種有機(jī)污染物有去處作用。
[0029]普通地表井水通過(guò)自吸泵將其抽出并直接引入本發(fā)明裝置，首先經(jīng)孔徑為5 μπι的保安式過(guò)濾裝置I后，其中直徑小于5 μπι的藻類及細(xì)菌經(jīng)以發(fā)射主波長(zhǎng)為254nm波長(zhǎng)的紫外燈2-1和以不銹鋼為負(fù)載的基片上制備的噴涂薄膜型T12光催化劑的光催化強(qiáng)氧化反應(yīng)器2-2，正常進(jìn)水至出水的流動(dòng)時(shí)間10秒后，得到產(chǎn)品水，使用藻類計(jì)數(shù)法和紫外可見(jiàn)分光度計(jì)方法檢測(cè)藻類和細(xì)菌的數(shù)量，其中直徑小于5 μπι的藻類和細(xì)菌均未檢出，殺滅率為100%，經(jīng)3天細(xì)菌培養(yǎng)法培養(yǎng)處理后的產(chǎn)品水，小于5 μπι的細(xì)菌仍未檢出，證明本發(fā)明方法可完全殺滅孢子。
[0030]同時(shí)在使用圖2中一種增加過(guò)水與光催化材料接觸頻次的水流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)2-4中，使用的打02面積更小，使用成本低，同時(shí)其導(dǎo)向結(jié)構(gòu)使原水反復(fù)與光催化載體接觸，從而保證其發(fā)揮最大效能。
[0031]如圖3所示，水流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)2-4使原水以螺旋形水流方式經(jīng)過(guò)光催化劑，以獲得頻繁與之接觸反應(yīng)的機(jī)會(huì)。
[0032]實(shí)施例2
[0033]本發(fā)明提供的一種紫外光催化強(qiáng)氧化飲用水的處理裝置包括保安式過(guò)濾器I及紫外光催化組合處理器2，所述紫外光催化組合處理器2包括殼體2-3，殼體2-3內(nèi)設(shè)有紫外燈2-1及光催化強(qiáng)氧化反應(yīng)器2-2，光催化強(qiáng)氧化反應(yīng)器2-2包括多個(gè)包含光催化劑的光催化劑載體；殼體2-3內(nèi)側(cè)設(shè)有均勻分布的水流導(dǎo)向結(jié)構(gòu)2-4。光催化強(qiáng)氧化反應(yīng)器2-2包括一個(gè)環(huán)形筒狀光催化劑載體，紫外燈2-1設(shè)于該環(huán)形筒狀光催化劑的中心軸處，紫外燈2-1與環(huán)形筒狀光催化劑載體之間設(shè)有圍繞紫外燈2-1外側(cè)石英套管呈輻射狀螺旋分布的100片板狀光催化劑載體，每片片板狀光催化劑載體的厚度為2mm。光催化劑采用二氧化鈦，負(fù)載態(tài)為負(fù)載在玻璃上的球狀光催化劑。片板狀光催化劑載體的螺旋單