申请日2009.06.08
公开(公告)日2010.02.24
IPC分类号C02F9/08; C02F1/36; C02F1/32
摘要
一种半导体紫外线超声波联合水处理设备，由水槽、超声波振板和LED紫外线发光板组成，水槽从前至后由收口段、喉道段和扩口段依次连接构成;所述收口段的槽底为水平平面，两槽壁之间的间距由前至后逐渐缩小，且收口段水平方向截面为梯形;所述喉道段的槽底为从前至后下斜的平面，且喉道段的水平方向截面为矩形;所述扩口段的槽底为从前至后上斜的平面，两槽壁之间的间距由前至后逐渐扩大，且扩口段的水平方向截面为梯形。本实用新型运用巴歇尔槽设计原理，然后在其上安装超声波振板和LED紫外线发光板。该设备操作简单，抑菌消毒速度快，有机物降解明显，自动化控制程度高优点。
权利要求书
1、一种半导体紫外线超声波联合水处理设备，其特征在于：由水槽、超声 波振板和LED紫外线发光板组成;
所述水槽两端敞口，其前端敞口为水流进口，后端敞口为水流出口，水槽 从前至后由收口段、喉道段和扩口段依次连接构成;
所述收口段的槽底为水平平面，两槽壁之间的间距由前至后逐渐缩小，且 收口段水平方向截面为梯形;所述喉道段的槽底为从前至后下斜的平面，且喉 道段的水平方向截面为矩形;所述扩口段的槽底为从前至后上斜的平面，两槽 壁之间的间距由前至后逐渐扩大，且扩口段的水平方向截面为梯形;
所述超声波振板由一振动板和用于驱动该振动板振动的若干个超声波换能 器构成;所述LED紫外线发光板由一基板上设若干个紫外线二极管构成;所 述超声波振板和LED紫外线发光板两者中，一者位于所述收口段的槽底或槽 壁上，另一者位于所述喉道段的槽底或槽壁上。
2、根据权利要求1所述的半导体紫外线超声波联合水处理设备，其特征在 于：所述水槽为巴歇尔量水槽。
说明书
半导体紫外线超声波联合水处理设备
技术领域
本实用新型涉及一种半导体紫外线超声波联合水处理设备，属于污水处理 设备技术领域，主要对污水进行消毒灭菌和降解水中的有机物。
背景技术
由于工业的迅速发展，污染物的种类逐年增多，传统的水处理方法已经显 得不再适应。开放式污水消毒处理设备采用紫外线消毒技术，利用紫外线对细 菌、病毒等致病微生物具有的高效、广谱杀灭能力，达到水净化和消毒的目的。
在运行期间内，紫外消毒技术所采用的紫外灯随着石英保护套管表面的污 染物沉积致使光强削弱而逐渐降低杀菌效率，因此必须在设计消毒系统时均留 下有较大的余量，使灯管的光强下降到额定值的60%，整个系统仍然运行。 紫外消毒系统的核心之一就是紫外灯管，灯管采用低压高强紫外汞灯管，单只 灯管的最大功率可达400W以上，才能保证紫外输出达到40%以上。灯管预 期使用寿命为8,000～1,2000小时，其使用寿命受现场使用条件、灯管开关 次数、出水水质以及灯管清洗频率等因素的影响。其缺点是：开放式污水消毒 水处理设备中，将紫外灯管多重密封于高透射率的石英玻璃套管中，并在内部 接线，外壁使用防水材料，不能长时间保证紫外灯管处于绝缘状态，而且存在 装置复杂、电力成本高、灯管更换频繁、处理费用高等一系列问题。
发明内容
本实用新型提供一种半导体紫外线超声波联合水处理设备，利用半导体紫 外线和超声波联合作用对水体进行消毒灭菌和降解有机物，并且在处理过程 中，半导体紫外线和超声波联合作用不至于受到时间的推移而使效率过快下 降。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种半导体紫外线超声 波联合水处理设备，由水槽、超声波振板和LED紫外线发光板组成;
所述水槽两端敞口，其前端敞口为水流进口，后端敞口为水流出口，水槽 从前至后由收口段、喉道段和扩口段依次连接构成;
所述收口段的槽底为水平平面，两槽壁之间的间距由前至后逐渐缩小，且 收口段水平方向截面为梯形;所述喉道段的槽底为从前至后下斜的平面，且喉 道段的水平方向截面为矩形;所述扩口段的槽底为从前至后上斜的平面，两槽 壁之间的间距由前至后逐渐扩大，且扩口段的水平方向截面为梯形;
所述超声波振板由一振动板和用于驱动该振动板振动的若干个超声波换能 器构成;所述LED紫外线发光板由一基板上设若干个紫外线二极管构成;所 述超声波振板和LED紫外线发光板两者中，一者位于所述收口段的槽底或槽 壁上，另一者位于所述喉道段的槽底或槽壁上。
上述技术方案中的有关内容解释如下：
上述方案中，所述水槽为巴歇尔量水槽。
本实用新型工作原理是：
(1)依据巴歇尔槽形成缓流效应：
巴歇尔槽的设计中有收口、喉道、扩口三段，可以达到将宽面的水流逐步 收拢缓流作用，当在收口段安装LED紫外线发光板时，可以增加紫外照射时 间，逐步进行紫外作用的水质处理，然后通过喉道的狭小过道两侧安装功率可 调的超声波振板进行水质处理，最后通过扩口排除。巴歇尔量水槽还具有水头 损失较小，不易淤积的特点。
(2)依据超声波形成空化效应：
用多面向的超声波振板，超声波在水中产生超过重力加速度几万倍的质点 加速度，形成空化效应，产生约4000K，100MPa的瞬间高温和高压的环境， 同时以约110m/s的速度产生具有强烈的冲击波和射流等。水分子在热点达到 超临界状态，并分解成自由基、超氧基等，有机物在热点上，发生化学键断裂、 水相燃烧、高温分裂分解、超临界水氧化、自由基氧化等反应，达到有机物降 解作用。
(3)依据紫外波的消毒作用：
紫外线会穿透微生物的细胞膜和细胞核，破坏核酸(DNA或RNA)的分 子键，使其失去复制能力或失去活性，改变DNA的生物活性，使微生物不能 复制。从而在不使用任何化学药物的情况下抑制、消灭细菌病毒，降解有机物 等。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1、由于本实用新型运用巴歇尔槽设计原理，收口、喉道、扩口的流水过程 中，设计LED紫外线发光板进行抑菌、消毒、有机物降解，然后通过超声波 振板产生的特殊频率的超声波引起水质的空化效应，产生自由基有效降解有机 物，设备操作简单，抑菌消毒速度快，有机物降解明显，自动化控制程度高。
2、由于本实用新型超声波振板由一振动板和用于驱动该振动板振动的若干 个超声波换能器构成，当单个超声波换能器的频率和功率相同时，超声波振板 的功率更加强大，因此处理的范围更广。