CN1800038A - 声光杀菌饮用水处理装置 - Google Patents

Abstract

声光杀菌饮用水处理装置，属于水处理工程应用技术领域，包括声光杀菌箱体，二次杀菌处理箱体，超声波发生器，换能器，激光发生器，光导光纤，紫外线发生器，紫外线杀菌灯，活性炭，反渗透微滤膜，单面反光贴膜及水阀。本发明一方面利用激光和超声波的联合效应，对水进行短时间有效杀菌处理，还利用紫外灯对水进行长时间地辐射杀菌，另一方面利用活性炭吸附作用和反渗透微滤膜过滤作用，去除水中各种胶体、色素、大分子有机物等杂质，不仅能彻底有效地消灭水中的各种细菌，没有任何二次污染，而且保留了自然界水中对人体有益的微量矿物质离子，生产出的饮用水无毒且健康，具有显著的社会效益和经济效益。

Description

声光杀菌饮用水处理装置

技术领域

本发明涉及的是一种饮用水处理装置。特别是一种短时间内采用超声波和激光联合杀菌的声光杀菌饮用水处理装置，属于水处理工程应用技术领域。

背景技术

饮用水是人们日常饮食中必不可少的物质，饮用水水质的好坏直接影响人们的身体健康。以前，人们的饮用水通常是煮沸后的自然水，目的是消灭水中的有害细菌及微生物，但自然水经煮沸后，将失去其原有的对人体身体健康有益的微量矿物质元素，如Ca+，Mg+，Fe+等。随着人们生活水平的提高，人们不仅要求饮用水对人体无害，而且还要求饮用水能满足人体健康的需要，新的饮用水处理技术因此得到了迅速的发展，人们现在可以喝到不需要高温处理的安全健康的天然水。已有技术中，申请号为02129044，名称为一种纯净水的生产装置与过程的发明专利，利用低压膜分离、活性炭吸附、电去离子除盐、微滤膜过滤等工艺对自然水进行处理，最终获得饮用纯净水。这种技术虽然能有效去除水中的各种杂质，但不能有效去除原水中的细菌病毒等有害人体健康的微生物。申请号为03223887，名称为一种直饮水的杀菌保鲜装置的发明专利，其结构包括紫外灯杀菌器和加氯混合接触器，待处理水经紫外灯杀菌器杀菌后输入加氯混合接触器，加氯混合接触器向水中投放含氯消毒剂，达到对水杀菌、加氯和保鲜的目的，这种饮用水处理装置虽然结构简单，杀菌快、效率高，但利用该装置获得的饮用水由于含有氯化合物，不仅有异味，而且对人体有副作用，所以，还需进一步处理后才能饮用。申请号为200410016515，名称为新生饮用水制备方法的发明专利，采用反渗透技术或超滤技术生产纯净水，首先对纯净水进行远红外活化处理，使水进入一个装有包含电气石在内的花岗岩矿石层材料的过滤装置过滤，水质受到电荷和微量元素的作用。再将活化后的水输入贮槽，加入美乃尔(Mineral)凝聚态矿物液充分搅拌、灭活处理。然后将水通过0.2μm超滤器过滤，进入钕铁硼高强磁场磁化装置，最后在净化条件下罐装。这种饮用水处理技术虽然可以获得满足人们健康要求的饮用水，但处理过程复杂，处理成本较高，不易推广。

发明内容

为克服已有技术的不足和缺陷，本发明设计了一种声光杀菌饮用水处理装置，该装置首先利用激光和超声波的联合效应，对水进行短时间的有效杀菌处理，然后，利用活性炭吸附作用和反渗透微滤膜过滤作用，去除水中各种微粒、胶体、色素、大分子有机物等杂质，最后，利用紫外灯对水体进行长时间的照射，以防止饮用水中少量生命力强的有害细菌和微生物的“复活”。激光和超声波联合杀菌的原理是：在液体中，当超声波强度超过某一空化阈时，将产生空化效应，这时气泡的闭合破裂产生激波，在某一区域形成很高的爆炸压力，将炸死该区域中部分生命力较差的细菌和微生物，但不能消灭那些生命力强的顽菌，如链球菌等。激光灭菌主要靠高能杀菌，但激光是单色定向光，光束极细，使部分细菌躲避袭击。当超声波与激光联合应用时，由于超声波空化引起激光发散，能在整个液体中充满声光，从而使整个水体中的细菌和微生物无处可逃，即使不死，也会受到重伤，这样只要较短的时间，就会获得较高的杀菌效果。而紫外光杀菌原理是通过紫外线对细胞、病毒等单细胞微生物的照射，以破坏其生命中枢DNA(去氧核糖核酸)的结构，使构成该微生物的蛋白质无法形成，使其立即死亡或丧失繁殖能力。利用超声波与激光联合杀菌以及紫外光辅助杀菌，可获得100％的杀菌效果，保证了饮用水的绝对安全。

本发明是通过下述技术方案实现的。本发明包括声光杀菌箱体，二次杀菌处理箱体，超声波发生器，换能器，激光发生器，光导光纤，紫外线发生器，柱形石英紫外线杀菌灯，活性炭，反渗透微滤膜，单面反光贴膜，连接水阀，出水阀。声光杀菌箱体和二次杀菌处理箱体均为钢化玻璃材料制成的圆柱形箱体，单面反光贴膜贴在声光杀菌箱体的外表面，单面反光贴膜的反光面与声光杀菌箱体的外表面贴合，在声光杀菌箱体顶面和底面处分别开有进水口和出水口，进水口与出水口的位置以二者的水平距离最大为依据，在二次杀菌处理箱体的顶面边缘和底面中心处分别开有进水口和出水口，活性炭与反渗透微滤膜呈圆环体状置放在二次杀菌处理箱体中心处，活性炭圆环体内表面与反渗透微滤膜圆环体外表面紧密接触，由活性炭和反渗透微滤膜构成的圆环体的上、下表面分别与二次杀菌处理箱体的上、下内表面紧密接触，并将二次杀菌处理箱体分割为内、外腔体，外腔体的体积均大于内腔体和声光杀菌箱体的体积，反渗透微滤膜的圆环体外表面为正面，反渗透微滤膜圆环体内表面为反面，活性炭圆环体外表面与外腔体中的水接触，反渗透微滤膜圆环体内表面与内腔体中的水接触，在二次杀菌处理箱体的顶部中心处还有向内腔体内部凹陷的杀菌灯腔体，声光杀菌箱体位于二次杀菌处理箱体的上方，声光杀菌箱体的出水口通过连接水阀与二次杀菌处理箱体的进水口相连，由超声波发生器驱动的换能器位于声光杀菌箱体底部正中心。光导光纤一端与激光发生器相连，另一端位于声光杀菌箱体出水口附近，由紫外线发生器驱动的柱形石英紫外线杀菌灯置于杀菌灯腔体内，出水阀安装在二次杀菌处理箱体出水口处。

未经处理的自然水由声光杀菌箱体的进水口注入，此时，连接水阀关闭，当声光杀菌箱体注满水后，启动超声波发生器和激光发生器，换能器将超声波发生器产生的超声波传入声光杀菌箱体内，同时，光导光纤将激光发生器产生的高能激光射入声光杀菌箱体内，形成超声波与激光对水的联合杀菌效应，5分钟后，关闭超声波发生器和激光发生器，打开连接水阀，声光杀菌箱体中的水全部流入外腔体内后，关闭连接水阀，向声光杀菌箱体中继续注自然水，如此循环运行。外腔体中的水则依次通过圆环体形的活性炭和反渗透微滤膜，缓慢渗入内腔体中，利用一直开着的柱形石英紫外线杀菌灯进一步辐照杀菌，在内腔体未充满水时，出水阀处于关闭状态，当内腔体中充满水20分钟后，出水阀开启，内腔体中的水在无菌环境下装罐，成为可以喝的饮用水。

本发明的有益效果：

本发明的声光杀菌饮用水处理装置，能有效去除水中各种微粒、胶体、色素、大分子有机物等杂质，彻底消灭水中的任何细菌和微生物，同时，还保留了自然界水中对人体有益的微量矿物质离子，生产出的饮用水无毒且健康，由于采用了声光杀菌技术，所以，解决了目前饮用水处理技术利用化学剂进行杀菌后造成水体的二次污染问题。本发明结构简单，操作方便，不污染环境，具有显著的社会效益和经济效益。

附图说明

图1是本发明的声光杀菌饮用水处理装置结构示意图。

图2是本发明的声光杀菌饮用水处理装置A-A剖面示意图。

图中，箭头表示水流方向。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明包括声光杀菌箱体1，二次杀菌处理箱体2，超声波发生器6，换能器7，激光发生器8，光导光纤9，紫外线发生器10，柱形石英紫外线杀菌灯11，活性炭12，反渗透微滤膜13，单面反光贴膜14，连接水阀15，出水阀16。声光杀菌箱体1和二次杀菌处理箱体2均为钢化玻璃材料制成的圆柱形箱体，单面反光贴膜14贴在声光杀菌箱体1的外表面，单面反光贴膜14的反光面与声光杀菌箱体1的外表面贴合，在声光杀菌箱体1顶面最左端边缘处和底面最右端边缘处分别开有进水口和出水口，在二次杀菌处理箱体2的顶面最右端边缘处和底面中心处分别开有进水口和出水口，活性炭12与反渗透微滤膜13呈圆环体状置放在二次杀菌处理箱体2中心处，活性炭12圆环体内表面与反渗透微滤膜13圆环体外表面紧密接触，由活性炭12和反渗透微滤膜13构成的圆环体的上、下表面分别与二次杀菌处理箱体2的上、下内表面紧密接触，并将二次杀菌处理箱体2分割为外腔体3和内腔体4，外腔体3的体积均十倍于内腔体4和声光杀菌箱体1的体积，反渗透微滤膜13圆环体外表面为正面，反渗透微滤膜13圆环体内表面为反面，活性炭12圆环体外表面与外腔体3中的水接触，反渗透微滤膜13圆环体内表面与内腔体4中的水接触，在二次杀菌处理箱体2的顶部中心处还有向内腔体4内部凹陷的杀菌灯腔体5，杀菌灯腔体5由SiO₂玻璃材料制成。声光杀菌箱体1位于二次杀菌处理箱体2的上方，声光杀菌箱体1的出水口通过连接水阀15与二次杀菌处理箱体2的进水口相连，由超声波发生器6驱动的换能器7位于声光杀菌箱体1底部正中心。光导光纤9一端与激光发生器8相连，另一端从声光杀菌箱体1出水口附近伸入声光杀菌箱体1内。由紫外线发生器10驱动的柱形石英紫外线杀菌灯11置于杀菌灯腔体5内，出水阀16安装在二次杀菌处理箱体2出水口处。

未经处理的自然水由声光杀菌箱体1的进水口注入，此时，连接水阀15关闭，当声光杀菌箱体1注满水后，同时启动超声波发生器6和激光发生器8，换能器7将超声波发生器6产生的超声波传入声光杀菌箱体1内，同时，光导光纤9将激光发生器8产生的高能激光射入声光杀菌箱体1内，形成超声波与激光对水的联合杀菌效应，5分钟后，关闭超声波发生器6和激光发生器8，打开连接水阀15，声光杀菌箱体1中的水全部流入外腔体3内后，关闭连接水阀15，向声光杀菌箱体1中继续注自然水，如此循环运行。外腔体3中的水则依次通过圆环体形的活性炭12和反渗透微滤膜13，缓慢渗入内腔体4中。紫外线发生器10连续工作，利用柱形石英紫外线杀菌灯11对内腔体4中的水进行持续长时间杀菌。在内腔体4未充满水时，出水阀16处于关闭状态，当内腔体4中充满水20分钟后，出水阀16开启，内腔体4中的水在无菌环境下装罐，成为可以喝的饮用水。

Claims (4)

1.一种声光杀菌饮用水处理装置，包括声光杀菌箱体(1)，二次杀菌处理箱体(2)，超声波发生器(6)，换能器(7)，激光发生器(8)，光导光纤(9)，紫外线发生器(10)，柱形石英紫外线杀菌灯(11)，活性炭(12)，反渗透微滤膜(13)，单面反光贴膜(14)，连接水阀(15)，出水阀(16)，其特征在于声光杀菌箱体(1)和二次杀菌处理箱体(2)均为圆柱形箱体，单面反光贴膜(14)贴在声光杀菌箱体(1)的外表面，单面反光贴膜(14)的反光面与声光杀菌箱体(1)的外表面贴合，在声光杀菌箱体(1)顶面最左端边缘处和底面最右端边缘处分别开有进水口和出水口，在二次杀菌处理箱体(2)的顶面最右端边缘处和底面中心处分别开有进水口和出水口，活性炭(12)与反渗透微滤膜(13)呈圆环体状置放在二次杀菌处理箱体(2)中心处，活性炭(12)圆环体内表面与反渗透微滤膜(13)圆环体外表面紧密接触，由活性炭(12)和反渗透微滤膜(13)构成的圆环体的上、下表面分别与二次杀菌处理箱体(2)的上、下内表面紧密接触，并将二次杀菌处理箱体(2)分割为外腔体(3)和内腔体(4)，外腔体(3)的体积均大于内腔体(4)和声光杀菌箱体(1)的体积，反渗透微滤膜(13)圆环体外表面为正面、内表面为反面，活性炭(12)圆环体外表面与外腔体(3)中的水接触，反渗透微滤膜(13)圆环体内表面与内腔体(4)中的水接触，在二次杀菌处理箱体(2)的顶部中心处还有向内腔体(4)内部凹陷的杀菌灯腔体(5)，声光杀菌箱体(1)位于二次杀菌处理箱体(2)的上方，声光杀菌箱体(1)的出水口通过连接水阀(15)与二次杀菌处理箱体(2)的进水口相连，由超声波发生器(6)驱动的换能器(7)位于声光杀菌箱体(1)底部正中心，光导光纤(9)一端与激光发生器(8)相连，另一端从声光杀菌箱体(1)出水口附近伸入声光杀菌箱体(1)，由紫外线发生器(10)驱动的柱形石英紫外线杀菌灯(11)置于杀菌灯腔体(5)内，出水阀(16)安装在二次杀菌处理箱体(2)出水口处。

2.根据权利要求1所述的声光杀菌饮用水处理装置，其特征是所述的声光杀菌箱体(1)和二次杀菌处理箱体(2)均为钢化玻璃材料制成，杀菌灯腔体(5)由SiO₂玻璃材料制成。

3.根据权利要求1所述的声光杀菌饮用水处理装置，其特征是所述的外腔体(3)的体积均十倍于内腔体(4)的体积和声光杀菌箱体(1)的体积。

4.根据权利要求1所述的声光杀菌饮用水处理装置，其特征是所述的超声波发生器(6)和激光发生器(8)在进行声光联合杀菌时需同时开启，杀菌作用时间为5分钟，紫外线发生器(10)则连续工作，对内腔体(4)中的水进行持续长时间杀菌。

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