[发明专利]一种超声波紫外线一体化消毒装置

说明书

技术领域

本发明属于环境工程中液体消毒技术领域，特别适合于城市污水厂出水消毒。 

背景技术

紫外线消毒工艺因其高效、不产生消毒副产物、对水体无二次污染等特点近些年得到了快速发展，得到了越来越多的应用。是未来液氯消毒很好的替代工艺，其机理是利用波长254nm及其附近波长区域对微生物DNA的破坏，阻止蛋白质合成而使细菌或病毒不能繁殖。但紫外线消毒对水质要求较高，水中悬浮颗粒会对消毒效果产生较大影响；并且紫外灯管容易结垢。超声波消毒技术是近年来不断发展的一个新的消毒工艺，其空化产生的空化效应和机械剪切效应可以氧化细菌或改变水中悬浮颗粒粒径分布，其特点是氧化能力强、消毒效果好、不产生消毒副产物。超声波联合紫外线进行消毒已经被证实是可行并且可靠的消毒技术，紫外线和超声波可以发挥各自优势，实现协同消毒作用。意大利萨勒诺大学的Naddeo等人在journal of hazardous materials杂志上发表文章，对超声波联合紫外线污水消毒技术进行了中试规模的研究，结果表明了其有很好的技术优势和应用前景。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合消毒一体化装置，结合超声波消毒和紫外线消毒各自的优势，以短时间的超声波预处理作用改善水质条件，促进后续紫外线的杀菌效果，同时超声波本身也具有杀菌功能。通过超声波作用，可以延缓紫外灯管的结垢，提高紫外光的透光率，甚至可以实现紫外灯管的自动清洁。 

一种超声波紫外线一体化消毒装置，由水泵、流量计、阀门、低频率超声波换能器、高频率超声波换能器、紫外灯管、第一导线、紫外灯管架兼导流板、第二导线、不锈钢反光板兼导流板、出水口；水箱、超声波发生器等部分组成。 

经污水厂二级处理工艺处理后的出水首先由水泵打入到反应水箱中，负荷流量由流量计控制，污水经由高度可调节的不锈钢反光板兼导流板导流进入低频率超声波换能器低频超声波作用反应区，通过一定时间的低频超声波反应区对污水的作用，能改变污水中颗粒的粒径分布，提高污水的紫外光的穿透率；然后污水经紫外灯管架兼导流板溢流进入紫外灯作用区，紫外灯管对污水进行辐照消毒。紫外灯管通过第一导线连接到紫外电源，超声波发生器通过第二导线连接低频率超声波换能器和高频率超声波换能器。高频率超声波换能器位于水箱箱体底部紫外灯管下方，高频超声波换能器的间歇作用能起到对紫外灯管清洁的作用；不锈钢反光板兼导流板和紫外灯管架兼导流板可以对箱体中的紫外光束进行反射，提高紫外光的利用效率；消毒完成后经由紫外灯管架兼导流板流出主反应区；最后经由出水口出水。水箱底部有沉积物质或放空水箱时，可由阀门控制。 

紫外灯管架既可以用于紫外灯管的固定，也可以用做导流板，防止出现短流。超声波作用一方面可以改变水中悬浮颗粒的粒径分布，提高紫外光的透光度，强化紫外光的杀菌效果；同时产生强氧化自由基，保证后续的持续杀菌能力，不锈钢反光板可以增加紫外光的利用率。另外，超声波的机械剪切作用可以使附着在紫外灯管外的污垢松动，延缓紫外灯管的结垢时间或者实现紫外灯管的自动清洁功能。 

本发明优点是结合了超声波消毒和紫外线消毒各自的优势，以短时间的超声波预处理作用改善了水质条件，促进了后续紫外线的杀菌效果，同时超声波 本身也具有杀菌功能。通过超声波作用，可以延缓紫外灯管的结垢，提高紫外光的透光率，还可以实现紫外灯管的自动清洁。 

附图说明

图-1是本发明超声波紫外线一体化消毒装置结构示意图 

1：水泵；2：流量计；3：阀门；4：低频率超声波换能器；5：高频率超声波换能器；6：紫外灯管；7：第一导线；8：紫外灯管架兼导流板；9：第二导线；10：不锈钢反光板兼导流板；11：出水口；12：箱体；13：超声波发生器； 

具体实施方式

经市政污水厂二级处理工艺处理后的出水首先由接水泵1打入到反应水箱中12，负荷流量由流量计2控制，污水经由高度可调节的不锈钢反光板兼导流板10导流进入低频超声波作用反应区，在反应区，探头式低频超声波换能器4对污水进行一定时间的作用，改变污水中颗粒的粒径分布，提高污水的紫外光的穿透率；然后污水经导流板8溢流进入紫外灯作用区，紫外灯管6对污水进行辐照消毒，紫外灯管和换能器分别由第一导线7连接到电源和第二导线9连接到超声波发生器；柱式高频超声波换能器5间歇作用，起到对紫外灯管清洁的作用；不锈钢材质的反光板10和紫外灯管架兼导流板8可以对箱体中的紫外光束进行反射，提高紫外光的利用效率；消毒完成后经由紫外灯管架兼导流板8流出主反应区；最后经由出水口11出水。水箱底部有沉积物质或放空水箱时，可由阀门3控制。