CN110204121A - 一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，属于泳池处理领域，包括带有进水管和出水管的箱体，所述箱体内设有过滤单元、铜银离子发生单元和紫外线净化单元，从进水管至出水管依次是铜银离子发生单元、过滤单元和紫外线净化单元。该泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统具有净化效率高，对环境和人体危害小，持续性消毒的优点。
Description
技术领域
本发明涉及泳池处理的技术领域，尤其是涉及一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统。
背景技术
目前，绝大多数泳池采用氯消毒。氯消毒经济方便、效果可靠，水中溶解的氯有持续杀菌能力，但氯本身有毒，氯消毒存在的最大问题是，投药后，泳池周边空气中经常弥漫一股难闻的氯气味；在住宅小区内，小区泳池开放时经常招致住户投诉。五星级酒店室内泳池空气中氯气浓度更大，游泳时使人头晕不适；氯气投药房空气中的氯浓度通常也很高，对工人健康有害；氯气是有毒物品，存放、运输也很麻烦；氯消毒还会产生二次污染，消毒排放水中的含氯物质大部分有毒性，部分具有致突性。
紫外线消毒作为一种物理消毒方法，完全无消毒副产物，无二次污染，安全可靠。消毒效率高，广谱杀菌，不受水温、PH等影响。特别是对具有抗氯性的隐孢子虫，贾第虫卵的灭活效率显著。但紫外线消毒的最大缺陷是没有持续消毒能力，可能导致泳池内水体细菌滋生，破坏消毒效果。
现在市场上也都出现了各式各样的泳池净化器，但净化的效率都不是很高，对环境和人体都有很大的危害，消毒的持久性不是很好。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，该泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统具有净化效率高，对环境和人体危害小，持续性消毒的优点。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，包括带有进水管和出水管的箱体，所述箱体内设有过滤单元、铜银离子发生单元和紫外线净化单元，从进水管至出水管依次是铜银离子发生单元、过滤单元和紫外线净化单元。
通过采用上述技术方案，泳池内的水从进水管进入，铜银离子发生单元产生铜银离子，铜银离子具有絮凝的作用，与水中的微小颗粒结合变成大颗粒，在经过过滤单元的时候可以将其过滤掉，过滤效果更佳，从而可以提高水的透明度，紫外线净化单元消毒效率高，在后面再经过紫外线净化单元的时候越干净的水净化效果会更佳，产生的铜银离子会与细菌细胞相结合，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，起到持续消毒杀菌的作用，铜银离子与紫外线结合后可以明显减少铜银离子消毒剂30%-50%的用量，一方面是铜银离子水合物在紫外线的作用下会重新变成铜银离子进入到水中，另外一方面是在紫外线的作用下可以抑制水中生物量的生长，从而也可以减少铜银离子的消耗量，整个净化系统具有净化效率高，对环境和人体危害小，持续性消毒杀菌的优点。
本发明进一步设置为：所述紫外线净化单元包括紫外线灯和二氧化钛光催化陶瓷板。
通过采用上述技术方案，水中的二氧化钛光催化板在紫外线照射后，会把水分子变成羟基自由基，而羟基自由基是强氧化剂可以杀菌灭藻，更重要的是它能把水中的有机污染物氧化为二氧化碳和水，进一步提高净化效果。
本发明进一步设置为：所述箱体内设有净化仓和储水仓，所述净化仓上端与进水管相互连通，所述净化仓与储水仓的底部相互连通，所述储水仓的上端与出水管连通，所述出水管的高度低于储水仓的高度，所述紫外线净化单元设置在净化仓内，紫外线净化单元还包括带有若干通孔的花洒板，所述花洒板位于二氧化钛光催化陶瓷板的上方，所述二氧化钛光催化陶瓷板位于紫外线灯的上方，所述花洒板的高度大于储水仓的高度。
通过采用上述技术方案，将泳池水通过水泵抽取到箱体内，泳池水通过花洒板后形成像花洒喷水一样跌落到净化仓的水面上，使泳池水与空气充分接触提高水中氧气含量，同时也利于泳池水中有害气体的散发，水中的氧气含量越高，紫外线和二氧化钛光催化陶瓷板的灭活效率越高。
本发明进一步设置为：所述箱体侧壁上设有进气孔。
通过采用上述技术方案，可以使更多的空气进入与水混合提高臭氧的含量。
本发明进一步设置为：所述箱体为圆桶型，所述过滤单元为桶状的过滤网，所述紫外线净化单元设置在过滤网内，所述进水管与出水管通过过滤网隔开，所述进水管设置在过滤网开口的下方，所述出水管设置在过滤网开口的上方。
通过采用上述技术方案，桶状的过滤网增大了与泳池水的接触面积，提高过滤效果。
本发明进一步设置为：所述箱体的底部设置有排污口，所述排污口处设有阀门。
通过采用上述技术方案，过滤网采用不锈钢材质表面光滑，而且因为有铜银离子消毒，不长生物膜，打开阀门杂质可以直接从排污口排出，不需要特意地清理。
本发明进一步设置为：所述过滤网内设有管状的内桶，所述紫外线净化单元设置在内桶内，所述紫外线净化单元四周的内桶内壁上设有聚水板。
通过采用上述技术方案，采用低压大功率紫外线灯，灯管表面的紫外线强度高达50000μw/cm2，为提高灭活率，在水流经紫外线灯时，加了聚水板使水可以被聚集到灯管表面附近流过。CFD（计算流体动力学）模拟表明，这样的设计可使高强剂量比例得到较大提高，灭活率可提高0.2～0.4log。
综上所述，本发明的有益技术效果为：
1.首先通过铜银离子对泳池水中的颗粒絮凝变成大颗粒，通过过滤单元将其过滤使泳池水变得更透明，再通过紫外线净化单元进行杀菌消毒，后续铜银离子也会对泳池水进行持续杀菌消毒，整个系统具有净化效率高，对环境和人体危害小，持续性消毒的优点。
附图说明
图1是本发明实施例一的结构示意图。
图2是本发明实施例一的系统框图。
图3是本发明实施例一中紫外线净化单元的立体图。
图4是图3中除去二氧化钛光催化陶瓷板后的立体图。
图5是本发明实施例一中花洒板的立体图。
图6是本发明实施例二的结构示意图。
图中，1、箱体；2、进水管；3、出水管；4、过滤单元；41、过滤网；5、铜银离子发生单元；6、紫外线净化单元；61、紫外线灯；62、二氧化钛光催化陶瓷板；7、净化仓；8、储水仓；9、花洒板；10、臭氧发生单元；101、紫外灯；102、光催化板；11、布水板；12、进气孔；13、排污口；14、阀门；15、聚水板；16、内桶；17、控制器；18、铜离子传感器；19、通讯模块；20、移动终端；21、紫外线传感器；22、挂钩；23、引流槽；24、通孔；25、水泵；26、框体；27、通槽；28、滑移槽。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
实施例一
参照图1，为本发明公开的一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，包括箱体1，在箱体1的左侧连通有进水管2，在进水管2处连接有水泵25，在箱体1的右侧连通有出水管3，在箱体1内设置有四块隔板，四块隔板设置在箱体1内后形成五个仓室，从最左边的仓室到最右边的仓室分别安装有铜银离子发生单元5、过滤单元4、净化仓7、储水仓8和臭氧发生单元10，铜银离子发生单元5和过滤单元4的两个仓室底部相连通，过滤单元4和净化仓7的两个仓室顶部相连通，净化仓7和储水仓8的两个仓室底部相连通，储水仓8和臭氧发生单元10的两个仓室顶部相连通，在净化仓7内设有两个叠加在一起的紫外线净化单元6，紫外线净化单元6包括紫外线灯61和设置在紫外线灯61上方的二氧化钛光催化陶瓷板62，二氧化钛光催化陶瓷板62为在陶瓷板表面喷涂一层纳米级二氧化钛，再经过高温烧烤后粘结在陶瓷板上，储水仓8的高度高于二氧化钛光催化陶瓷板62的高度，使紫外线灯61和设置在紫外线灯61都处在水中，在二氧化钛光催化陶瓷板62上方还设置有带有若干通孔24的花洒板9，溢流到花洒板9的泳池水被均匀地洒落到下方的水面上，花洒板9的高度高于储水仓8的高度；过滤单元4为曲线型的过滤网41，过滤面积大。
铜银离子发生单元5为市场上常见的铜银离子发生器，电解时电解的是紫铜，紫铜中含有5%的银，电解时铜和银同时电解出离子，铜银离子具有很好的灭菌灭藻效果，铜银离子不会蒸发到空气中，避免了氯消毒固有的空气中氯气致人不适的问题，铜银离子电解时，也易于自动控制，避免了日常人工投药的麻烦。如图2所示，在箱体1内设有铜离子传感器18，铜离子传感器18连接有控制器17，控制器17内设有铜离子含量的设定值，当铜离子传感器18检测到箱体1内的铜离子含量大于0.8mg/L时控制器17控制铜银离子发生器停止工作，当铜离子传感器18检测到箱体1内的铜离子含量小于0.4mg/L时控制器17控制铜银离子发生器启动，可以对箱体1内的铜离子含量进行控制，铜离子含量控制后也就同时控制了银离子含量，控制器17同时可以控制水泵25和紫外线灯61和紫外灯101的运行时间；箱体1内还设置有紫外线传感器21，紫外线传感器21与控制器17连接，控制器17上连接有通讯模块19，控制器17通过通讯模块19向移动终端20传送紫外线、紫外灯101、水泵25和铜银离子发生器运行状况等数据。
如图1所示，臭氧发生单元10包括紫外灯101和设置在紫外灯101上方的光催化板102，光催化板102为二氧化钛光催化陶瓷板62，紫外灯101设置在出水管3的上方，在光催化板102上方还设置有带有若干通孔24的布水板11，布水板11的高度低于储水仓8的高度，在正常工作的时候，出水管3的直径大于进水管2的直径，臭氧发生单元10处的水面是低于出水管3的直径的，紫外灯101暴露在空气中与空气接触后会产生臭氧，泳池水从布水板11上洒落后，与含臭氧的空气共同进入排水管道混合，可以提高消毒效果，在臭氧发生单元10上方的箱体1侧板上开设有进气孔12，可以使箱体1内有充足的空气反应成臭氧；在紫外灯101和紫外线灯61的四周隔板侧板上设有聚水板15。
如图3和图4所示，紫外线灯61、紫外线灯61四周的聚水板15和二氧化钛光催化陶瓷板62是安装在一个上下通透的框体26内，在框体26上端开口处设有滑移槽28，二氧化钛光催化陶瓷板62有两块均滑移连接在滑移槽28内，可以方便对二氧化钛光催化陶瓷板62进行拆卸或者安装，二氧化钛光催化陶瓷板62为透水透气的多孔板，在二氧化钛光催化陶瓷板62左右两边与框体26内壁之间留有通槽27，通槽27的设置使二氧化钛光催化陶瓷板62在被杂质堵塞的时候，水流也可以正常从通槽27内经过可以正常工作。
如图5所示，花洒板9和布水板11为相同的板体，在花洒板9和布水板11上均设有挂钩22，通过挂钩22将花洒板9和布水板11挂设在隔板的顶部，在花洒板9和布水板11上均设置有连通各个通孔24的引流槽23，使泳池水在跌落的时候更为均匀。
上述实施例的实施原理为：将泳池水通过水泵25抽取到箱体1内，泳池水首先经过铜银离子发生器的仓室，在仓室的底部再进入到隔壁过滤单元4的仓室进行过滤，过滤单元4的仓室充满后溢流到隔壁的花洒板9上形成像花洒喷水一样跌落到下方的水面上，使泳池水与空气充分接触提高水中氧气含量，并且水中的二氧化钛光催化板在紫外线照射后，会把水分子变成羟基自由基，而羟基自由基是强氧化剂可以杀菌灭藻，它也能把水中的有机污染物氧化为二氧化碳和水，起到净化水的作用，紫外线净化单元6仓室内的水从底部进入到储水仓8内，当储水仓8内的水充满后溢流到隔壁的布水板11上，形成像花洒喷水一样跌落到下方的水面上，紫外灯101与空气接触产生臭氧，光催化板102会产生羟基自由基，臭氧发生单元10仓室内的水从出水管3重新流回到泳池内，水中夹杂着铜银离子可以对泳池内的水持续不断地进行杀菌消毒，出水管3内的水没有充满，臭氧以及羟基自由基会被吸过来并且与水进行混合。
铜银离子的消毒效果与铜银离子加紫外线消毒效果对比表（以银离子浓度为0.02mg/l作对比）
由表中可知，单单铜银离子消毒起效慢，对大肠杆菌消毒60分钟，灭活率（=-lg(Nt/No）仅为1.3lg，而铜银离子加上紫外线后，5分钟即可达到1.7lg，对细菌总数也是类似结果。
铜银离子持续消毒有效时间表（以银离子浓度作对比）
| 时间（小时） | 0小时 | 10小时 | 20小时 | 50小时 | 70小时 |
| 灭活率（银离子浓度为0.02mg/l） | 0 | 5.5 | 4.3 | 4.2 | 0.22 |
| 灭活率（银离子浓度为0.05mg/l） | 0 | 5.5 | 4.8 | 5.4 | 4.5 |
由上表可知，当银离子浓度为0.02mg/l时，有效消毒时间约为50-60小时，当银离子浓度为0.05mg/l时,70小时仍能达到极佳灭活率。因此铜银离子是非常好的泳池消毒稳定剂。
铜银离子与紫外线结合后可以明显减少铜银离子消毒剂30%-50%的用量，一方面是铜银离子水合物在紫外线的作用下会重新变成铜银离子进入到水中，另外一方面是在紫外线的作用下可以抑制水中生物量的生长，从而也可以减少铜银离子的消耗量。
实施例二
参照图6，为本发明公开的一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，与实施例不同的是箱体1的形状是圆桶型的，过滤单元4为桶状的过滤网41，进水管2与出水管3通过过滤网41隔开，进水管2设置在过滤网41开口的下方，出水管3设置在过滤网41开口的上方，在过滤网41内设置有管状的内桶16，在内桶16的内壁上沿其轴向方向设置有环形的聚水板15，紫外线净化单元6设置在内桶16内，水在经过聚水板15的时候会聚集停留，使水与紫外线更好地接触，紫外线净化单元6包括紫外线灯61和二氧化钛光催化陶瓷板62，二氧化钛光催化陶瓷板62设有两块，分别设置在紫外线灯61的左右两侧，可以提高消毒效果，紫外线灯61为竖直长条形，紫外线灯61的最高点高于进水管2的高度，在使用的时候紫外线灯61露出水面与空气接触可以产生臭氧与水混合；在圆桶型箱体1的底板设置有排污口13，排污口13处设置有阀门14，阀门14为电磁阀。
上述实施例的实施原理为：将泳池水通过水泵25抽取上来，泳池水首先经过铜银离子发生器再进入到圆桶型的箱体1内，铜银离子随水同时被带入到箱体1内发生絮凝，水从内桶16的底部进入的时候，大颗粒的杂质被过滤网41阻隔，掉落到排污口13，水流在从下往上流的过程中部分水流被聚水板15阻挡后穿过二氧化钛光催化陶瓷板62往紫外线灯61一侧流动，水流撞击到紫外线灯61后又会返回穿过二氧化钛光催化陶瓷板62，如此循环使水流与二氧化钛光催化陶瓷板62充分接触，当内桶16内充满水后再从出水管3内流回到泳池内。
Claims (7)
1.一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，包括带有进水管(2)和出水管(3)的箱体(1)，其特征在于：所述箱体(1)内设有过滤单元(4)、铜银离子发生单元(5)和紫外线净化单元(6)，从进水管(2)至出水管(3)依次是铜银离子发生单元(5)、过滤单元(4)和紫外线净化单元(6)。
2.根据权利要求1所述的一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，其特征在于：所述紫外线净化单元(6)包括紫外线灯(61)和二氧化钛光催化陶瓷板(62)。
3.根据权利要求2所述的一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，其特征在于：所述箱体(1)内设有净化仓(7)和储水仓(8)，所述净化仓(7)上端与进水管(2)相互连通，所述净化仓(7)与储水仓(8)的底部相互连通，所述储水仓(8)的上端与出水管(3)连通，所述出水管(3)的高度低于储水仓(8)的高度，所述紫外线净化单元(6)设置在净化仓(7)内，紫外线净化单元(6)还包括带有若干通孔(24)的花洒板(9)，所述花洒板(9)位于二氧化钛光催化陶瓷板(62)的上方，所述二氧化钛光催化陶瓷板(62)位于紫外线灯(61)的上方，所述花洒板(9)的高度大于储水仓(8)的高度。
4.根据权利要求1所述的一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，其特征在于：所述箱体(1)侧壁上设有进气孔(12)。
5.根据权利要求2所述的一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，其特征在于：所述箱体(1)为圆桶型，所述过滤单元(4)为桶状的过滤网(41)，所述紫外线净化单元(6)设置在过滤网(41)内，所述进水管(2)与出水管(3)通过过滤网(41)隔开，所述进水管(2)设置在过滤网(41)开口的下方，所述出水管(3)设置在过滤网(41)开口的上方。
6.根据权利要求5所述的一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，其特征在于：所述箱体(1)的底部设置有排污口(13)，所述排污口(13)处设有阀门(14)。
7.根据权利要求6所述的一种泳池紫外线光催化铜银离子消毒净化系统，其特征在于：所述过滤网(41)内设有管状的内桶(16)，所述紫外线净化单元(6)设置在内桶(16)内，所述紫外线净化单元(6)四周的内桶(16)内壁上设有聚水板(15)。
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