CN107487808A - 一种光催化杀菌装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种光催化杀菌装置，包括壳体，壳体上设有进水口和出水口，壳体内设有光源，光源套装在套管内，套管穿过壳体，壳体内还填充有表面附着有光触媒的载体，壳体外部连接有控制器，进水口处设有滤网层，出水口设有水质分析仪接口，壳体上还设有水质处理添加剂的添加口，添加口依次通过管路、总阀门、泵体、管路、分阀门与储料罐连接，泵体、总阀门、分阀门分别通过执行器件与控制器连接。该光催化杀菌装置主要用在水处理过程中，其具有结构简单，既可以杀灭水中细菌，还可对水质进行净化处理，并且可以根据出水口的水质监测结果，通过控制器控制向水中添加适量的用于提高水质的水质处理添加剂。
Description
技术领域
本发明涉及水处理设备技术领域，具体涉及一种光催化杀菌装置。
背景技术
光催化反应器的研究与设计是光催化氧化法实用化过程中需要解决的焦点问题之一。最早出现的多相光催化反应器是为在实验室中进行研究而设计的，其结构非常简单，操作也很方便。反应器主体一般为一开口敞开的容器，并置于磁力搅拌机上，反应液在荧光或紫外灯的照射下反应，灯距液面的距离可调。直到现在仍有许多研究者用这种反应器来评价催化剂的活性或进行污染物降解规律的研究。
自从利用光催化反应器在紫外光照射下发生光催化氧化反应降解难降解有机化合物以来，许多研究者投人到此类高级化学氧化技术的研究中，但大规模工业化应用极少，最主要的问题在于缺少合适的高效光催化反应器。
光催化反应体系的建立，能够更有效地激发光催化剂的活性，提高光催化剂的效率。同时，光催化反应体系是光催化反应大规模工业化应用的基础。因此，光催化反应装置的研究正越来越受到重视，成为光催化研究中的重要方面。已有的研究成果表明，多种结构的光催化反应体系已经被用于光降解研究，并且取得了一定的效果，但同时也遇到了一些需要解决的问题。这些问题涉及光催化反应器的各个方面，情况非常复杂，其中，催化剂的存在状态如粉末或薄膜、反应器的几何形状及尺寸和光系统的布置及灯管的冷却方式等方面是需要重点考虑的。
当前出现的用于污水处理的光催化反应器的结构与特点如下：
(1)反应器的形式有敞口的开放式结构，也有半封闭结构，通过曝气方式来提供氧源；
(2)反应器大多是圆筒形的，也有圆锥形反应器，这种圆锥形反应器设计了带有机械搅拌提升装置，从而有利于水体和催化剂的提升与分布。
(3)反应器的主体可以是静止的，也有设计成转筒式的。静止式反应器一般都设有搅拌装置，通常是磁力搅拌器以提高容器内光催化反应的均匀性。转筒式光催化反应器的主体设计成转筒式，在转筒上负载催化剂膜，通过调节转筒的转速来改变污水和催化剂的分布，增加催化剂、反应物和光源之间的接触面积。
从目前出现的各类反应器的设计与结构来看，由于反应器有各种灵活的组合方式，势必就会有优选的方案。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术中存在的缺陷，提供一种光催化载体安装与更换方便、反应充分的光催化杀菌装置，该装置既可以杀灭水中细菌，还可对水质进行净化处理，并且可以根据出水口的水质监测结果，通过控制器控制向水中添加适量的用于提高水质的水质处理添加剂。
为实现上述目的，本发明的技术方案是设计一种光催化杀菌装置，所述装置包括壳体，壳体上设有进水口和出水口，壳体内设有光源，光源套装在套管内，套管穿过壳体，壳体内还填充有表面附着有光触媒的载体，壳体外部连接有控制器，进水口处设有滤网层，出水口设有水质分析仪接口，壳体上还设有水质处理添加剂的添加口，添加口依次通过管路、总阀门、泵体、管路、分阀门与储料罐连接，泵体、总阀门、分阀门分别通过执行器件与控制器连接。
为了便于提高水的处理效率，降低能源的消耗，优选的技术方案是，所述壳体为横向设置的筒状结构，添加口、进水口和出水口分别设置在壳体的上部。
为了提高杀菌效率，降低水处理的成本，进一步优选的技术方案是，所述光源为紫外线灯管，紫外线灯管为单支，且紫外线灯管为H型或为U型，紫外线灯管与控制器连接。
为了提高杀菌效率，降低水处理的成本，进一步优选的技术方案还有，所述外线灯管发出紫外光的波长180～380nm，外线灯管功率为6～50W。
为了便于载体的加工制造，提高载体附着光触媒后对水的净化效果，进一步优选的技术方案还有，所述载体为空心或实心的玻璃球、空心或实心的石英球、玻璃管、石英管、氧化铝球、分子筛球、球状活性炭、柱状活性碳中的任意一种或其任意组合。
为了提高对水质的处理效果，优选的技术方案还有，所述滤网层为逆渗透膜，、纳滤膜或超滤膜，或为活性炭层。
为了便于控制添加剂的添加量、添加的时间及添加的速率，优选的技术方案还有，所述总阀门与分阀门均为电磁比例阀。
为了便于根据水中杂质及污染物的实际情况，有针对性的添加水处理剂，优选的技术方案还有，所述储料罐内设有若干个彼此独立的仓室，若干个仓室内分别储存有不同的水处理添加剂。
为了控制器与水质分析仪便于安装、便于操作，优选的技术方案还有，所述控制器与水质分析仪分别设置在壳体的下方。
为了使得壳体能够经久耐用，而且还具有一定的强度，优选的技术方案还有，所述壳体为不锈钢壳体，所述套管为石英套管。
本发明的优点和有益效果在于：该光催化杀菌装置主要用在水处理过程中，其具有结构简单、安装与更换载体方便、反应充分的光催化杀菌装置，该装置既可以杀灭水中细菌，还可对水质进行净化处理，并且可以根据出水口的水质监测结果，通过控制器控制向水中添加适量的用于提高水质的水质处理添加剂。
附图说明
图1是本发明光催化杀菌装置的结构示意图。
图中：1、壳体；2、进水口；3、出水口；4、光源；5、套管；6、载体；7、控制器；8、滤网层；9、水质分析仪接口；10、添加口；11、管路；12、总阀门；13、泵体；14、分阀门；15、储料罐；15.1、仓室；16、水质分析仪。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示，本发明是一种光催化杀菌装置，所述装置包括壳体1，壳体1上设有进水口2和出水口3，壳体1内设有光源4，光源4套装在套管5内，套管5穿过壳体1，壳体1内还填充有表面附着有光触媒的载体6，壳体1外部连接有控制器7，进水口2处设有滤网层8，出水口3设有水质分析仪接口9，壳体1上还设有水质处理添加剂的添加口10，添加口10依次通过管路11、总阀门12、泵体13、管路、分阀门14与储料罐15连接，泵体13、总阀门12、分阀门14分别通过执行器件与控制器7连接。
其中光触媒是一种以纳米级二氧化钛为代表的具有光催化功能的光半导体材料的总称，它涂布于基材表面，在紫外光线的作用下，产生强烈催化降解功能：能有效地降解空气中有毒有害气体；能有效杀灭多种细菌，并能将细菌或真菌释放出的毒素分解及无害化处理；同时还具备除甲醛、除臭、抗污、净化空气等功能。
水中的有害细菌和病毒主要是通过光催化反应分解灭杀的，水中的其它有害杂质可以通过滤网过滤和向水中加处理药剂或处理气体，使其杂质沉淀或被中和平衡，从而达到净化水质的目的。具体需要添加什么药剂，添加多少，可以根据是指分析仪得出的检测结果，然后将其检测结果数据传送给控制器，通过控制器控制泵体与总阀门及分阀门的动作进而完成添加剂的添加。
为了便于提高水的处理效率，降低能源的消耗，本发明优选的实施方案是，所述壳体1为横向设置的筒状结构，添加口10、进水口2和出水口3分别设置在壳体1的上部。
为了提高杀菌效率，降低水处理的成本，本发明进一步优选的实施方案是，所述光源4为紫外线灯管，紫外线灯管为单支，且紫外线灯管为H型或为U型，紫外线灯管与控制器7连接。
为了提高杀菌效率，降低水处理的成本，本发明进一步优选的实施方案还有，所述外线灯管发出紫外光的波长180～380nm，外线灯管功率为6～50W。
为了便于载体的加工制造，提高载体附着光触媒后对水的净化效果，本发明进一步优选的实施方案还有，所述载体6为空心或实心的玻璃球、空心或实心的石英球、玻璃管、石英管、氧化铝球、分子筛球、球状活性炭、柱状活性碳中的任意一种或其任意组合。
为了提高对水质的处理效果，本发明优选的实施方案还有，所述滤网层8为逆渗透膜、纳滤膜或超滤膜，或为活性炭层，根据实际实用需求可灵活更换。
为了便于控制添加剂的添加量、添加的时间及添加的速率，本发明优选的实施方案还有，所述总阀门12与分阀门14均为电磁比例阀。
为了便于根据水中杂质及污染物的实际情况，有针对性的添加水处理剂，本发明优选的实施方案还有，所述储料罐15内设有若干个彼此独立的仓室15.1，若干个仓室15.1内分别储存有不同的水处理添加剂。
为了控制器7与水质分析仪便于安装、便于操作，本发明优选的实施方案还有，所述控制器7与水质分析仪16分别设置在壳体1的下方。
为了使得壳体1能够经久耐用，而且还具有一定的强度，本发明优选的实施方案还有，所述壳1体为不锈钢壳体，所述套管为石英套管。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种光催化杀菌装置，其特征在于，所述装置包括壳体，壳体上设有进水口和出水口，壳体内设有光源，光源套装在套管内，套管穿过壳体，壳体内还填充有表面附着有光触媒的载体，壳体外部连接有控制器，进水口处设有滤网层，出水口设有水质分析仪接口，壳体上还设有水质处理添加剂的添加口，添加口依次通过管路、总阀门、泵体、管路、分阀门与储料罐连接，泵体、总阀门、分阀门分别通过执行器件与控制器连接。
2.如权利要求1所述的光催化杀菌装置，其特征在于，所述壳体为横向设置的筒状结构，添加口、进水口和出水口分别设置在壳体的上部。
3.如权利要求2所述的光催化杀菌装置，其特征在于，所述光源为紫外线灯管，紫外线灯管为单支，且紫外线灯管为H型或为U型，紫外线灯管与控制器连接。
4.如权利要求3所述的光催化杀菌装置，其特征在于，所述外线灯管发出紫外光的波长180～380nm，外线灯管功率为6～50W。
5.如权利要求4所述的光催化杀菌装置，其特征在于，所述载体为空心或实心的玻璃球、空心或实心的石英球、玻璃管、石英管、氧化铝球、分子筛球、球状活性炭、柱状活性碳中的任意一种或其任意组合。
6.如权利要求1所述的光催化杀菌装置，其特征在于，所述滤网层为逆渗透膜、纳滤膜或超滤膜，或为活性炭层。
7.如权利要求1所述的光催化杀菌装置，其特征在于，所述总阀门与分阀门均为电磁比例阀。
8.如权利要求1所述的光催化杀菌装置，其特征在于，所述储料罐内设有若干个彼此独立的仓室，若干个仓室内分别储存有不同的水处理添加剂。
9.如权利要求1所述的光催化杀菌装置，其特征在于，所述控制器与水质分析仪分别设置在壳体的下方。
10.如权利要求1所述的光催化杀菌装置，其特征在于，所述壳体为不锈钢壳体，所述套管为石英套管。
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