CN101143739B - 一种新型光催化水处理系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型光催化水处理系统，其特征是：由水泵(1)、水处理装置(5)、控制模块(4)、换向阀(A、B)、三通(C，D)和紫外线灯管(8)组成；水泵(1)的输出口连接换向阀A的输入口，换向阀A的输出口通过三通C连接水处理装置(5)的水输入口，水处理装置(5)的水输出口通过三通D连接换向阀B的输入口；控制模块(4)的信号输出端分别连接水泵(1)的控制输入端、换向阀(A、B)的控制输入端和紫外线灯管(8)的控制输入端；水处理装置(5)内设有多层光催化泡沫金属组件，该多层光催化泡沫金属组件在水处理装置(5)中形成曲线形或“S”形水流通道。本发明可分解各类循环水中的有机物、杀死各类微生物及藻类，经实验证明，循环水一次通过本水处理系统时，循环水中微生物的杀灭率达98％以上。

Description

一种新型光催化水处理系统

技术领域

本发明涉及一种新型水处理系统，本发明涉及到一种新型光催化水处理系统，特别适用于各类循环水处理，是一种高效、节能、环保的水处理系统。属于环境保护设备技术领域。

背景技术

目前，随着工业的发展，各类环境污染日趋严重，由此而引发的SARS、禽流感等各类疾病和传染病相继爆发，而导致前述疾病的大多数细菌和病毒都通过水和空气进行传播的，因此，人类应该对环境的保护更为重视。

在环境保护系统工程中，防止水资源污染尤其重要。目前，人们已经开始重视工厂、生活污水的处理，也收到一定的效果。但对重复使用的循环水的处理，则还未得到足够的重视。由于现有的中央空调的循环水处理系统，大多处于露天状态，因长期循环使用，在循环水中滋生了大量微生物及藻类，更有甚者滋生了大量致病军团菌，此病菌大多通过空气传播，对人类的致死率达15％～30％.目前，全球仍没有消灭军团菌的有效处理方法。

对于循环水的处理，目前普遍使用方法：一是对循环水定期投放药物，并按周期重复投放；二是循环水通过电解槽进行电解；三是循环水通过简单的过滤器。但这些处理方法存在的问题有：药物投放不当(过量)容易产生二次污染；电解处理装置使用寿命短、成本高，并且电解处理装置内部的杂质和污垢需经常清洗，维护困难等；简易过滤器处理效果甚微。因此，如何有效处理空调循环水便成了迫切需要研究的技术难题。

发明内容

本发明的目的，是为了克服现有循环水处理存在上述问题，提供一种安全、高效、使用方便的新型高效水处理系统。

本发明的目的可以通过如下措施达到：

一种新型光催化水处理系统，其结构特点是：由水泵、水处理装置、控制模块、换向阀(A、B)、三通(C，D)和紫外线灯管组成；水泵的输出口连接换向阀A的输入口，换向阀A的输出口通过三通C连接水处理装置的水输入口，水处理装置的水输出口通过三通D连接换向阀B的输入口；控制模块的信号输出端分别连接水泵的控制输入端、和换向阀(A、B)的控制输入端和紫外线灯管的控制输入端；灯管内置在水处理装置的内腔中，水处理装置内设有多层光催化泡沫金属组件，该多层光催化泡沫金属组件在水处理装置中形成曲线形或“S”形水流通道；换向阀A的反向输入端连接三通D的一个输出端，换向阀B的反向输入端连接三通C的一个输出端。

本发明的目的还可以通过如下措施达到：

本发明的一种实施方式是：水处理装置包括壳体和位于壳体的内腔的若干个光催化泡沫金属体和若干个固定器，该固定器在壳体的内腔中分层设置、使壳体的内腔形成分层结构，每层固定器中至少安装一个光催化泡沫金属体，在安装光催化泡沫金属体处设有通过紫外线灯管的通孔，在所述通过紫外线灯管的通孔的周围设多个通水孔；紫外线灯管从壳体的一端进入并穿过位于壳体内腔的光催化泡沫金属体；壳体的底部设有进水口，壳体的上部侧壁或顶端面设有出水口。

本发明的一种实施方式是：所述壳体的顶部设有连通内腔的灯管放置孔；固定器和紫外线灯管通过连接固定组件安置于壳体的空腔中。

本发明的一种实施方式是：固定器包括一薄板和固定光催化泡沫金属的定位件；该定位件固定在薄板上，光催化泡沫金属体套接在该定位件；在薄板上设置若干个可让紫外线灯管通过的通孔和多个通水孔；薄板的大小和形状与壳体的内腔吻合，薄板通过定位组件固定在壳体的内腔，或者将薄板的边沿与壳体的内腔壁密封连接或固定连接。

本发明的一种实施方式是：固定光催化泡沫金属体的定位件呈空心柱状，该空心柱固定在薄板上，通过紫外线灯管的通孔设置在空心柱的投影中央，光催化泡沫金属体套接在该空心柱上；薄板中的通水孔包括两种结构形式，一种是通水孔设置在空心柱的外围、围绕在空心柱的周围，构成第一固定器；另一种是通水孔的设置在空心柱的投影范围内并且围绕在通过紫外线灯管的通孔的周围，构成第二固定器；两种不同结构形式的薄板在壳体的内腔错层排列，构成曲线形或“S”形水流通道，使水流呈曲线流动或“S”形流动。

本发明的一种实施方式是：定位组件由长螺杆、螺丝和螺母构成。

本发明的一种实施方式是：壳体的形状可以呈空心的圆柱型、空心椭圆柱形、空心三棱柱形、空心四棱柱形、空心六棱柱形或其他空心多边柱形；与之对应，固定器的薄板可以呈圆柱型、椭圆柱形、三棱柱形、四棱柱形、六棱柱形或其他多边柱形。

本发明的一种实施方式是：固定光催化泡沫金属体的定位件可以呈空心圆柱型、空心椭圆柱形、空心三棱柱形、空心四棱柱形、空心六棱柱形或其他空心多边柱形，光催化泡沫金体的的形状与定位件的形状吻合。

本发明的一种实施方式是：壳体的顶端可以设有易装拆式密封盖。

本发明的有益效果是：

1、本发明将待处理的水经过水泵升压后，经换向阀A进入水处理装置，流经换向阀B后输出，组成一个完整的处理过程。本发明可分解各类循环水中的有机物，氮氧化物，硫化物，杀死各类微生物及藻类，无需任何药物，使循环水得到高效消毒和净化，并且不会产生二次污染。经实验证明，循环水一次通过本水处理系统时，循环水中微生物的杀灭率达98％以上。

2、本发明水处理装置中的光催化泡沫金属及紫外线灯均采用最新的光催技术处理，具有自洁功能，可以对附着其上的污垢自行分解，使用过程中长期工作无需维护，由此可节省人力。

3、本发明的水处理装置占地面积少，安装方便，整体采用不锈钢结构，寿命长，维护简单，对循环水的处理快速高效，值得大力推广和应用。

附图说明

图1是本发明的原理示意图。

图2是本发明的整体结构示意图。

图3是本发明的整体结构示意图。

图4是本发明的水处理装置结构示意图。

图5是本发明的水处理装置的壳体结构示意图。

图6是本发明的水处理装置的第一固定器的结构示意图。

图7是本发明的水处理装置的第二固定器的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图详述本发明的实施例。

具体实施例：

参照图1、图2和图3，本实施例由水泵1、水处理装置5、控制模块4、换向阀(A、B)、三通(C，D)和紫外线灯管8组成；水泵1的输出口连接换向阀A的输入口，换向阀A的输出口通过三通C连接水处理装置5的水输入口，水处理装置5的水输出口通过三通D连接换向阀B的输入口；控制模块4的信号输出端分别连接水泵1的控制输入端、和换向阀(A、B)的控制输入端和紫外线灯管8的控制输入端；灯管8内置在水处理装置5的内腔中，水处理装置5内设有多层光催化泡沫金属组件，该多层光催化泡沫金属组件在水处理装置5中形成曲线形或“S”形水流通道；换向阀A的反向输入端连接三通D的一个输出端，换向阀B的反向输入端连接三通C的一个输出端。上述部件的连接均是通过管件3和法兰6连接。

本实施例中：循环水输入水泵1，水经水泵1加压后进入换向阀A，之后通过三通C，再而流经水处理装置5，在水处理装置5中进行反应处理，之后再流经三通D和换向阀B，最后从换向阀B输出，由此构成一个完整的反应处理过程。

参考图4、图5、图6和图7，在本实施例中，水处理装置5包括圆柱形的壳体50，光催化泡沫金属51，第一固定器52、第二固定器53，连接各固定器的杆件54和紫外线灯管。下面详述。

参考图4，圆柱形的壳体50，其轴向上顶面有孔5071，圆柱体侧圆柱面靠近顶部有孔5081和圆柱体轴向下底面有孔5031；孔5071、5081、5031和主体50内部空间相互连通，循环水从孔5031输入，从孔5081输出，孔5071用来放置紫外线灯管(图中未画出)，灯管的长度能够贯穿里面全部反应组件。

再参照图5，圆柱形的壳体50的构造如下：中间段是薄壁圆柱型中空管501，圆柱型中空管501的两端面分别焊接了圆形薄板504、505；圆柱型中空管501的圆柱面靠近顶部位置开孔并分别焊接了管502和法兰508，法兰508的内孔5081便由此和壳体内部相通，法兰508可连接其它水处理系统管件。圆形薄板505上分别有孔5051、5052，其中孔5051和圆柱型中空管501的内圆柱面直径相当，已便放置反应组件于壳体内；圆形薄板505上可安装密封盖506，孔5052和密封盖506的孔5062互相对应，通过螺丝连接使密封盖506固定于圆形薄板505上，使整个壳体得到密封。密封盖506上面另外设置了圆筒507，密封盖506有孔5061和圆筒507内孔5071对应，孔径相当，以安装紫外线灯管。圆形薄板504的中央位置也开孔，同样分别焊接了管502和法兰503，法兰503的内孔5031便由此和壳体内部相通。

下面详细叙述壳体50内部反应组件的构造，请参考图6、7。

在本实施例中，壳体50内部从下到上分别放置了第一固定器52、第二固定器53，下面详述。如图7，第一固定器52由圆形薄板521和光催化泡沫金属的定位零件圆柱型网筒522组成；圆形薄板521上按一定角度和中心距设置了若干孔5211、5212、5213。其中孔5211通过安置长条杆54用来固定整个第一固定器52、第二固定器53在壳体50内部的位置；孔5212用来通过紫外线灯管；孔5213用来让水通过。圆柱型网筒522安置在圆形薄板521上，且其中心线和孔5212对齐，光催化泡沫金属51套接于圆柱型网筒522上，包围紫外线灯管，可接受紫外线的充分照射。圆柱型网筒522由圆环5221和钢条5222焊接而成，在本实施例中，每个固定器设置了三个圆柱型网筒522，可安置三个光催化泡沫金属51。

特别说明，在本实施例中，光催化泡沫金属51是一个薄壁圆筒，它是一种复合了光催化材料的泡沫金属(铜、镍、铁、锌、铝等)。

再参照图7，第二固定器53和第一固定器52的组件大致相同。需要特别说明的是，第一固定器52的圆形薄板521的水孔5213和第二固定器53圆形薄板531的水孔5313的位置不同。孔5213在圆柱型网筒522的外面，而孔5313在圆柱型网筒522的里面。

在本实施例中，第一固定器52和第二固定器53均安装了光催化泡沫金属51后，将第二固定器53放置于第一固定器52的上面。圆形薄板521上的圆柱型网筒522的上端面和第二固定器53和圆形薄板531下表面紧密配合，并由此共同组成一组反应组件。网筒522的轴向长度略大于光催化泡沫金属51，以保护光催化泡沫金属51组装后不被压缩变形。反应组件可根据实际使用情况设置一组或多组。

各组反应组件通过长条杆54及其配件按一定距离轴向安置于壳体50内部。需要特别说明的是：灯管外径和孔5212、5312的内径相当；固定器的圆形薄板521，531的外径和圆柱型中空管501的内壁直径相当，使这些地方紧密配合，水不易流过。

该水处理装置工作时，循环水从孔5031进入圆柱型壳体50内部，由于上述器件的特殊连接关系，水在壳体的圆形薄板504和固定器52的圆形薄板501间隔组成的空间55稍作缓冲后，经固定器52的圆形薄板521的孔5213流进圆形薄板521和固定器53的圆形薄板531间隔组成的空间56，由此第一次流过光催化泡沫金属51，再而流经圆形薄板531的孔5313又进入下一个空间57，第二次流过光催化泡沫金属51。如此继续通过其它剩下反应组件，从孔5081流出。循环水在内部走S型路线，多次流经光催化泡沫金属，使得到完全反应处理。

泡沫金属51在紫外线光催化下，发生一系列强氧化反应，可分解循环水中氨、醛、苯等有机物，氮氧化物，硫化物，并能有效杀菌，灭藻，使循环水得到高效消毒和净化。

在本水处理系统中，通过换向阀(A、B)，管件3和三通(C、D)，可实现水通过处理装置5的换向功能。请参照图1，当换向阀A的阀门A3和换向阀B的阀门B1关闭时(A1、A2、B3导通)，循环水从水处理装置的左边流向右边；当换向阀A的阀门A2和换向阀B的阀门B2关闭时(A1、A3，B1、B3导通)，循环水从水处理装置的右边流向左边；从而实现水流换向，此方法能消除光催化泡沫金属51中残留的物质，保持处理循环水的效果和延长水处理装置的寿命。

控制模块4和水泵1，换向阀(A、B)，紫外线灯管电性连接，可控制水泵的启动和停止，控制换向阀换向，控制系统运行时间，和控制紫外线灯的开关时间等，并能根据需要实现计算机远程监视和控制。

Claims (8)

1.一种光催化水处理系统，其特征是：

1)由水泵(1)、水处理装置(5)、控制模块(4)、换向阀(A、B)、三通(C，D)和紫外线灯管(8)组成；水泵(1)的输出口连接换向阀A的输入口，换向阀A的输出口通过三通C连接水处理装置(5)的水输入口，水处理装置(5)的水输出口通过三通D连接换向阀B的输入口；控制模块(4)的信号输出端分别连接水泵(1)的控制输入端、和换向阀(A、B)的控制输入端和紫外线灯管(8)的控制输入端；灯管(8)内置在水处理装置(5)的内腔中，水处理装置(5)内设有多层光催化泡沫金属组件，该多层光催化泡沫金属组件在水处理装置(5)中形成曲线形水流通道；换向阀A的反向输入端连接三通D的一个输出端，换向阀B的反向输入端连接三通C的一个输出端；

2)水处理装置(5)包括壳体(50)和位于壳体(50)的内腔的若干个光催化泡沫金属体(51)和若干个固定器(52)，该固定器(52)在壳体(50)的内腔中分层设置、使壳体(50)的内腔形成分层结构，每层固定器中至少安装一个光催化泡沫金属体(51)，在安装光催化泡沫金属体(51)处设有通过紫外线灯管(8)的通孔，在所述通过紫外线灯管(8)的通孔的周围设多个通水孔；紫外线灯管从壳体(50)的一端进入并穿过位于壳体(50)内腔的光催化泡沫金属体(51)；壳体(50)的底部设有进水口，壳体(50)的上部侧壁或顶端面设有出水口；

3)固定器(52)包括一薄板(521)和固定光催化泡沫金属的定位件(522)；该定位件(522)固定在薄板(521)上，光催化泡沫金属体(51)套接在该定位件(522)上；在薄板(521)上设置若干个可让紫外线灯管通过的通孔(5212)和多个通水孔(5213)；薄板(521)的大小和形状与壳体(50)的内腔吻合，薄板(521)通过定位组件固定在壳体(50)的内腔，或者将薄板(521)的边沿与壳体(50)的内腔壁密封连接或固定连接；

4)固定光催化泡沫金属体(51)的定位件(522)呈空心柱状，该空心柱固定在薄板(521)上，通过紫外线灯管的通孔(5212)设置在空心柱的投影中央，光催化泡沫金属体(51)套接在该空心柱上；薄板(521)中的通水孔(5213)包括两种结构形式，一种是通水孔(5213)设置在空心柱的外围、围绕在空心柱的周围，构成第一固定器；另一种是通水孔(5213)的设置在空心柱的投影范围内并且围绕在通过紫外线灯管的通孔(5212)的周围，构成第二固定器；两种不同结构形式的薄板在壳体(50)的内腔错层排列，构成曲线形水流通道。

2.根据权利要求1所述的一种光催化水处理系统，其特征是：所述水流通道为“S”形水流通道。

3.根据权利要求1所述的一种光催化水处理系统，其特征是：所述壳体(50)的顶部设有连通内腔的灯管放置孔(5071)；固定器(52)和紫外线灯管(8)通过连接固定组件安置于壳体(50)的空腔中。

4.根据权利要求1所述的一种光催化水处理系统，其特征是：定位组件由长螺杆、螺丝和螺母构成。

5.根据权利要求1所述的一种光催化水处理系统，其特征是：壳体(50)的形状呈空心的圆柱型、空心椭圆柱形、空心三棱柱形、空心四棱柱形或空心六棱柱形；与之对应，固定器(52)的薄板(521)呈圆柱型、椭圆柱形、三棱柱形、四棱柱形或六棱柱形。

6.根据权利要求1所述的一种光催化水处理系统，其特征是：固定光催化泡沫金属体(51)的定位件(522)呈空心圆柱型、空心椭圆柱形或空心多边柱形，光催化泡沫金属体的的形状与定位件(522)的形状吻合。

7.根据权利要求1所述的一种光催化水处理系统，其特征是：固定光催化泡沫金属体(51)的定位件(522)呈空心三棱柱形、空心四棱柱形或空心六棱柱形，光催化泡沫金属体的的形状与定位件(522)的形状吻合。

8.根据权利要求1所述的一种光催化水处理系统，其特征是：壳体(50)的顶端设有易装拆式密封盖(506)。

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