[发明专利]一种腔体式紫外线消毒器

说明书

本发明公开了一种腔体式紫外线消毒器，属于给排水消毒领域，包括紫外灯管、套管和消毒腔体，紫外灯管位于套管内，套管位于消毒腔体内；当紫外灯管为一根时，消毒腔体内径R与所述紫外灯管所需玻璃套管外径r之差≤紫外灯管最大有效距离d₀；当紫外灯管为至少两根时，单根紫外灯管所需套管对消毒腔体内壁最大的有效距离为d₁，紫外灯管所需套管的外径至消毒腔体内壁的距离s₁≤d₁；单根紫外灯管对消毒腔体中心最大的有效距离为d₂，紫外灯管所需套管的外径至消毒腔体中心的距离s₂≤d₂，通过对紫外线消毒器内紫外灯管排布位置进行优化，使得消毒腔体内紫外光强达到最优分布，从而达到对水体进行紫外线消毒的最佳效果，显著提升消毒的效果和效率。

技术领域

本发明涉给排水消毒技术领域，尤其涉及一种腔体式紫外线消毒器。

背景技术

在水处理领域，需要对污水以及市政供水进行消毒，而这些水消毒的过程中，常采用的消毒方法可分为化学方法和物理方法两大类，其中，化学方法一般包括加氯法，臭氧法或者其他氧化剂方法；物理方法包括加热法、紫外线法、超声波等方法；这两类方法各有利弊。其中，对于污水的消毒，紫外线消毒是一种常见的方法。相应的，紫外线消毒器是污水处理和供水领域常用的设备。

紫外线消毒技术是通过一定紫外线灯管发出特定波长的紫外线来破坏细菌等微生物细胞相关分子结构，从而达到消毒杀菌的目的；而紫外线剂量是进行紫外线消毒工艺的重要指标，微生物所接收到的紫外照射剂量决定了其灭活的程度。现有常规的紫外线消毒器，由于其结构的限制，在消毒杀菌方面的效率和效果都有待提高。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种腔体式紫外线消毒器，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种腔体式紫外线消毒器，包括紫外灯管、套管和消毒腔体，所述紫外灯管位于套管内，所述套管位于消毒腔体内，所述紫外灯管与套管成套设置；所述紫外灯管为一根或至少两根，当紫外灯管为一根时，所述消毒腔体内径R与所述紫外灯管外的玻璃套管外径r之差小于或者等于紫外灯管最大有效距离d₀。

作为优选的计算方案：当紫外灯管为至少两根时，当紫外灯管为至少两根时，单根紫外灯管外的套管对消毒腔体内壁最大的有效距离为d₁，单根紫外灯管外的套管的外径至消毒腔体内壁的距离s₁小于或者等于d₁；单根紫外灯管对消毒腔体中心最大的有效距离为d₂，紫外灯管所需套管的外径至消毒腔体中心的距离s₂小于或者等于d₂。

本申请的发明人通过大量试验证明：紫外线灯管的布置方式会对辐射剂量分布有明显影响，所以，本申请从紫外线灯管的排布方式入手，对紫外线消毒器的辐射剂量分布进行改进，从而改善紫外线消毒器的消毒杀菌效果和效率。

具体而言，紫外线光强在水中会随照射距离增大而衰减，先确定紫外灯管初始光强强度I₀和水体对紫外线的吸光系数k，通过朗伯-比尔定律求出距紫外灯管外壁任意一点的光强强度I₁；

然后，根据国标规定的给排水用紫外线消毒器达到的最低要求与流水与灯管接触时间可计算出达到剂量的最小光强强度I_min，推算出单根紫外灯管所能照射的最大有效距离d_max；同一个消毒腔体内紫外灯管数量的变化会导致水体流速变化，从而影响流水与紫外灯管接触时间，最终使得紫外灯管所能照射的最大有效距离d₀小于d_max。

基于上述理论，本发明设计了采用单根紫外灯管和多根紫外灯管时的灯管排布方案，从而紫外线消毒器的辐射剂量分布进行改进。