CN107055913A - 无氯泳池消毒系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及水处理系统领域，具体涉及无氯泳池消毒系统及方法。所述消毒系统包括毛发过滤器(5)、循环水增压泵(7)、第一过滤器(11)、臭氧毁灭器(20)、光催化装置(22)、活性炭装置(23)、金属离子杀菌装置(25)、第二过滤器(26)、水加热器(28)以及电气控制系统；还包括高浓度臭氧发生器(18)、臭氧杀菌混合泵(16)以及臭氧反应罐(19)。所述消毒方法将即时杀菌和持续杀菌相结合，在没有余氯的情况下依然能够对泳池进行有效消毒。同时，臭氧氧化消毒采用了分流氧化消毒的方式，在全体杀菌的目的下，能够节省成本费用。所述消毒系统使用流程简单、适用广泛，并具有低能耗、节约成本的优点。
Description
技术领域
本发明涉及水处理系统领域，具体涉及无氯泳池消毒系统及方法。
背景技术
目前，绝大多数游泳池使用次氯酸钠来进行杀菌消毒。为此，游客不得不忍受次氯酸钠带来的异味和可能引起的皮肤及黏膜发炎问题。次氯酸钠对于敏感人群还可能造成更大危害。因此，用次氯酸钠类的杀菌消毒产品的泳池不适合皮肤敏感人群如老人、儿童、婴儿等。
使用次氯酸钠消毒后，水中会存在一定量的余氯。然而，现有饮用水系统、泳池系统等水处理系统的消毒，都对余氯有依赖性。余氯虽然能杀菌消毒，但也对人体有危害。1974年荷兰Rook和美国Belier首次发现余氯化物和氯消毒过的水中存在三卤甲烷(THMS)、氯仿等消毒副产物(DBPS)，而且具有致癌、致突变作用。80年代中期，人们又发现另一类卤乙酸(HAAS)，致癌风险更大，例如氯仿、二氯乙酸(DCH)和三氯乙酸(TCA)的致癌风险分别是三氯甲烷的50倍和100倍。到目前为止，随着科技的进步，人们已在水源中检测出2221种有机污染物，而在自来水中发现65种，其中致癌物20种，致突变物56种。
随着公共泳池的消毒对余氯的要求越来越高，泳池中的水受到化学污染也越来越重。同时，余氯的气味也让人难以忍受。而对于皮肤敏感人群，余氯的存在则使他们不能在公共泳池活动，否则会有皮肤不适甚至病变的可能。而婴儿或者儿童泳池也需要一种可以有效杀菌，但又不影响孩子健康的新方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种无氯泳池消毒方法，将即时杀菌和持续杀菌相结合，避免在消毒过程中对余氯的依赖。
本发明的另一目的是提供一种无氯泳池消毒系统，采用高浓度臭氧发生器即时产生臭氧，实现对泳池中的水的彻底消毒。
本发明解决技术问题所采用的方案是：
无氯泳池消毒系统，用于泳池1的消毒，所述无氯泳池消毒系统包括毛发过滤器5、循环水增压泵7、第一过滤器11、高浓度臭氧发生器18、臭氧杀菌混合泵16、臭氧反应罐19、臭氧毁灭器20、光催化装置22、活性炭装置23、金属离子杀菌装置25、第二过滤器26、水加热器28以及电气控制系统。其中：
泳池1侧壁上设有布水器29以及出水口；出水口通过管道与毛发过滤器5的进水口连通，毛发过滤器5的出水口通过管道与循环水增压泵7的进水口连通。
循环水增压泵7的出水口通过管道与第一过滤器11的进水口连通，循环水增压泵7与第一过滤器11连通的管道上设有进水自动阀门9。
第一过滤器11的出水口与光催化装置22的进水口通过分流管道38相连通。分流管道38上设置有产水自动阀门14，产水自动阀门14的出水端设置分流口，该分流口通过管道与臭氧杀菌混合泵16的进水口连通。
反冲洗分流管路12的一端与循环水增压泵7的出水口与进水自动阀门9的进水端之间的管道连接，反冲洗分流管路12的另一端与第一过滤器11的出水口和产水自动阀门14的进水口之间的管道连接。反冲洗分流管路12上设置反冲洗自动阀门8。进水自动阀门9的出水端与第一过滤器11的进水端之间的管道上设置反冲洗排放分流管道，反冲洗排放分流管道上设置反冲洗排放自动阀门10。
第一过滤器11的出水口和产水自动阀门14的进水口之间的管道上还连接有正洗排放自动阀门13。
高浓度臭氧发生器18与臭氧杀菌混合泵16的进气口相连通。臭氧杀菌混合泵16的出水口与臭氧反应罐19的进水口相连通。臭氧反应罐19的出水口与产水自动阀门14的出水端和光催化装置22的进水口之间的分流管道38相连通。
光催化装置22的出水口与活性炭装置23的进水口相连通，活性炭装置23的出水口与金属离子杀菌装置25的进水口相连通。
金属离子杀菌装置25的出水口与第二过滤器26的进水口连通，第二过滤器26的出水口与水加热器28的进水口连通，水加热器28的出水口通过管道与泳池1侧壁上的多个布水器29连通。
所述第一过滤器11和第二过滤器26均为微米级过滤器。
电气控制系统与反冲洗自动阀门8、进水自动阀门9、反冲洗排放自动阀门10、正洗排放自动阀门13以及产水自动阀门14电连接。
所述高浓度臭氧发生器18中设置正负反应电极，正极为超薄高硼硅玻璃管32，超薄高硼硅玻璃管32表面涂附石墨烯导电涂料的导电层。负极为精密不锈钢管31。精密不锈钢管31贯穿于超薄高硼硅玻璃管32内，两者之间为气体通道。所述超薄高硼硅玻璃管32两端设置聚四氟乙烯固定通气垫圈33。
所述泳池1出水口与毛发过滤器5连通的管道上以及毛发过滤器5与循环水增压泵7连通的管道上分别设有手动蝶阀。所述产水自动阀门14的出水端与臭氧杀菌混合泵16的进水口连通的管道上设有进水手动阀门15。所述高浓度臭氧发生器18与臭氧杀菌混合泵16连通的管道上设有电磁阀17。所述臭氧反应罐19与分流管道38连通的管道上设有臭氧杀菌合流阀21。所述臭氧反应罐19还设有自动排气阀30，自动排气阀30还连接有臭氧毁灭器20。
所述金属离子杀菌装置25为铜、银离子杀菌装置。
所述第一过滤器11、第二过滤器26以及活性炭装置23上分别设有排气阀。
所述第一过滤器11和第二过滤器26均为砂缸过滤器。
所述活性炭装置23为优质椰壳活性炭。
无氯泳池消毒方法，包括如下步骤：
泳池1中的水在重力作用下经泳池出水口自流流出，经过毛发收集器5收集水中的毛发后，进入循环水增压泵7。
电气系统控制进水自动阀门9和产水自动阀门14开启，反冲洗自动阀门8、反冲洗排放自动阀门10以及正洗排放自动阀门13关闭。
启动循环水增压泵7，水通过进水自动阀门9泵入第一过滤器11中进行过滤净化。
经过第一过滤器11过滤后，水通过产水自动阀门14进入分流管道38。一部分水通过进水手动阀门15流入臭氧杀菌混合泵16；高浓度臭氧发生器18产生的臭氧通过电磁阀17进入臭氧杀菌混合泵16。在臭氧杀菌混合泵16的作用下，水与臭氧混合，并同时进入臭氧反应罐19停留，进行进一步混合。
混合后的高浓度臭氧水通过臭氧杀菌合流阀21流入分流管道38中，与另一部分未与臭氧混合的水合流，并同时流入光催化装置22内。臭氧反应罐19内残留的臭氧气体通过自动排气阀30排出并进入臭氧毁灭器20被分解。
经过光催化装置22杀菌后，水继续依次进入活性炭装置23和金属离子杀菌装置25内进行杀菌。
经过金属离子杀菌后，水进入第二过滤器26。
经过第二过滤器26后，水继续流入水加热器28进行加热；水加热器28内的温度传感器感应水的温度；当水温低于室温时，水加热器28启动；当水温高于室温时，水加热器28不启动。
经过水加热器28的水通过布水器29流入泳池1，实现水的无氯消毒循环。
所述高浓度臭氧发生器18产生的臭氧浓度为100～160g/m3。
混合了臭氧的水在臭氧反应罐19停留时间为1～10min。
本发明的有益效果在于：
1)本发明提供的无氯泳池消毒方法，将即时杀菌和持续杀菌相结合，在没有余氯的情况下依然能够对泳池进行有效消毒；
2)本发明提供的无氯泳池消毒方法，臭氧氧化消毒采用了分流氧化消毒的方式，在全体杀菌的目的下，能够节省成本费用；
3)本发明提供的无氯泳池消毒系统，其用于消毒的臭氧为即时产生，其杀菌效果更加有效彻底；
4)本发明提供的无氯泳池消毒系统，流程简单、适用广泛，并具有低能耗、节约成本的优点。
附图说明
图1为本发明无氯泳池消毒系统的示意图；
图2为本发明无氯泳池消毒系统中，高浓度臭氧发生器18中设置正负反应电极的结构示意图。
其中的附图标记为：
1 泳池
3 补水器
5 毛发过滤器
7 循环水增压泵
8 反冲洗自动阀门
9 进水自动阀门
10 反冲洗排放自动阀门
11 第一过滤器
12 反冲洗分流管路
13 正洗排放自动阀门
14 产水自动阀门
15 进水手动阀门
16 臭氧杀菌混合泵
17 电磁阀
18 高浓度臭氧发生器
19 臭氧反应罐
20 臭氧毁灭器
21 臭氧杀菌合流阀
22 光催化装置
23 活性炭装置
25 金属离子杀菌装置
26 第二过滤器
28 水加热器
29 布水器
30 自动排气阀
31 精密不锈钢管
32 超薄高硼硅玻璃管
33 聚四氟乙烯固定通气垫圈
34 出气管
35 进气管
36 压力传感器
38 分流管道
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的无氯泳池消毒系统，包括毛发过滤器5、循环水增压泵7、第一过滤器11、高浓度臭氧发生器18、臭氧杀菌混合泵16、臭氧反应罐19、臭氧毁灭器20、光催化装置22、活性炭装置23、金属离子杀菌装置25、第二过滤器26、水加热器28以及电气控制系统。其中：
泳池1侧壁上设有补水器3、布水器29以及出水口，其中，补水器3上设有压力传感器36；出水口通过管道与毛发过滤器5的进水口连通，毛发过滤器5的出水口通过管道与循环水增压泵7的进水口连通。泳池出水口与毛发过滤器5连通的管道上以及毛发过滤器5与循环水增压泵7连通的管道上分别设有手动蝶阀。
循环水增压泵7的出水口通过管道与第一过滤器11的进水口连通，循环水增压泵7与第一过滤器11连通的管道上设有进水自动阀门9。
第一过滤器11的出水口与光催化装置22的进水口通过分流管道38相连通。分流管道38上设置有产水自动阀门14，产水自动阀门14的出水端设置分流口，该分流口通过管道与臭氧杀菌混合泵16的进水口连通，产水自动阀门14的出水端与臭氧杀菌混合泵16的进水口连通的管道上设有进水手动阀门15。
反冲洗分流管路12的一端与循环水增压泵7的出水口与进水自动阀门9的进水端之间的管道连接，反冲洗分流管路12的另一端与第一过滤器11的出水口和产水自动阀门14的进水口之间的管道连接。反冲洗分流管路12上设置反冲洗自动阀门8。进水自动阀门9的出水端与第一过滤器11的进水端之间的管道上设置反冲洗排放分流管道，反冲洗排放分流管道上设置反冲洗排放自动阀门10。
第一过滤器11的出水口和产水自动阀门14的进水口之间的管道上还连接有正洗排放自动阀门13。
高浓度臭氧发生器18与臭氧杀菌混合泵16的进气口相连通，高浓度臭氧发生器18与臭氧杀菌混合泵16连通的管道上设有电磁阀17。臭氧杀菌混合泵16的出水口与臭氧反应罐19的进水口相连通。臭氧反应罐19的出水口与产水自动阀门14的出水端和光催化装置22的进水口之间的分流管道38相连通，臭氧反应罐19与分流管道38连通的管道上设有臭氧杀菌合流阀21。所述臭氧反应罐19还设有自动排气阀30，自动排气阀30还连接有臭氧毁灭器20。
光催化装置22的出水口与活性炭装置23的进水口相连通，活性炭装置23的出水口与金属离子杀菌装置25的进水口相连通。所述光催化装置22的光源为紫外催化光源。所述金属离子杀菌装置25为铜、银离子杀菌装置。
金属离子杀菌装置25的出水口与第二过滤器26的进水口连通，第二过滤器26的出水口与水加热器28的进水口连通，水加热器28的出水口通过管道与泳池1侧壁上的多个布水器29连通。
所述第一过滤器11和第二过滤器26均为微米级过滤器。
电气控制系统与反冲洗自动阀门8、进水自动阀门9、反冲洗排放自动阀门10、正洗排放自动阀门13以及产水自动阀门14电连接。
如图2所示，高浓度臭氧发生器18中设置正负反应电极，正极为超薄高硼硅玻璃管32，超薄高硼硅玻璃管32表面涂附石墨烯导电涂料的导电层；负极为精密不锈钢管31。精密不锈钢管31贯穿于超薄高硼硅玻璃管32内，两者之间为气体通道。所述超薄高硼硅玻璃管32两端设置聚四氟乙烯固定通气垫圈33。优选地，超薄高硼硅玻璃管32与精密不锈钢管31之间的距离为1.5mm。
所述第一过滤器11、第二过滤器26以及活性炭装置23上分别设有排气阀。
优选地，所述第一过滤器11和第二过滤器26均为砂缸过滤器。
优选地，所述活性炭装置23为优质椰壳活性炭。
本发明的无氯泳池消毒方法，包括如下步骤：
泳池1中的水在重力作用下经泳池出水口自流流出，经过毛发收集器5收集水中的毛发后，进入循环水增压泵7。
电气系统控制进水自动阀门9和产水自动阀门14开启，反冲洗自动阀门8、反冲洗排放自动阀门10以及正洗排放自动阀门13关闭。
启动循环水增压泵7，水通过进水自动阀门9泵入第一过滤器11中进行过滤净化。第一过滤器为微米级过滤器，可以去除水中部分胶体悬浮物等。经过第一过滤器11过滤后，水通过产水自动阀门14进入分流管道38。一部分水通过进水手动阀门15流入臭氧杀菌混合泵16。高浓度臭氧发生器18产生的臭氧通过电磁阀17进入臭氧杀菌混合泵16。在臭氧杀菌混合泵16的作用下，水与臭氧混合，并同时进入臭氧反应罐19停留，进行进一步混合。
其中，高浓度臭氧发生器18产生的臭氧浓度为100～160g/m3。混合了臭氧的水在臭氧反应罐19停留时间为1～10min。
混合后的高浓度臭氧水通过臭氧杀菌合流阀21流入分流管道38中，与另一部分未与臭氧混合的水合流，并同时流入光催化装置22内。臭氧反应罐19内残留的臭氧气体通过自动排气阀30排出并进入臭氧毁灭器20被分解。
经过光催化装置22内的紫外催化光杀菌后，水继续依次进入活性炭装置23和金属离子杀菌装置25内进行杀菌。金属离子杀菌装置25为铜、银离子杀菌装置。
所述活性炭装置23为优质椰壳活性炭。
金属铜、银离子杀菌功能是由带正电的铜银离子和带负电的细菌细胞相结合，铜银离子穿透细胞壁与细胞内特定部位的DNA及RNA相结合，破坏细菌细胞的蛋白酶和呼吸酶，造成细菌细胞的溶解和死亡。
优选地，金属离子杀菌装置25中铜离子浓度为0.4mg/L，银离子浓度为0.04mg/L。
经过金属离子杀菌后，水进入第二过滤器26。第二过滤器26为微米级过滤器，可以去除水中部分胶体悬浮物等。
经过第二过滤器26后，水继续流入水加热器28进行加热。水加热器28内的温度传感器感应水的温度。当水温低于室温时，水加热器28启动；当水温高于室温时，水加热器28不启动。
经过水加热器28的水通过布水器29流入泳池1，实现水的无氯消毒循环。通过电气系统控制反冲洗自动阀门8、进水自动阀门9、反冲洗排放自动阀门10、正洗排放自动阀门13以及产水自动阀门14，可以实现对第一过滤器11的正冲洗与反冲洗，具体流程为：
正冲洗时，关闭反冲洗自动阀门8、反冲洗排放自动阀门10以及产水自动阀门14，水经过进水自动阀门9进入第一过滤器11后通过正洗排放自动阀门13排出，实现正冲洗。
反冲洗时，关闭产水自动阀门14、进水自动阀门9以及正洗排放自动阀门13，水经过反冲洗分流管路12上的反冲洗自动阀门8、由第一过滤器11的出水口流入第一过滤器11，由第一过滤器11的进水口流出后通过反冲洗排放自动阀门10排出，实现反冲洗。
优选地，所述第一过滤器11和第二过滤器26均为砂缸过滤器。
Claims (10)
1.无氯泳池消毒系统，用于泳池(1)的消毒，其特征在于：所述无氯泳池消毒系统包括毛发过滤器(5)、循环水增压泵(7)、第一过滤器(11)、高浓度臭氧发生器(18)、臭氧杀菌混合泵(16)、臭氧反应罐(19)、臭氧毁灭器(20)、光催化装置(22)、活性炭装置(23)、金属离子杀菌装置(25)、第二过滤器(26)、水加热器(28)以及电气控制系统；其中，
泳池(1)侧壁上设有布水器(29)以及出水口；出水口通过管道与毛发过滤器(5)的进水口连通，毛发过滤器(5)的出水口通过管道与循环水增压泵(7)的进水口连通；
循环水增压泵(7)的出水口通过管道与第一过滤器(11)的进水口连通，循环水增压泵(7)与第一过滤器(11)连通的管道上设有进水自动阀门(9)；
第一过滤器(11)的出水口与光催化装置(22)的进水口通过分流管道(38)相连通；分流管道(38)上设置有产水自动阀门(14)，产水自动阀门(14)的出水端设置分流口，该分流口通过管道与臭氧杀菌混合泵(16)的进水口连通；
反冲洗分流管路(12)的一端与循环水增压泵(7)的出水口与进水自动阀门(9)的进水端之间的管道连接，反冲洗分流管路(12)的另一端与第一过滤器(11)的出水口和产水自动阀门(14)的进水口之间的管道连接；反冲洗分流管路(12)上设置反冲洗自动阀门(8)；进水自动阀门(9)的出水端与第一过滤器(11)的进水端之间的管道上设置反冲洗排放分流管道，反冲洗排放分流管道上设置反冲洗排放自动阀门(10)；
第一过滤器(11)的出水口和产水自动阀门(14)的进水口之间的管道上还连接有正洗排放自动阀门(13)；
高浓度臭氧发生器(18)与臭氧杀菌混合泵(16)的进气口相连通；臭氧杀菌混合泵(16)的出水口与臭氧反应罐(19)的进水口相连通；臭氧反应罐(19)的出水口与产水自动阀门(14)的出水端和光催化装置(22)的进水口之间的分流管道(38)相连通；
光催化装置(22)的出水口与活性炭装置(23)的进水口相连通，活性炭装置(23)的出水口与金属离子杀菌装置(25)的进水口相连通；
金属离子杀菌装置(25)的出水口与第二过滤器(26)的进水口连通，第二过滤器(26)的出水口与水加热器(28)的进水口连通，水加热器(28)的出水口通过管道与泳池(1)侧壁上的多个布水器(29)连通；
所述第一过滤器(11)和第二过滤器(26)均为微米级过滤器；
电气控制系统与反冲洗自动阀门(8)、进水自动阀门(9)、反冲洗排放自动阀门(10)、正洗排放自动阀门(13)以及产水自动阀门(14)电连接。
2.根据权利要求1所述的无氯泳池消毒系统，其特征在于：所述高浓度臭氧发生器(18)中设置正负反应电极，正极为超薄高硼硅玻璃管32，超薄高硼硅玻璃管(32)表面涂附石墨烯导电涂料的导电层；负极为精密不锈钢管(31)；精密不锈钢管(31)贯穿于超薄高硼硅玻璃管(32)内，两者之间为气体通道；所述超薄高硼硅玻璃管(32)两端设置聚四氟乙烯固定通气垫圈(33)。
3.根据权利要求1所述的无氯泳池消毒系统，其特征在于：所述泳池1出水口与毛发过滤器(5)连通的管道上以及毛发过滤器(5)与循环水增压泵7连通的管道上分别设有手动蝶阀；所述产水自动阀门(14)的出水端与臭氧杀菌混合泵(16)的进水口连通的管道上设有进水手动阀门(15)；所述高浓度臭氧发生器(18)与臭氧杀菌混合泵(16)连通的管道上设有电磁阀(17)；所述臭氧反应罐(19)与分流管道(38)连通的管道上设有臭氧杀菌合流阀(21)；所述臭氧反应罐(19)还设有自动排气阀(30)，自动排气阀(30)还连接有臭氧毁灭器(20)。
4.根据权利要求1所述的无氯泳池消毒系统，其特征在于：所述金属离子杀菌装置(25)为铜、银离子杀菌装置。
5.根据权利要求1所述的无氯泳池消毒系统，其特征在于：所述第一过滤器(11)、第二过滤器(26)以及活性炭装置(23)上分别设有排气阀。
6.根据权利要求1所述的无氯泳池消毒系统，其特征在于：所述第一过滤器(11)和第二过滤器(26)均为砂缸过滤器。
7.根据权利要求1所述的无氯泳池消毒系统，其特征在于：所述活性炭装置(23)为优质椰壳活性炭。
8.使用如权利要求1～7之一所述的无氯泳池消毒系统的无氯泳池消毒方法，其特征在于，包括如下步骤：
泳池(1)中的水在重力作用下经泳池出水口自流流出，经过毛发收集器(5)收集水中的毛发后，进入循环水增压泵(7)；
电气系统控制进水自动阀门(9)和产水自动阀门(14)开启，反冲洗自动阀门(8)、反冲洗排放自动阀门(10)以及正洗排放自动阀门(13)关闭；
启动循环水增压泵(7)，水通过进水自动阀门(9)泵入第一过滤器(11)中进行过滤净化；
经过第一过滤器(11)过滤后，水通过产水自动阀门(14)进入分流管道(38)；一部分水通过进水手动阀门(15)流入臭氧杀菌混合泵(16)；高浓度臭氧发生器(18)产生的臭氧通过电磁阀(17)进入臭氧杀菌混合泵(16)；在臭氧杀菌混合泵(16)的作用下，水与臭氧混合，并同时进入臭氧反应罐(19)停留，进行进一步混合；
混合后的高浓度臭氧水通过臭氧杀菌合流阀(21)流入分流管道(38)中，与另一部分未与臭氧混合的水合流，并同时流入光催化装置(22)内；臭氧反应罐(19)内残留的臭氧气体通过自动排气阀(30)排出并进入臭氧毁灭器(20)被分解；
经过光催化装置(22)杀菌后，水继续依次进入活性炭装置(23)和金属离子杀菌装置(25)内进行杀菌；
经过金属离子杀菌后，水进入第二过滤器(26)；
经过第二过滤器(26)后，水继续流入水加热器(28)进行加热；水加热器(28)内的温度传感器感应水的温度；当水温低于室温时，水加热器(28)启动；当水温高于室温时，水加热器(28)不启动；
经过水加热器(28)的水通过布水器(29)流入泳池(1)，实现水的无氯消毒循环。
9.根据权利要求8所述的无氯泳池消毒方法，其特征在于：所述高浓度臭氧发生器(18)产生的臭氧浓度为100～160g/m3。
10.根据权利要求8所述的无氯泳池消毒方法，其特征在于：混合了臭氧的水在臭氧反应罐(19)停留时间为1～10min。
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