[發(fā)明專利]一種營養(yǎng)液的紫外線臭氧組合式消毒方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810240328.5
• 申請日: 2008-12-17
• 公開（公告）號: CN101428923A
• 公開（公告）日: 2009-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋衛(wèi)堂;王成;徐志豪;喬曉軍;曲英華;王宇欣
• 申請（專利權(quán)）人: 中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C02F9/08
• 分類號: C02F9/08;C02F1/78;C02F1/50;C02F1/32
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張文寶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液體消毒方法領(lǐng)域，具體來說涉及一種無土栽培營養(yǎng)液的紫外線臭氧組合式消毒方法。

背景技術(shù)

無土栽培是指不用天然土壤而用營養(yǎng)液來栽培植物的方法。無土栽培系統(tǒng)根據(jù)營養(yǎng)液是否收集和重復(fù)利用，分為開放式(open?system)與封閉式(closed?system)兩大類。在開放式無土栽培系統(tǒng)中，營養(yǎng)液不循環(huán)使用，營養(yǎng)液經(jīng)作物吸收后多余的即排放到環(huán)境中，將對環(huán)境造成一定的污染。在封閉式無土栽培系統(tǒng)中，營養(yǎng)液循環(huán)使用，節(jié)水省肥，而且減少了對環(huán)境的污染。因此，國內(nèi)外的無土栽培發(fā)展逐步呈現(xiàn)出由開放式向封閉式轉(zhuǎn)變的趨勢。

但由于營養(yǎng)液的循環(huán)使用，增大了營養(yǎng)液接觸病原的幾率。與開放式系統(tǒng)相比封閉式系統(tǒng)更容易發(fā)生土傳病害，如黃瓜枯萎病、十字花科軟腐病和番茄枯萎病等。其發(fā)生特點(diǎn)是傳播非常迅速，一旦發(fā)生整個(gè)系統(tǒng)植物全部感病，因此危害嚴(yán)重，會造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。為了解決上述問題，尋求一種經(jīng)濟(jì)高效的循環(huán)營養(yǎng)液殺菌方法便顯得尤為迫切。

現(xiàn)有的消毒方法主要有化學(xué)消毒法和物理消毒法兩大類。

1、化學(xué)消毒法

化學(xué)消毒是指用化學(xué)藥物作用于微生物體，使其蛋白質(zhì)變性，失去正常功能而死亡。目前常用的有含氯消毒劑、氧化消毒劑、碘類消毒劑、醛類消毒劑、雜環(huán)類氣體消毒劑、酚類消毒劑、醇類消毒劑、季胺類消毒劑等。

化學(xué)方法具有高效、快速、操作方便、適用范圍廣及經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)；但化學(xué)方法會導(dǎo)致人畜中毒、使有害生物產(chǎn)生抗藥性、污染環(huán)境等缺點(diǎn)。因此使用經(jīng)化學(xué)方法消毒的營養(yǎng)液進(jìn)行無土栽培生產(chǎn)蔬菜、水果等，更容易造成藥物殘留和累積，使人中毒。

2、物理方法、主要包括熱消毒、氧化消毒、紫外消毒、過濾消毒等。

(1)熱消毒

高溫?zé)嵯臼亲钤鐟?yīng)用于營養(yǎng)液消毒的方法，其原理是利用高溫使蛋白質(zhì)變性，失去生物功能，從而殺滅病原微生物。但熱消毒對設(shè)備要求較高，制造成本大。運(yùn)行過程中需要大量能源，如電能、煤炭、天然氣、液體燃料等，運(yùn)行成本高，經(jīng)濟(jì)效益差。

(2)臭氧消毒

臭氧消毒的原理是利用臭氧的強(qiáng)氧化性與還原物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，分解營養(yǎng)液中的病原微生物。其基本過程是臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的O₃通過導(dǎo)氣管進(jìn)入氣液混合裝置，臭氧與營養(yǎng)液混合接觸起到殺菌的作用。

臭氧在溶液中產(chǎn)生活性很強(qiáng)的單原子氧及羥基，單原子氧不僅能夠分解微生物，還能與營養(yǎng)液中的其它還原性物質(zhì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，因此營養(yǎng)液中含有的其他有機(jī)物會消耗臭氧降低殺菌效果；另外，臭氧會破壞營養(yǎng)液中的還原性螯合鐵的螯合鍵，使鐵不溶而發(fā)生植物缺鐵癥。

(3)紫外線消毒

紫外殺菌原理是通過紫外線對微生物的照射，以破壞其機(jī)體內(nèi)核蛋白或DNA結(jié)構(gòu)，使其立即死亡或喪失繁殖能力。具有最佳殺菌效果的紫外線是UV-C，波長在200～280nm，波長為254nm的紫外線殺菌效果最好，因?yàn)镈NA對254nm的紫外線吸收最強(qiáng)。

紫外線消毒的效果受溶液中透射因子(transmission?factor)的影響，隱藏在懸浮顆粒背后的病菌難以被殺死。

綜上所述，單一方法存在各自的殺菌局限性，因此利用臭氧和紫外線共同處理營養(yǎng)液可以揚(yáng)長避短，能夠發(fā)揮出更好的殺菌效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對上述已有方法中存在環(huán)境污染大、對人畜有害、運(yùn)行成本高和效果差、效率低等問題，提供一種新的、可應(yīng)用于封閉式無土栽培系統(tǒng)中營養(yǎng)液消毒的、紫外線與臭氧組合的消毒方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

(1).營養(yǎng)液池1中的待消毒液，由水泵2提供動(dòng)力流入管路；

(2).營養(yǎng)液進(jìn)入過濾器3過濾；

(3).過濾后的營養(yǎng)液流入文丘里管式射流器5，依靠射流產(chǎn)生的負(fù)壓將臭氧發(fā)生器7產(chǎn)生的臭氧吸入營養(yǎng)液管路，營養(yǎng)液與臭氧在文丘里管式射流器5的擴(kuò)散管部分進(jìn)行混合，利用臭氧的強(qiáng)氧化性殺滅病原菌；

(4).經(jīng)過臭氧殺菌的營養(yǎng)液流入紫外消毒器8，進(jìn)一步殺滅經(jīng)臭氧消毒未殺滅的微生物；

(5).經(jīng)殺菌的營養(yǎng)液由紫外消毒器8的出液口流出，進(jìn)入儲液池9，完成整個(gè)消毒過程。

所述水泵2為不銹鋼耐腐蝕自吸泵，其流量和揚(yáng)程與射流器需要的總驅(qū)動(dòng)流量和壓力要求選配。

所述過濾器3為篩網(wǎng)式過濾器，網(wǎng)目為100～150，用于濾除營養(yǎng)液中消耗臭氧的有機(jī)物，減少對臭氧的無效損耗，并且降低營養(yǎng)液中不透明雜質(zhì)含量，提高營養(yǎng)液的透射率從而提高紫外殺菌效果。

所述臭氧發(fā)生器7的出氣管口位于整套設(shè)備的最高處，然后再經(jīng)逆止閥6進(jìn)入射流器的吸氣口，以防營養(yǎng)液倒流進(jìn)入臭氧發(fā)生器7。