[發明專利]一種超聲波-微波-紫外聯合輻照進行水消毒的方法

在審

• 申請號: 201610047575.8
• 申請日: 2016-01-25
• 公開（公告）號: CN105692775A
• 公開（公告）日: 2016-06-22
• 發明（設計）人: 鄭彬;遲京俊;潘勝男
• 申請（專利權）人: 中金輻照武漢有限公司
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30;C02F1/32;C02F1/36
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 李艷雙

技術領域

本發明涉及水的輻照消毒技術領域，具體涉及一種超聲波-微波-紫外 聯合輻照進行水消毒的方法。

背景技術

當今社會經濟高速成長，人民生活品質得以迅速提升。同時，關系人 民健康的飲用水問題，正成為社會各界廣泛關注的焦點。人們對飲用水質 量要求越來越高，自來水廠處理后飲用水在輸送過程中會由于管道等影響 造成二次污染，一般的自來水無法直接飲用，在家庭供水終端加裝相應的 凈化消毒裝置顯得非常必要。

殺菌消毒方法從原理上區別有物理的、化學的、生物學的方法,它們 具有各不相同的作用和效果,也具有各自的不足。利用微生物的代謝作用處 理有機物和無機物的降解方法叫生物法。利用物理方法處理廢水雖可除去 廢水中的懸浮物,但對有機物質和膠體都難以除凈。用化學方法處理廢水 需要投入大量化學試劑。借助于微生物來氧化分解廢水中的有機物和無機 物質,收效高且經濟,特別是除去廢水中的膠體和有機物效果更好。而化 學法中的臭氧消毒殺菌，臭氧的消毒機理為臭氧的強氧化性,一般用于對 空氣的處理，臭氧的缺點是不易儲存，且不能高濃度使用，否則會對人造 成傷害；氯消毒：氯消毒用于對水處理,這是人們所熟知的方法,但由于 會產生大量致癌、致突變、致畸變的含鹵有機物,因此許多國家已經限制 它的使用。γ射線輻射消毒主要是通過間接效應即通過水分解產生羥基 (-OH)自由基、氫自由基和水合電子而起作用。這三種粒子具有很強的活性， 能夠對細胞和病毒中的核酸、蛋白質和其它分子產生各種損傷。20世紀末 21世紀初，國內外對紫外C消毒技術進行了深入研究并取得成功。紫外C(以 后簡寫為UV-C)殺菌消毒的優勢主要表現在應用面廣，可對空氣、水、固體 表面進行殺菌消毒；殺菌譜廣，幾乎可殺滅一切細菌和病毒，包括SARS病 毒。

紫外線具有廣譜殺菌、高效、低成本、無二次污染、不產生毒副作用 等優點，自上世紀70年代開始，紫外消毒技術快速發展，得到社會的廣泛 認可。目前，紫外線消毒技術廣泛應用于水處理和空氣凈化等與人類健康 息息相關的領域。無論是污水處理廠還是自來水供水企業，在消毒方面都 普遍選擇了紫外消毒，但與此同時，家庭飲用水的紫外消毒方面和小型氣 體消毒的消息卻鮮見報道。

然而，常見的紫外線消毒殺菌方法都是采用普通紫外線燈和鎮流器配 合產生紫外線的方案，存在以下不足：這種普通紫外線燈的工作原理與普 通日光燈一樣，起輝后，通過限制工作電流的方法，使燈管持續輝光放電 而發光。根據氣體放電的原理，燈管內氣體放電區域僅集中在管芯附近， 呈細線狀，也就是說，放電區域較小，產生的紫外線功率也小。增加燈管 直徑或加大工作電流都不能有效地提高紫外線功率。

針對現有技術在紫外輻照進行水消毒技術上的不足，本發明提供了一 種超聲波-微波-紫外聯合輻照進行水消毒的方法，利用具有較大功率的微 波和超聲波,通過對物質的機械作用、空化作用、熱作用來改變或加速改 變物質的一些物理、化學和生物特性或狀態的技術。其機械作用能夠改變 水中顆粒物的粒徑組成；空化現象在水中會產生大量羥基自由基,超聲波- 微波-紫外協同作用能夠大大提高紫外輻射劑量,從而提高消毒效果。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效、方便，能夠大大提高紫外輻照消毒 效果的超聲波-微波-紫外聯合輻照消毒方法。

本發明提供的一種超聲波-微波-紫外聯合輻照進行水消毒的方法，是 按如下步驟進行：

將需要消毒的水以一定的流速通過安裝有超聲波源、紫外光源和微波 源的輻照處理器中，通過輻射源以一定劑量對流過的水進行輻照；其中， 采用的紫外燈為低壓高強度紫外燈，燈管功率為8-10W可調，波長為 280-320nm，紫外輻射劑量大于12mJ/cm²(mW·s/cm²)，采用的超聲波源的頻 率為25-50KHz，超聲功率為200-600W可調，采用的微波源是型號為2M210F 的微波發生器，頻率為50-70KHz，功率為500-800W可調，水的流速可使水 的輻照時間達到30-60min。

其中，所述的低壓高強度紫外燈的紫外燈管底部設置汞的冷端并進行 加熱、保溫，使其溫度控制在40-50℃紫外燈管在瞬間啟動快速達到接近 最大值的紫外照度，滿足流體紫外輻射劑量要求。

所述的紫外燈為緊湊型低壓高強度紫外燈，其結構為U型、H型或螺旋 型。