[發明專利]光催化紫外線消毒裝置

在審

• 申請號: 201310326947.7
• 申請日: 2013-07-31
• 公開（公告）號: CN103435126A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 張杰波
• 申請（專利權）人: 張杰波
• 主分類號: C02F1/32
• 分類號: C02F1/32;C02F1/72
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種水處理消毒裝置，特別涉及一種光催化紫外線消毒裝置。

背景技術

目前，紫外線消毒主要是通過紫外線的照射，破壞及改變微生物的DNA結構，是細菌當即或不能繁殖后代，達到殺菌的目的。真正具有殺菌作用的是UV—C紫外線，因為C波段紫外線很易被生物體的DNA吸收，尤以253.7nm左右的紫外線最佳。20世紀60年代，隨著高效率、長壽命紫外燈管的出現，以及人們對氯消毒系統安全性問題的廣泛關注，紫外線在水處理領域的應用得到了非常迅速發展。

紫外線消毒的缺點主要是：能耗大、紫外燈管清洗不徹底，無持久殺菌能力，容易造成管網的二次污染；濁度及水中懸浮物對紫外殺菌效果有較大影響；對于某些抗紫外線的病毒需要較高的滅活劑量；殺滅的細菌有可能會光修復。由于細菌、病菌和病毒長期暴露在太陽光下面，長時間的進化過程，使得這些細菌、病菌、病毒產生對單一紫外線的抵抗力，這種抵抗力被人們定義為活化酶。活化酶存在于細菌、病菌、病毒的細胞內，一旦細菌和病菌的DNA受到損傷，這種活化酶就會發揮功效，幫助受損部分迅速恢復成原來的狀態。這樣一個反應過程被成為細菌和病菌的復活反應，在有光的情況下此種反應能進行的非常迅速。

光催化作為水或污水處理的新技術，有以下優點：一是作為應用最廣泛的高活性光催化劑——二氧化鈦具有穩定性好、無毒、廉價等優點；二是在紫外線的照射下，二氧化鈦具備極強的氧化—還原作用，將光催化劑表面的各種細菌及污染物摧毀。但常規化學方法制備的二氧化鈦粉末及薄膜一般晶化程度不高，比表面積低，造成性能受到一定的影響。如何提高光催化反應的光量子產率，是光催化大規模應用面臨的主要難題之一。

然而將光催化和紫外線消毒結合起來使用的水處理裝置的效果卻不是那么理想，現有水處理裝置都存在安裝不便、使用壽命短、效率低等缺陷，而且使用紫外線消毒的紫外線燈管清洗的不徹底影響消毒的效果。

發明內容

本發明的目的是要提供一種光催化紫外線消毒裝置，以解決現有水處理消毒裝置安裝不便、使用壽命短、效率低、紫外燈管清洗不徹底等問題。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種光催化紫外線消毒裝置，包括明渠，多組紫外線燈管模塊，所述紫外線燈管模塊懸掛在明渠中，其中任意兩組紫外線模塊之間設有一組二氧化鈦反應模塊，所述二氧化鈦反應模塊包括模塊框架，所述模塊框架內設有多個光催化旋轉桿，旋轉桿上覆蓋有光催化二氧化鈦層，所述模塊框架一側設有多個驅動渦輪，所述光催化旋轉桿端部的中心軸與驅動渦輪連接。

作為優選，所述光催化旋轉桿上軸向設置有若干條形葉片，所述條形葉片上覆蓋有一層光催化二氧化鈦層。

作為優選，所述驅動渦輪包括渦輪殼、設置于渦輪殼內的渦輪葉片，所述渦輪殼頂部設有進水口，底部設有出水口，渦輪葉片的中心軸與光催化旋轉桿的中心軸連接。

作為優選，所述模塊框架上，位于模塊框架頂部的第一驅動渦輪進水口通過管道與增壓泵連接，第一驅動渦輪出水口與其下面的多個驅動渦輪依序串聯。

作為優選，所述超細二氧化鈦涂層的制作方法包括以下步驟：

A.?控制溶解溫度40℃～50℃，量取5～7份鈦酸四丁酯液體倒入不銹鋼容器內，在恒速劇烈攪拌的情況下，將25～35?份無水乙醇滴加到鈦酸四丁酯中，同時加入2～3份檸檬酸、2～3份乙二醇制成混合溶液；

B.?快速移取1～2份乙酰丙酮到混合溶液中，在恒速劇烈攪拌的狀態下，以0.5滴/s的速度緩慢加入去離子水1～2份，滴畢后加入N-乙基全氟辛基磺酰胺0.002～0.?003份、聚丙烯酸鈉0.002份、六偏磷酸納0.002份，繼續攪拌30分鐘，待溶液形成白色透明溶膠，將白色透明溶膠靜置陳化30小時，于是得到具有很高的分散性及穩定性的二氧化鈦溶膠；

C.?采用浸漬－提膜的方法將光催化旋轉桿放入二氧化鈦溶膠中，溫度控制在27～30℃，浸漬12小時后取出，提拉速度為2?mm／s，濕膜在70～80?℃烘箱中烘15分鐘，然后放入溶膠中進行第二次浸漬，5分鐘后取出，送入烘箱中于105℃～120℃烘15?分鐘，然后在馬福爐中以3℃／min的速度升溫至550℃，保溫2小時，于是光催化旋轉桿的條形葉片上表面均勻的覆蓋了一層超細二氧化鈦涂層。