[發(fā)明專利]紫外線與空化氧化協(xié)同的水消毒裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011448746.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN112723465A
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫遜;陳頌英;玄曉旭;游煒彬;楊澤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/32
• 分類號(hào): C02F1/32;C02F1/36;C02F1/50;C02F1/72;C02F1/76;C02F9/08
• 代理公司: 濟(jì)南金迪知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37219
• 代理人: 陳桂玲

一種紫外線與空化氧化協(xié)同的水消毒裝置，包括定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、紫外線發(fā)射器、氧化劑輸送裝置和超聲波換能器，定子為密封筒體，定子內(nèi)壁上裝有超聲換能器，定子兩側(cè)端面上均設(shè)置有紫外線發(fā)射器，定子兩側(cè)端面上分別設(shè)置有排水口和進(jìn)水口，進(jìn)水口一側(cè)連接氧化劑輸送裝置，轉(zhuǎn)軸安裝在定子中，轉(zhuǎn)子處于定子中并安裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子上分布有葉片，葉片內(nèi)帶有空腔，葉片上在空腔相對(duì)的兩側(cè)分布有空化通孔。上述裝置通過高效耦合水力空化、超聲空化、紫外線與氧化四種工藝協(xié)同對(duì)水進(jìn)行處理，效果好、可放大性高、處理量大、成本低、不產(chǎn)生二次污染，可連續(xù)作業(yè)，因此在水消毒領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于水消毒的裝置，該裝置基于水力空化，屬于水消毒領(lǐng)域。

背景技術(shù)

生活飲用水的消毒方法主要有以下兩種：物理消毒和化學(xué)消毒。

物理消毒：用加熱、過濾、紫外線、輻射消毒等物理方法進(jìn)行消毒。

化學(xué)消毒：用化學(xué)消毒劑進(jìn)行水的消毒。國(guó)內(nèi)外常用的飲用水消毒劑以鹵素化合物為主，尤其是含氯消毒劑。

上述消毒方法存在以下弊端：

物理消毒弊端：加熱、紫外線、輻射消毒處理水量較少，過濾只能除菌而無法殺菌。

化學(xué)消毒弊端：含氯消毒劑加氯量要適當(dāng)，某些具有抵抗氯化作用的能力及隱藏在內(nèi)部的病原微生物難以去除。水廠加氯消毒的成本很高，消毒處理的周期較長(zhǎng)。化學(xué)藥劑殘留對(duì)人有很多隱患，而且化學(xué)藥劑處理后產(chǎn)生的廢渣也會(huì)造成一定污染。

利用產(chǎn)生空化射流的方法可以有效去除水中的微生物，從而達(dá)到充氧與凈化的作用。

空化是指液體內(nèi)局部壓力下降時(shí)，液體內(nèi)部或液固交界面上氣體空穴的形成、發(fā)展和潰滅的過程。當(dāng)液體壓力降至液體飽和蒸氣壓甚至以下時(shí)，由于液體劇烈汽化而產(chǎn)生大量空化泡。空化泡隨液體流動(dòng)膨脹、生長(zhǎng)。當(dāng)液體壓力恢復(fù)時(shí)，空化泡瞬間潰滅形成微射流和沖擊波從而瞬間產(chǎn)生局部高溫和高壓。空化現(xiàn)象釋放的能量也可以加以利用，以實(shí)現(xiàn)對(duì)化學(xué)、物理等過程的強(qiáng)化，達(dá)到增效、節(jié)能、降耗等效果。如中國(guó)專利CN205346855U公開的一種用于飲用水消毒的文丘里式空化反應(yīng)器，利用水流通過收縮段后進(jìn)入喉部，壓力急劇下降，在喉部產(chǎn)生空泡形成空化水流，空化發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的瞬間高溫高壓來對(duì)液體原料進(jìn)行滅菌消毒。CN104556266A公開了一種強(qiáng)化水力空化處理裝置，使流體空化產(chǎn)生的氣泡崩潰產(chǎn)生大量自由基，有效提高水力空化降解有機(jī)污染物的能力，以達(dá)到提高和強(qiáng)化空化處理廢水效果的目的。

現(xiàn)有空化技術(shù)的空化效果有待進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有水消毒工藝中存在的不足，提出一種消毒效率高、效果好的紫外線與空化氧化協(xié)同的水消毒裝置。

本發(fā)明紫外線與空化氧化協(xié)同的水消毒裝置，采用以下技術(shù)方案：

該裝置，包括定子、轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)軸、紫外線發(fā)射器、氧化劑輸送裝置和超聲波換能器，定子為密封筒體，定子內(nèi)壁上裝有超聲換能器，定子兩側(cè)端面上均設(shè)置有紫外線發(fā)射器，定子兩側(cè)端面上分別設(shè)置有排水口和進(jìn)水口，進(jìn)水口一側(cè)連接氧化劑輸送裝置，轉(zhuǎn)軸安裝在定子中，轉(zhuǎn)子處于定子中并安裝在轉(zhuǎn)軸上，轉(zhuǎn)子上分布有葉片，葉片內(nèi)帶有空腔，葉片上在空腔相對(duì)的兩側(cè)分布有空化通孔。

所述定子的內(nèi)徑為300～600mm，定子的寬度為200～500mm，壁厚度為15～40mm。

所述紫外線發(fā)射器以圓周陣列、等角度均分的形式嵌入在兩側(cè)的定子端蓋上，每側(cè)共有2～12個(gè)，通過密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定。

所述紫外線發(fā)射器單機(jī)功率為15～100W。

所述氧化劑倉安裝在定子右下端蓋外側(cè)，通過氧化劑輸送管與定子相連接，輸送管上設(shè)置氧化劑泵，用以控制氧化劑的用量。所述氧化劑為ClO₂，用量為0.1～0.3mg/L，實(shí)現(xiàn)對(duì)水中的病原微生物消滅的作用。