申请日2016.07.20
公开(公告)日2016.10.26
IPC分类号C02F1/32; C02F1/78
摘要
本发明公开了一种自清洗高效脉冲强光污水消毒装置，包括底座、壳体、脉冲氙灯、污水入口、污水出口、毛刷和螺旋导流槽，所述底座上端设有横向设置的壳体，沿所述壳体长度方向的中心穿设有脉冲氙灯，沿所述脉冲氙灯长度方向上设有螺旋导流槽，所述螺旋导流槽内侧与所述脉冲氙灯旋转接触，所述螺旋导流槽内侧设有毛刷，所述壳体侧壁一端设有污水入口，所述壳体侧壁另一端设有污水出口。螺旋式导流结构增加污水的光照次数，曝光时间增大，系统具备更大的有效剂量。螺旋式导流结构增加了光触媒的表面积，极大激发了光触媒材料的活性，对污水发生催化分解和杀菌消毒的作用。螺旋式导流槽旋转的同时毛刷自动对灯管表面的污垢进行清洗。
权利要求书
1.自清洗高效脉冲强光污水消毒装置，其特征在于：包括底座、壳体、脉冲氙灯、污水入口、污水出口、毛刷和螺旋导流槽，所述底座上端设有横向设置的壳体，沿所述壳体长度方向的中心穿设有脉冲氙灯，沿所述脉冲氙灯长度方向上设有螺旋导流槽，所述螺旋导流槽内侧与所述脉冲氙灯旋转接触，所述螺旋导流槽内侧设有毛刷，所述壳体侧壁一端设有污水入口，所述壳体侧壁另一端设有污水出口。
2.如权利要求1所述的自清洗高效脉冲强光污水消毒装置，其特征在于：所述螺旋导流槽表面镀有二氧化钛光触媒薄膜。
3.如权利要求1或2所述的自清洗高效脉冲强光污水消毒装置，其特征在于：所述壳体为圆柱形筒体，所述螺旋导流槽外边缘与所述壳体内壁相接触。
4.应用自清洗高效脉冲强光污水消毒装置进行污水处理的方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)待处理的污水从污水入口进入壳体，沿螺旋导流槽螺旋式流过脉冲氙灯的照射区域;
(2)经过强光的多次辐照，脉冲氙灯辐射出的UVC波段的紫外线对含菌污水中的微生物产生直接杀灭作用;光触媒材料镀在螺旋导流槽表面，氙灯辐射出的紫外线同时激发了光触媒材料的活性，对污水发生催化分解和杀菌消毒的作用;
(3)螺旋导流槽在污水的冲击下发生旋转运动，其上的毛刷就会自动清洗灯管上的污垢，实现自清洗的目的;
(4)经处理后的污水经污水出口排出，并连续进行以上污水处理步骤。
说明书
自清洗高效脉冲强光污水消毒装置
技术领域
本发明属于水处理设备技术领域，尤其涉及一种自清洗高效脉冲强光污水消毒装置。
背景技术
紫外线是一种肉眼无法看见的光线，根据波长的不同可细分UVA(315nm—400nm)、UVB(280nm—315nm)、UVC (200nm—280nm)和UVD(200nm以下)。其中UVC最易被DNA(核糖核酸)吸收，当水中的细菌、病毒、藻类生物等受到一定剂量的UVC波段紫外线照射后，其细胞的DNA、RNA结构被破坏，细胞再生无法进行，从而达到消毒和净化的目的。紫外光消毒技术是在现代防疫学、医学和光动力学的基础上，利用特殊设计的高效率、高强度和长寿命的UVC波段紫外光照射流水，将水中各种细菌、寄生虫、病毒、水藻以及其他病原体直接杀死，达到消毒的目的。紫外线消毒是一种物理方法，不需向水中增加任何物质，没有副作用，这是它优于氯化消毒的地方，紫外消毒与其它消毒手段联合使用，可达最佳效果。常见的联合工艺有紫外加臭氧、紫外加二氧化钛光触媒等。
现有的紫外水消毒净化设备通常采用功率为几十瓦水平的低压紫外汞灯作为紫外光源，利用较低汞蒸汽压(<10-2Pa)被电激发而发出波长为253.7nm和185nm两条谱线，紫外光的功率强度在数瓦的水平。水流采用循环或一次通过的方式经过灯管，产生紫外消毒的作用。因为单个灯管的紫外线强度弱，因此需要限制流量或增加循环次数或者增加紫外灯数目，达到更快速的杀菌消毒作用。
现有的紫外线杀菌净化装置，通常采用低压汞灯，存在以下一些不足之处：
第一，强度低。由于低压汞灯的工作原理决定了其辐射功率密度不高(通常只有几十瓦的光功率，紫外线只占到20%左右，灯管附近的紫外线辐射功率密度不超过数毫瓦每平方厘米的水平)，难以在短时间内达到高强度的紫外线辐照强度，只能通过延长照射时间或增加紫外灯数量提高杀菌消毒的作用，降低了系统效率，难以满足快速、大量杀菌的需求。
第二，有环境污染风险，能耗大。汞灯内填充的是汞蒸气，属于有毒有害的重金属，一旦汞灯报废发生泄漏，会对环境造成危害。如果要达到很强的消毒效果，又需要增加汞灯的数量或者延长照射时间。因为低压汞灯的紫外外效率只能达到2%左右的水平，这又造成了更多的电能浪费。
第三，长期使用成本高。汞灯的寿命较短，在高强度的工作条件下光效衰减较快，寿命只能达到1000小时就必须更换，因此使用成本也较高。
第四，复合消毒能力弱。通常的低压汞灯，一旦注入过高的能量，就会激发出汞原子更多的辐射谱线，从紫外到可见光甚至红外波段都有，这样就分散了能量，不能起到多重消毒作用，甚至会削弱原有的作用。而注入较低能量时，尽管能量集中在253.7nm和185nm两条谱线上，但因为能量低，所以发生臭氧和消毒的作用都受到影响，也不能有效激活光触媒。
第五，净化装置处理能力受限。由于紫外线强度弱，消毒的强度和效率受到限制，所以必须增加水循环的次数或者降低水流量，已达到彻底的消毒作用。这样就影响了装置的消毒效率和处理能力。如果要提高处理能力，则需要增加更多的光源，这样又增加了系统的成本。
第六，灯管容易结垢，需要及时清洗，也给系统水循环设计提出了更苛刻的要求，提高了系统成本。
因此，由于现有技术中存在上述的技术缺陷，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自清洗高效脉冲强光污水消毒装置，旨在解决现有技术中存在的紫外线消毒的强度和效率能力差，且灯管容易结垢，需要及时清洗的问题。
本发明是这样实现的：
自清洗高效脉冲强光污水消毒装置，包括底座、壳体、脉冲氙灯、污水入口、污水出口、毛刷和螺旋导流槽，所述底座上端设有横向设置的壳体，沿所述壳体长度方向的中心穿设有脉冲氙灯，沿所述脉冲氙灯长度方向上设有螺旋导流槽，所述螺旋导流槽内侧与所述脉冲氙灯旋转接触，所述螺旋导流槽内侧设有毛刷，所述壳体侧壁一端设有污水入口，所述壳体侧壁另一端设有污水出口。
优选的，所述螺旋导流槽表面镀有二氧化钛光触媒薄膜。
优选的，所述壳体为圆柱形筒体，所述螺旋导流槽外边缘与所述壳体内壁相接触。
应用自清洗高效脉冲强光污水消毒装置进行污水处理的方法，包括以下步骤：
(1)待处理的污水从污水入口进入壳体，沿螺旋导流槽螺旋式流过脉冲氙灯的照射区域;
(2)经过强光的多次辐照，脉冲氙灯辐射出的UVC波段的紫外线对含菌污水中的微生物产生直接杀灭作用;光触媒材料镀在螺旋导流槽表面，氙灯辐射出的紫外线同时激发了光触媒材料的活性，对污水发生催化分解和杀菌消毒的作用;
(3)螺旋导流槽在污水的冲击下发生旋转运动，其上的毛刷就会自动清洗灯管上的污垢，实现自清洗的目的;
(4)经处理后的污水经污水出口排出，并连续进行以上污水处理步骤。
本发明的有益效果在于：
1、螺旋式导流结构增加污水的光照次数，曝光时间增大，系统具备更大的有效剂量。
2、螺旋式导流结构增加了光触媒的表面积，极大激发了光触媒材料的活性，对污水发生催化分解和杀菌消毒的作用。
3、螺旋式导流槽旋转的同时毛刷自动对灯管表面的污垢进行清洗。