CN110550696A

CN110550696A - 一种水净化装置及应用

Info

Publication number: CN110550696A
Application number: CN201910953406.4A
Authority: CN
Inventors: 王森在
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-10-09
Filing date: 2019-10-09
Publication date: 2019-12-10

Abstract

本发明公开了一种水净化装置及应用。所述一种水净化装置，包括气泵，进气管、其特征在于，还包括净化模组和出气管，所述进气管的两端分别接所述气泵和所述净化模组的一端，所述出气管的一端接所述净化模组的另一端。本发明的水净化装置，具有体积小、占用空间小；使用、更换方便；残留的臭氧少；空气净化效果好；透射出的紫外线低，对人体安全等优点。

Description

一种水净化装置及应用

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种水净化装置及应用。

背景技术

随着社会人类的增长和工业的发展，生活用水(例如饮用水、鱼缸用水、洗澡用水、泡脚用水)的污染日益严重，特别是微量有机污染物是当今世界普遍面临的问题，微量有机污染物多数是致癌、致畸、致突变物质，严重威胁健康；而目前水厂所采取用的处理工艺通常无法除净这些物质。

现阶段的一些水净化技术，如通过臭氧发生器将臭氧注入到水中，但是臭氧的含量无法控制，往往导致臭氧超标，水中及逸散到空气中的臭氧，超过一定浓度会刺激人的呼吸道，造成咽喉肿痛、胸闷咳嗽、引发支气管炎和肺气肿；并可能会造成人的神经中毒，头晕头痛、视力下降、记忆力衰退；另外臭氧会对人体皮肤中的维生素E起到破坏作用，致使人的皮肤起皱、出现黑斑；臭氧还会破坏人体的免疫机能，诱发淋巴细胞染色体病变，加速衰老，致使孕妇生畸形儿。

为了解决臭氧超标的问题，现有技术中例如中国专利(申请)CN200910308019.1、CN200810136850.9、CN201310236853采用了臭氧和过氧化氢联用的方式，从而降低臭氧含量，但是这种方法，又可能导致过氧化氢(H2O2)超标的问题，而超标的过氧化氢具有腐蚀性对人体皮肤有害，通过其腐蚀性直接伤害人体；通过其强氧化性，引起脂质过氧化；双氧水大量进入血液，有可能因此导致动脉或静脉气体栓塞。

另外，一些现有技术的水净化装置，具有体积大，更换、使用不便的缺点。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种结构合理、臭氧不超标、净化效果好的一种水净化装置。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种水净化装置，包括气泵、进气管，其特征在于，还包括净化模组和出气管，所述进气管的两端分别接所述气泵和所述净化模组的一端，所述出气管的一端接所述净化模组的另一端。

进一步地，所述净化模组包括紫外线灯、第一电源线、涂有光触媒的网筒以及外壳，所述第一电源线的一端接所述紫外线灯的一端，另一端接电源，所述紫外线灯包含引脚。

进一步地，所述进气管和所述出气管分别嵌套在所述外壳的两端，所述进气管靠近所述外壳的一端设置有出线孔，所述第一电源线穿过所述出线孔后其另一端接电源，所述紫外线灯和涂有光触媒的网筒位于所述外壳内，所述涂有光触媒的网筒嵌套在所述紫外线灯表面。

进一步地，所述净化模组还包括进气套和出气套，所述进气套和出气套分别接嵌套在所述外壳的两端，所述进气套和所述出气套具有一定的空腔，所述进气管的输出端和所述出气管的输入端分别插入所述进气套的入口和所述出气套的出口，所述第一电源线穿出所述进气套的入口后其另一端接电源。

进一步地，所述紫外线灯为波长为10nm～400nm之间的紫外线灯，涂有光触媒的网筒为两层或两层以上，相临的层与层之间相互嵌套。

进一步地，水净化装置还包括镇流器，所述镇流器一端电连接所述紫外线灯，另一端设置有第二电源线，所述外壳为内壁镀锌的不锈钢管。

进一步地，外壳外覆盖有热缩套管。

进一步地，所述净化模组还包括第一卡扣套和第二卡扣套，所述第一卡扣套和所述第二卡扣套均具有内卡环和外卡扣，所述内卡环和所述外卡扣通过支撑条连接为一体，所述第一卡扣套的支撑条的背面设有柱台，固定孔贯穿所述支撑条和所述柱台,所述第一电源线设有底座，所述底座两侧设有螺纹孔，所述底座的底部设有与所述引脚对应的接线端，所述引脚从所述的内卡环内穿出后插入所述接线端，第一卡扣套通过外卡扣环扣在所述外壳的一端，所述第一卡扣套上的固定孔与所述螺纹孔对应，所述底座通过螺钉锁入固定孔与所述螺纹孔，所述第二卡扣套的外卡扣环扣在所述外壳的另一端。

进一步地，所述紫外线灯的两端套有弹性部件。

本发明的还提供一种水净化装置的应用。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的水净化装置体积小、占用空间小；使用、更换方便；残留的臭氧少；空气净化效果好；透射出的紫外线低，对人体安全。

附图说明

图1为本发明第一实施例的一种水净化装置的示意图。

图2为本发明第一实施例的水净化装置中的净化模组(剖切)和第一电源线连接示意图。

图3为本发明第一实施例的净化模组一端与底座连接的示意图图。

图4为图3中的底座的仰视图。

图5为图2中的紫外线灯示意图。

图6为图3中第一卡扣套的主视图。

图7为图3中第一卡扣套的第一立体图。

图8为图3中第一卡扣套的第二立体图。

图9为图2中第二卡扣套的主视图。

图10为图2中第二卡扣套的立体图。

图11为本发明第二实施例的一种水净化装置的示意图

其中，附图标记如下：

1、气泵

2、进气管

201、出线孔

3、净化模组

4、出气管

5、紫外线灯

51、引脚

61、内层网筒

62、外层网筒

7、外壳

8、不锈钢管

9、进气套

10、出气套

11、第一电源线

111、底座

1111、螺纹孔

1112、螺钉

1113、接线端

12、第一卡扣套

13、第二卡扣套

14、内卡环

15、外卡扣

16、支撑条

161、柱台

1611、固定孔

17、镇流器

18、第二电源线

19、热缩套管

20、弹性垫圈

21、弹簧

22、容器

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

第一实施例：

请参阅图1～10，本发明第一实施例中，一种水净化装置，包括气泵1、进气管2、净化模组3和出气管4，进气管2的一端接气泵1，另一端接净化模组3的一端，出气管4的一端接所述净化模组3的另一端，出气管4的另一端插入需要净化的容器22的水中。气泵1用来将空气通过进气管2打入到净化模组3处，净化模组3通过光催化和光解反应，将产生的物质导入容器22中的水中，和水中的有毒有害物进行反应，从而达到净化水质的目的。

净化模组3包括紫外线灯5、第一电源线11、涂有光触媒的内层网筒61、涂有光触媒的外层网筒62以及外壳7，紫外线灯包含引脚51，所述第一电源线11的一端接所述紫外线灯5的一端，所述进气管2嵌套在所述外壳7的一端之上，所述出气管4嵌套在所述外壳7的另一端之上，所述进气管2靠近所述外壳7的一端设置有出线孔201，所述第一电源线11穿过所述出线孔201后其另一端接镇流器17的一端，在使用中，镇流器17的另一端通过第二电源线18电连接于电源(例如交流220v,图中未示出)，所述紫外线灯(5)、涂有光触媒的内层网筒61和涂有光触媒的外层网筒62位于所述外壳7内，涂有光触媒的内层网筒61和涂有光触媒的外层网筒62相互嵌套后嵌套在所述紫外线灯5表面，涂有光触媒的内层网筒61介于涂有光触媒的外层网筒62和紫外线灯5之间。

可替代地，第一电源线11的另一端可以不经镇流器17而直接与适配的电源电相接。

其中，镇流器17可以为电子镇流器或电感镇流器。

前述涂有光触媒的网筒有两层，即涂有光触媒的内层网筒61和涂有光触媒的外层网筒62，可替代地，涂有光触媒的网筒可以只有一层、也可以有三层或三层以上，当网筒6为多层(三层以上)时，每层相互嵌套，其中最内层的网筒最为贴近紫外线灯5。

涂有光触媒的网筒层数越多，光触媒的含量越大，光催化和光解效率越高。

优选地，网筒为不锈钢镀锌网筒，锌可以防止不锈钢里面所含的锰，将臭氧或臭氧负离子还原成氧。

更进一步地，网筒上的锌是通过溅镀或蒸镀工艺附着其上的，这样可以产生有利于放电的尖端，并扩大光触媒的比表面积，提高光触媒的附着度，从而提高下述光催化反应和光解反应的效率。

光触媒至少含有二氧化钛，还可含有其它纳米金属，例如纳米铂、纳米银，纳米铑、纳米钯的一种或多种，这种/这些纳米金属与二氧化钛进行配位螯合后，会极大提高光生载流子的分离效率和抑制电子-空穴的重新复合，从而进一步拓宽了光触媒的光波吸收范围。

当网筒有多层时，没层上所涂的光触媒的成分可以一样，也可以不同。

其中，紫外线灯5波长为10nm～400nm之间的紫外线灯。上述光触媒在受到紫外线灯5发出的波长小于或等于387.5nm的紫外光的照射下，发生光催化反应，光触媒价带的电子就获得光子的能量而跃迁至导带，形成光生电子(e-)，而价带中则相应地形成光生空穴(h+)，光生空穴(h+)将打入到净化模组3处的空气中的水分子(H₂O)分解成羟基自由基(OH)。而在波长小于200nm以下的紫外线照射下，发生光解反应，被打入到净化模组3处的空气中的氧分子(O₂)会被分解生成活性氧(O)，被打入到净化模组3处的空气中的水分子(H₂O)被分解成羟基自由基(OH)，活性氧(O)与氧分子O₂结合生成臭氧(O₃)；另外，光催化过程中产生的光生电子(e-)与光解反应产生的臭氧(O₃)结合产生臭氧负离子(O₃-)。

上述光催化反应的主要过程式为：

TiO₂+hv(λ≤387.5nm)→e^ˉ+h+

h++H2O→OH+H+

eˉ+O2→O2^ˉ

上述光解反应的主要过程式为：

H₂O+hv(λ<200nm)→H+OH

O₂+hv(λ<200nm)→0+0

0+O₂→O₃

H₂O+0→2OH

光催化过程中产生的光生电子(e^ˉ)和光解反应产生的臭氧(O₃)之间反应的过程式为：

e^ˉ+O₃→O₃-

上述过程式中：hv为紫外线光子，λ为紫外线波长，H₂O为空气中的水分子。

上述臭氧(O₃)、臭氧负离子(O₃-)分别和羟基自由基(OH)通过出气管4进入到需要净化的水中，其中的臭氧(O₃)、臭氧负离子(O₃-)分别与羟基自由基(OH)或水结合产生超氧化氢(HO₂)以及超氧化氢负离子(HO₂-)，超氧化氢(HO₂)、超氧化氢负离子(HO₂-)及羟基自由基(OH)具有强氧化性，可迅速与水中的有毒有害物质反应，产生无毒无害的物质，如CO₂、H₂O等，从而达到杀菌、净化水质的作用。

其中，通过光生电子(e-)与臭氧(O₃)结合产生臭氧负离子(O₃-)，降低了水中及空气中臭氧(O₃)的含量，同时，相比臭氧(O₃)而言，臭氧负离子(O₃-)的活性更强，更容易和羟基自由基(OH)结合生成超氧化氢(HO₂)，杀菌效果更好。

其中，外壳7可以为不锈钢管，或不锈钢管与热缩套管19的组合。

优选地，锈钢管的内壁上喷有陶瓷粉，陶瓷粉可以吸收紫外线灯5发出的紫外线，有效減少紫外线UVA、UVB的外泄，同时由于陶瓷粉吸收紫外线后转化成热量，使得温度升高，光催化和光解反应的效果更佳。

当外壳7为不锈钢管与热缩套管的组合时，热缩套管套在不锈钢管的外面，热缩套管可以保持净化模组3处的不锈钢管内的温度，使得光催化反应和光解反应更充分。

优选地，不锈钢管的内壁上镀有锌，从而可以防止不锈钢管里面所含有的锰，将上述臭氧或臭氧负离子还原成氧。进一步地，净化模组3的的一端可以套接进气套9，另一端套接出气套10，进气套9和出气套10顺着净化模组3两端向外延伸部分形成一定的空腔，进气管2的输出端插入至进气套9的空腔内，出气管4的输入端插入出气套10的空腔内，在使用时，出气管4的输出端插入容器22的水中。

为了限制净化模组3中的部件(例如紫外线灯5、涂有光触媒的网筒)晃动，在外壳7两端设置卡扣套，卡扣套包括第一卡扣套12和第二卡扣套13，第一卡扣套12和所述第二卡扣套13均具有内卡环14和外卡扣15，内卡环14和外卡扣15通过支撑条16连接为一体，第一卡扣套12的外卡扣和第二卡扣套13的外卡扣分别环扣在外壳7的一端和另一端，从而将紫外线灯5、涂有光触媒的网筒限制在外壳7内。

优选地，第一卡扣套12的外卡扣的内壁、第二卡扣套13的外卡扣的内壁均设有内螺纹，外壳7两端外壁分别设有与之匹配的外螺纹，这样第一卡扣套12、第二卡扣套13与外壳7通过螺纹连接的方式相固定。

此外，所述第一卡扣套12的支撑条16的背面设有柱台161，固定孔1611贯穿所述支撑条16和所述柱台161,所述第一电源线11设有底座111，所述底座111两侧设有螺纹孔1111，所述底座111的底部设有与所述引脚51对应的接线端1113，在使用中，所述引脚51从所述的内卡环14内穿出后插入所述接线端1113，第一卡扣套12通过外卡扣15环扣在所述外壳7的一端，所述第一卡扣套12上的固定孔1611与所述螺纹孔1111对应，所述底座111通过螺钉1112锁入固定孔(1611与所述螺纹孔1111。

由于上述第一卡扣套12上设有柱台161及固定孔1611，即使紫外线灯一端未设固定孔，也可通过引脚51、接线端1113，以及固定孔1611、底座111上的螺纹孔1111和螺钉1112等的配合，固定紫外线灯，从而该固定方式可应用范围更广。

上述固定方式，还便于拆卸、安装及更换水净化装置中的部件，例如，当需要更换网筒时，只需要打开第二卡扣套13，即可将需要更换的网筒抽出，然后将新的网筒放入后盖上第二卡扣套13即可；而需要更换紫外线灯时，拧掉螺钉1112，拔出底座111，打开第一卡扣套12后即可将需更换的紫外线灯取出。

优选地，紫外线灯5的一端套有弹性垫圈20，另一端套有弹簧21，如此设置，可使得网筒不晃动。

可替代地，紫外线灯5可以两端均套有弹性垫圈，或均套有弹簧，或其它弹性部件。

第二实施例：

请参阅图11，与第一实施例所述的水净化装置相比，第二实施例的水净化装置中，净化模组3除了包括紫外线灯5、第一电源线11、涂有光触媒的网筒6以及外壳7外，还包括进气套9和出气套10，进气套9和出气套10具有一定的空腔，进气套9的一端嵌套在外壳7的一端，出气套10的一端嵌套在外壳7的另一端，进气管2的输出端和出气管4的输入端分别插入进气套9和出气套10，进气套9、出气套9另一端端口的大小可以根据实际需要调整，第一电源线11穿过进气套9的空腔后从进气套9的另一端端口伸出，在使用时，第一电源线11的另一端接适配电源，为了使得紫外线灯5的使用寿命更长，第一电源线可通过镇流器17接入交流电源(例如220V市电)。由于设置进气套9和出气套10，可以适应更细的进气管2和出气管4，同时，方便第一电源线11的引出。

可替代地，第一电源线11也可穿过出气套10的空腔后，从出气套10的另一端端口伸出后接入适配电源。

优选地，进气管2穿过进气套9之处通过垫圈或胶水密封，出气管4穿过出气套10之后通过垫圈或胶水密封，这样使得光催化和光解反应的产物尽可能多地进入水中而非逃逸到空气中，从而提高水的净化效率。

本发明还公开了上述的水净化装置的应用，将所述水净化装置应用于水净化过程中，具体为，将出气管4插入容器22的水中，将紫外线灯5接入电源，紫外线灯5开始发光，气泵1将空气通过进气管2打入净化模组3处，发生光催化和光解反应，产生的臭氧(O₃)、臭氧负离子(O₃-)以及羟基自由基(OH)通过出气管4进入水中，与水中的有毒有害物质反应，净化水质。

本发明的水净化装置，在使用中残留的臭氧少、水净化效果好、透射出的紫外线(UVA,UVB)低、对人体安全、使用方便等优点。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims

1.一种水净化装置，包括气泵、进气管，其特征在于，还包括净化模组和出气管，所述进气管的两端分别接所述气泵和所述净化模组的一端，所述出气管的一端接所述净化模组的另一端。

2.根据权利要求1所述的水净化装置，其特征在于，所述净化模组包括紫外线灯、第一电源线、涂有光触媒的网筒以及外壳，所述第一电源线的一端接所述紫外线灯的一端，另一端接电源，所述紫外线灯包含引脚。

3.根据权利要求2所述所述的水净化装置，所述进气管和所述出气管分别嵌套在所述外壳的两端，所述进气管靠近所述外壳的一端设置有出线孔，所述第一电源线穿过所述出线孔后其另一端接电源，所述紫外线灯和涂有光触媒的网筒位于所述外壳内，所述涂有光触媒的网筒嵌套在所述紫外线灯表面。

4.根据权利要求2所述的水净化装置，其特征在于，所述净化模组还包括进气套和出气套，所述进气套和出气套分别接嵌套在所述外壳的两端，所述进气套和所述出气套具有一定的空腔，所述进气管的输出端和所述出气管的输入端分别插入所述进气套的入口和所述出气套的出口，所述第一电源线穿出所述进气套的入口后其另一端接电源。

5.根据权利要求3或4所述的水净化装置，其特征在于，所述紫外线灯为波长为10nm～400nm之间的紫外线灯，涂有光触媒的网筒为两层或两层以上，相临的层与层之间相互嵌套。

6.根据权利要求3或4所述的水净化装置，其特征在于，还包括镇流器，所述镇流器一端电连接所述紫外线灯，另一端设置有第二电源线，所述外壳为内壁镀锌的不锈钢管。

7.根据权利要求3或4所述的水净化装置，其特征在于，外壳外覆盖有热缩套管。

8.根据权利要求3或4所述的水净化装置，其特征在于，所述净化模组还包括第一卡扣套和第二卡扣套，所述第一卡扣套和所述第二卡扣套均具有内卡环和外卡扣，所述内卡环和所述外卡扣通过支撑条连接为一体，所述第一卡扣套的支撑条的背面设有柱台，固定孔贯穿所述支撑条和所述柱台,所述第一电源线设有底座，所述底座两侧设有螺纹孔，所述底座的底部设有与所述引脚对应的接线端，所述引脚从所述的内卡环内穿出后插入所述接线端，第一卡扣套通过外卡扣环扣在所述外壳的一端，所述第一卡扣套上的固定孔与所述螺纹孔对应，所述底座通过螺钉锁入固定孔与所述螺纹孔，所述第二卡扣套的外卡扣环扣在所述外壳的另一端。

9.根据权利要求3或4所述的水净化装置，其特征在于，所述紫外线灯的两端套有弹性部件。

10.根据权利要求1至9任一项所述的水净化装置的应用，其特征在于，将所述水净化装置应用于水净化过程中。