CN100418899C - 紊流节能的水消毒装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及紊流节能的水消毒装置，用于天然封闭型水域或储水池的水体消毒。它公开了该装置中的导流装置上端接近水面处，有一个向外周边放射状的、能产生薄层水的近似于水平状的放射平台，在放射平台上方处设置有水消毒装置。本发明可对湖泊、水库、鱼塘、储水池(水箱)等缓流或者封闭性水体进行持续不间断地消毒，该装置构造简单，效率高，节能，使用成本低，易维护保养。
Description
技术领域
本发明是一种水消毒装置，确切地说它是适用于湖泊、水库、鱼塘、储水池、水箱等缓流、封闭性水体的消毒装置。
背景技术
水消毒方法有多种，概括起来可以分为两类：一类是采用波长为253.7nm的紫外线，辐照水体进行消毒；另一类是在水中投加消毒剂进行消毒。消毒剂的种类也很多，根据存在形态可以分为气体消毒剂、液体消毒剂和固体消毒剂。
现有的紫外线辐照消毒的装置主要有两种：一种是表面照射消毒装置，将紫外线灯管布置在水面以上，紫外线直接对准水面照射。这种消毒装置虽然结构简单，但是紫外线在水中的穿透能力很有限，只能够对表面几厘米厚的水层进行消毒，无法使下层水消毒，且上层已消毒的水也很难与下层水之间产生对流，也就是说下层的水也就没有了被消毒的机会。再加之紫外线进入水表层后产生散射现象，紫外线的消毒能力随之减弱；另一种方法是套管照射消毒装置，将紫外线灯管置于石英套管内，水在石英套管外流动，紫外线穿过石英套管对套管外的水流照射消毒。这种消毒装置虽然能对下层水消毒，但是石英套管表面容易形成水垢，影响透光效果，需要经常清洗。
现有的投加消毒剂进行消毒的装置有很多种，但是有一个共同的特点，就是首先让消毒剂与水混合，使消毒剂扩散到水中进行消毒。投加气体消毒剂进行消毒的装置，主要通过两种方式实现气体消毒剂(如：氯气、二氧化氯、臭氧等)与水的混合：一种方式是通过水射流器将气体消毒剂吸引到引射腔内，利用射水水流的剧烈紊动，使气体消毒剂混合、扩散到水中；另一种方式是利用压缩机将气体消毒剂以小气泡形式鼓入水中，通过气体与液体的接触，气泡中的消毒剂扩散到水中。投加液体消毒剂或者固体消毒剂进行消毒的装置，也主要通过两种方式实现液体消毒剂(如：如：次氯酸钠)或者固体消毒剂(如：漂白粉、漂粉精等)与水的混合，使消毒剂扩散到水中：一种方式是通过水射流器将液体或者固体消毒剂吸引到引射腔内，利用射水水流的剧烈紊动，使液体或者固体消毒剂混合、扩散到水中；另一种方式是直接将液体或者固体消毒剂投加到水中，再通过机械搅拌作用，使其混合、分散到水中。
总的来说，现有的消毒装置只适用于小水量消毒及流动性水体消毒，不适用于湖泊、水库、鱼塘、储水池(水箱)等缓流或者封闭性水体的大水量消毒。可以想象，如果采用现有的消毒装置，对缓流或者封闭性水体进行大水量消毒，不仅一次性设备投资巨大，而且需要耗费巨大的能量，用泵抽水加压，让其流过紫外线消毒装置；或者耗费巨大的能量，使消毒剂与水混合，其运行费用将会非常之高。这也就是说，采用现有的消毒装置对缓流或者封闭性水体进行大水量消毒，既不经济、也不可行。
发明内容
本发明的目的是提供一种紊流节能的水消毒装置，它可以对湖泊、水库、鱼塘、储水箱、池等缓流或者封闭性水体进行持续不间断地消毒，该装置构造简单，效率高，节能，使用成本低，易维护保养。
本发明的技术解决方案是在现有技术的动力装置，深层的水向上的导流装置，水消毒装置的基础上，本发明特别是在导流装置上端接近水面处，有一个向外周边放射状的、能产生薄层水的近似于水平状的放射平台，在放射平台上方处设置有水消毒装置。
上述导流装置是垂直浮吊于水中的管，管有喇叭状的导流口，导流口设置在管下端、或者是管下端及管身处。
本发明所述导流装置上方同轴线处设置有与放射平台相适应的浅锅形顶盖，顶盖上方有电动机，顶盖下方导流装置的管上端口处设置有电动机通过传动轴固定的桨叶，或者是在导流装置的管下端口处设置有电动机及通过传动轴固定的桨叶。
以上本发明所述的顶盖设置有消毒装置，达到彻底消毒的效果。
本发明的消毒装置是紫外线灯管，气体消毒装置，液体消毒装置或者是固体消毒装置。
以上本发明所述的紫外线灯管是正对放射平台大面积照射设置的环形灯，或者是多边形灯。
本发明的气体消毒装置是在顶盖上至少有一个进气口，该进气口与消毒气体发生器或者气体消毒剂储罐相连接。
本发明所述的液体消毒装置是在顶盖上至少有一个液体消毒剂投放口，该投放口与液体消毒剂储罐或者液体消毒剂发生器相连接。
本发明所述的固体消毒装置是在顶盖上至少有一个固体消毒剂投放口，该投放口与固体消毒剂储罐相连接。
本发明的放射平台与桨叶均在近水面的水面下方。
本发明的工作原理是：
1、本发明采用波长为253.7nm的紫外线辐照方法对水进行消毒时，其工作原理如下：
通过桨叶旋转，把下层的水通过导流装置提升到放射平台的表面，或者反方向旋转桨叶，把外部水引到放射平台的表面，并在放射平台的上面形成水平流动的薄水层；由于桨叶旋转的搅拌作用，导致该薄水层处于紊流状态，保持水面不断更新。装在浅锅形顶盖下面的紫外线灯管对准紊流的薄水层直接照射消毒；在放射平台及浅锅形顶盖的内表面上以及在桨叶的外表面上均涂有紫外线反光材料，使紫外线能够在上下反光面之间多次反射消毒。
2、本发明采用投加消毒剂的方法对水进行消毒时，其工作原理如下：
桨叶旋转，把下层的水通过导流装置提升到放射平台的表面，或者反方向旋转桨叶，把外部的水引到放射平台的表面，并在放射平台的上面形成水平流动的薄水层；由于桨叶旋转的搅拌作用，导致该薄水层处于紊流状态，保持水面不断更新。通过浅锅形顶盖上的投放口注入消毒剂(包括气体消毒剂、液体消毒剂、固体消毒剂)，消毒剂与放射平台上面处于紊流状态的薄水层接触混合，扩散进入水中，达到消毒的目的。
性能特征
1、节能
把大量的下层水通过导流装置，以很小的扬程(一般只有几毫米)提升到放射平台的表面，并分散为紊流的薄水层，被紫外线辐照消毒或者与消毒剂混合消毒，根据水力提升设备的能耗计算公式：
W＝γQH/η…………………………………………………(1)
式(1)中，W——能耗，kW
γ——水的容重，kN/m3
Q——流量，m3/s
H——扬程，m
η——提升效率(与设备结构形式有关)
从式(1)中可以看出，由于提升水的扬程H极小，所以，提升水的能耗W也很小，所以非常节能。
浮子机构保持该消毒装置随着水位升降而升降，使放射平台始终处于水平状态，而且位于近水面的下方。
2、高效
紫外线照射消毒时，由于被消毒水层很薄，而且处于紊流状态，水层不断上下翻滚，水表面不断更新，因此消毒非常均匀、彻底。
投加消毒剂消毒时，由于被消毒水层在叶轮搅拌作用下处于紊流状态，能够使消毒剂与水很好地混合，使消毒剂快速地扩散到水中，达到消毒的目的。
3、简单
采用紫外线照射法消毒时，灯管不需要浸入水中，灯管表面不会形成水垢，因此，大大减少了清洗次数，也节约了劳动力。
采用投加消毒剂的方法消毒时，不需要使用结构复杂的压缩机或者机械混合设备。
本发明的优点是可对湖泊、水库、鱼塘、储水池(水箱)等缓流或者封闭性水体进行持续不间断地消毒，该装置构造简单，效率高，节能，使用成本低，易维护保养。
附图说明
图1是本发明的构造及紫外线灯管位置示意图；
图2是本发明的水消毒剂包括气体、液体和固体消毒剂投放口位置示意图；
图3是本发明水通过导流装置向下流动的示意图；
图4是本发明的动力装置设置于导流装置的管下端口处的位置、构造示意图；
图5本发明的管下端及管身处设置导流进水口的位置、构造示意图。
具体实施方式
根据图1所示，本发明有通过浮球5垂直浮吊于水中的导流装置的管3，管3有喇叭状的进水导流口4，进水导流口4设置在管下端，管3的上端接近水面处的出水口处，有一个向外周边放射状的、能产生薄层水的近似水平状的放射平台2。在管3上方同轴线处设置有与放射平台相适应的浅锅形顶盖1，顶盖1上方有电机8，顶盖1下方有电动机8通过传动轴7固定的桨叶6，桨叶6位于管3的上端口处。在放射平台2上方的顶盖1上设置有正对放射平台2大面积照射设置的环形紫外灯9。本发明的放射平台2与桨叶6均在近水面的水面下方。
根据图2所示，构造同图1，只是在顶盖1上的水消毒装置换成了消毒剂投放口9，该投放口9与消毒剂储罐或者消毒剂发生器相连接。
根据图3所示，如同图2的构造，只是桨叶反方向旋转，水流方向与图2相反。
根据图4所示，如同图1的构造，只是动力装置在管3的下端，在其进水口处设置带电动机8的多窗式进水导流口4底座，底座上固定有通过传动轴7与电动机8连成一体的桨叶6，桨叶6旋转后将水向上推动。
根据图5所示，如同图1的构造，只是在管3的下端设置有进水导流口4及管身多处均设置有进水的导流口10。图5的构造是用于水深的水库、湖泊等水体消毒，可以在不同的深度进行水体消毒。
Claims (9)
1. 紊流节能的水消毒装置，它包括动力装置，深层的水向上的导流装置，水消毒装置，其特征是导流装置是垂直浮吊于水中的管，管有喇叭状的导流口，导流口设置在管下端、或者是管下端及管身处，在导流装置上端接近水面处、有一个向外周边放射状的、能产生薄层水的近似于水平状的放射平台，在放射平台上方处设置有水消毒装置。
2. 根据权利要求1所述的紊流节能的水消毒装置，其特征是导流装置上方同轴线处设置有与放射平台相适应的浅锅形顶盖，且放射平台表面及顶盖内表面有紫外线光反射层，顶盖上方有电动机，顶盖下方导流装置的管上端口处设置有电动机通过传动轴固定的桨叶，或者是在导流装置的管下端口处设置有电动机及通过传动轴固定的桨叶。
3. 根据权利要求2所述的紊流节能的水消毒装置，其特征是顶盖设置有消毒装置。
4. 根据权利要求3所述的紊流节能的水消毒装置，其特征是消毒装置是紫外线灯管，气体消毒装置，液体消毒装置或者是固体消毒装置。
5. 根据权利要求4所述的紊流节能的水消毒装置，其特征是紫外线灯管是正对放射平台大面积照射设置的环形灯，或者是多边形灯。
6. 根据权利要求4所述的紊流节能的水消毒装置，其特征是气体消毒装置是在顶盖上至少有一个进气口，该进气口与消毒气体发生器或者气体消毒剂储罐相连接。
7. 根据权利要求4所述的紊流节能的水消毒装置，其特征是液体消毒装置是在顶盖上至少有一个液体消毒剂投放口，该投放口与液体消毒剂储罐或者液体消毒剂发生器相连接。
8. 根据权利要求4所述的紊流节能的水消毒装置，其特征是固体消毒装置是在顶盖上至少有一个固体消毒剂投放口，该投放口与固体消毒剂储罐相连接。
9. 根据权利要求2所述的紊流节能的水消毒装置，其特征是放射平台与桨叶均在近水面的水面下方。
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