CN202936278U

CN202936278U - 一种船舶压载水综合处理装置

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Publication number: CN202936278U
Application number: CN201220468286.2U
Authority: CN
Inventors: 张饮江; 段婷; 金晶; 黎臻; 张乐婷; 张曼曼; 翟斯凡
Original assignee: Shanghai Maritime University
Current assignee: Shanghai Zhonghui Water Ecological Technology Co ltd
Priority date: 2012-09-14
Filing date: 2012-09-14
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2022-09-14

Abstract

一种船舶压载水综合处理装置。它包括海水抽吸泵、压载水舱及海水排放泵，其特征海水抽吸泵出水口处的总进水管上串接水力旋流分离过滤器、活性炭过滤器、总进水阀及总进水三通，总进水三通左端口处的出水分管由水管件与压载水舱上端出水口处的上出水阀连通，海水排放泵进水口处的进水分管由水管件与压载水舱下端进水口处的下进水阀连通，紫外-臭氧联用反应器由底座箱体及上盖构成，底座箱体上的进水口管处与总进水管上的总进水三通下端口处由水管连通，底座箱体上的出水口管处与海水排放泵进水口处的进水分管上进出水三通上端口处由水管连通，底座箱体的臭氧进气口管由气管与臭氧发生器的臭氧出气口管连通。本实用新型适宜于船舶应用。

Description

一种船舶压载水综合处理装置

技术领域

本实用新型涉及一种水处理装置，特别是涉及一种船舶压载水综合处理装置。

背景技术

船舶压载水是船舶在空载或轻载航行时,为了保证船舶平稳、安全而携带的海水，压载操作是指船舶对压载舱注入和排出压载水的操作。通过压载操作，可调整船舶吃水和稳性，减轻船体变形和航行阻力，降低船体振动，改善船舶的适航性，压载是船舶安全航行的必要条件。

然而，随着社会经济与航运业的发展，船舶压载水异地排放引起的生物入侵问题日渐凸显，船舶压载水是造成海洋有害生物传播的最主要途径，每年约有100亿吨压载水在全世界范围异地排放，海洋外来有害生物入侵被认定为海洋面临的四大威胁之一，严重影响港口国水域生态平衡的破坏，威胁当地居民的身体健康的事件屡有发生，这已引起广泛关注。目前，对压载水的处理技术主要涉及机械法、物理法、化学法和生物法等：

机械法：主要有过滤、沉淀、改善船舶设计等方法，但处理装置设备体积大，船舶安装困难，设备运行成本高等问题。

物理法：主要有加热处理、射线技术、微波技术、银离子、压力变换技术等，但这些处理方法也存在处理装置设备体积大、成本高等问题，并且，传统紫外线法存在杀藻难、灭菌不彻底、无法持续灭菌、处理效果差等问题。

化学法：主要有药剂法、电解海水法、催化氧化法等，但其所使用或反应的化学品对海水可能造成二次污染，排放的压载水会对公共水域环境方面产生负面影响。

生物法：主要在压载水中加入肉食性或寄生性生物以消灭，但其存在长期的潜在生物危害，可控性差，目前应用并不广泛。

上述各方法，基本都存在设备成本投入大、耗能高、杀菌消毒效果差等缺点，因此，对研究压载水有效处理的新型方法、技术和设备是当前迫切需要解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是要提供一种船舶压载水综合处理装置，它不但能有效地灭活船舶压载水中浮游生物、微生物和细菌，控制和消除有害生物滋生与传播，而且安全、可靠、有效及环境允许，同时使用成本低。

为了实现上述的目的本实用新型提出如下设计方案: 本实用新型的船舶压载水综合处理装置包括海水抽吸泵、压载水舱Ⅰ、压载水舱Ⅱ、压载水舱Ⅲ及海水排放泵，所述海水抽吸泵的出水口处连接有一其上串接有水力旋流分离过滤器、活性炭过滤器、总进水阀及总进水三通的总进水管，所述压载水舱Ⅰ、压载水舱Ⅱ及压载水舱Ⅲ的上端出水口处均分别通过外螺纹接头连接有上出水阀Ⅰ、上出水阀Ⅱ及上出水阀Ⅲ，所述压载水舱Ⅰ、压载水舱Ⅱ及压载水舱Ⅲ的下端进水口处均分别通过外螺纹接头连接有下进水阀Ⅰ、下进水阀Ⅱ及下进水阀Ⅲ，所述海水排放泵的进水口处连接有一其上串接有总排水阀、进出水三通、分进水阀、下进水阀三通Ⅰ、下进水阀三通Ⅱ及下进水阀弯头的进水分管，所述总进水管上的总进水三通的左端口处连接有一其上串接有分出水阀、上出水阀三通Ⅰ、上出水阀三通Ⅱ及上出水阀弯头的出水分管，所述总进水管上的总进水三通的左端口处的出水分管上的上出水阀三通Ⅰ、上出水阀三通Ⅱ及上出水阀弯头的下端口处均分别通过外螺纹接头与所述压载水舱Ⅰ、压载水舱Ⅱ及压载水舱Ⅲ的上端出水口处的上出水阀Ⅰ、上出水阀Ⅱ及上出水阀Ⅲ的出水口处形成连通，所述海水排放泵的进水口处所连接的进水分管上的下进水阀三通Ⅰ、下进水阀三通Ⅱ及下进水阀弯头的上端口处均分别通过外螺纹接头与所述压载水舱Ⅰ、压载水舱Ⅱ及压载水舱Ⅲ的下端进水口处的下进水阀Ⅰ、下进水阀Ⅱ及下进水阀Ⅲ的进水口处形成连通，紫外-臭氧联用反应器由底座箱体及上盖所构成，所述底座箱体上端面上设有开口，所述底座箱体上端面上所设开口处设有一带密封垫圈的台肩，所述底座箱体的左端壁上设有一臭氧进气口管，所述底座箱体内的左端端部处设有一其上均布有射流混合器的臭氧混合面板，所述底座箱体内的后端内壁及内底面之间上分布有后石英板槽，所述底座箱体内的前端内壁及内底面之间上分布有前石英板槽，所述后石英板槽与前石英板槽且为间隔排列，所述后石英板槽及前石英板槽内均分别设有纵向排列的外套有石英套管的紫外灯管，所述底座箱体上端面上的左端端部处设有电源接线盒及进水口管，所述底座箱体下端面的右端端部处设有一出水口管，所述上盖的下端面与所述底座箱体上端面上所设开口处的带密封垫圈的台肩处相配合并形成密封联接，所述底座箱体上端面上的左端端部处所设的进水口管处与所述总进水管上的总进水三通的下端口处由水管Ⅰ形成连通，所述底座箱体下端面的右端端部处所设的出水口管处与所述海水排放泵的进水口处所连接的进水分管上的进出水三通的上端口处由水管Ⅱ形成连通，所述后石英板槽及前石英板槽内分别所设的纵向排列的外套有石英套管的紫外灯管均一一通过电缆与所述底座箱体上端面的左端端部处所设的电源接线盒的接线端形成电连接，所述底座箱体左端壁上所设的臭氧进气口管通过气管与臭氧发生器的臭氧出气口管形成连通。

所述海水抽吸泵与水力旋流分离过滤器之间的总进水管上还串接有一带反冲洗排水阀的反冲洗排水三通，所述活性炭过滤器与总进水阀之间的总进水管上还串接有一上反冲洗三通，所述的分出水阀与上出水阀三通Ⅰ之间的出水分管上还串接有一下反冲洗三通，所述上反冲洗三通与下反冲洗三通之间跨接有一反冲洗水泵。

所述水力旋流分离过滤器为去除粒径大于或等于100μm的存活生物及悬浮颗粒物的水力旋流分离过滤器。

所述活性炭过滤器为去除粒径大于50μm的存活生物，以及与海水比重接近的未被水力旋流分离过滤器截留的微生物的活性炭过滤器。

所述紫外灯管为紫外线波长在240－270nm的紫外灯管。

本实用新型改进了一种船舶压载水综合处理装置，本实用新型的一种船舶压载水综合处理装置主要由海水抽吸泵、水力旋流分离过滤器、活性炭过滤器、压载水舱Ⅰ、压载水舱Ⅱ、压载水舱Ⅲ、紫外-臭氧联用反应器、海水排放泵及水管管件等所组合而构成。

本实用新型的一种船舶压载水综合处理装置具有如下优点：

1、本实用新型结合了紫外杀菌、臭氧氧化杀菌和紫外-臭氧强氧化杀菌三者的协同作用，该方式杀菌彻底，且能够极大地提高反应速度，可有效杀死小于50μm的细菌、藻类、原生动物及病毒。

2、本实用新型的紫外-臭氧联用反应器采用前、后石英板槽为定向阻隔海水，使其呈回转式流动，延长海水在紫外-臭氧联用反应器内停留时间，降低紫外-臭氧联用反应器运行负荷，使出水更有保障。

3、本实用新型采取的紫外-臭氧联用反应器内的臭氧混合面板采用环形尖端射流技术，当海水流过时能增加臭氧均匀混合溶解的能力，充分发挥臭氧杀菌作用。

4、本实用新型设计的紫外-臭氧联用反应器，当海水流过臭氧混合面板后随前、后石英板槽定向流动，紫外照射后融入海水的臭氧发生反应，使出水水质中臭氧含量减少，降低对压载舱内壁的腐蚀。同时，定向流经前、后石英板槽后，水中溢出的臭氧还可被紫外线分解成氧气，卸载压载水时不会造成二次污染，对生态环境的负面影响小。

5、本实用新型在杀死藻类、细菌、病毒的同时还可以降解海水中有机污染物（如苯酚、洗涤剂、农药）和生物难降解有机物、将COD转化为BOD、氧化分解螯合物，改善出水水质，是一种生态友好型设备。

本实用新型的一种船舶压载水综合处理装置适宜于船舶应用。

附图说明

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1是本实用新型的一种船舶压载水综合处理装置的管路连接示意图。

图2是本实用新型的一种船舶压载水综合处理装置的紫外-臭氧联用反应器的示意图。

图3是本实用新型的一种船舶压载水综合处理装置的紫外-臭氧联用反应器的内部俯视示意图。

图4是本实用新型的一种船舶压载水综合处理装置的紫外-臭氧联用反应器的臭氧混合面板的侧视示意图。

具体实施方式

以下将结合附图对本实用新型的一种船舶压载水综合处理装置作进一步的详细描述。

参照图1、图2、图3及图4，该实用新型的一种船舶压载水综合处理装置包含海水抽吸泵1、压载水舱Ⅰ21、压载水舱Ⅱ22、压载水舱Ⅲ23、海水排放泵3及紫外-臭氧联用反应器7。

所述海水抽吸泵1的出水口处连接有一其上依次串接有带反冲洗排水阀12的反冲洗排水三通13、水力旋流分离过滤器41、活性炭过滤器42、上反冲洗三通14、总进水阀43及总进水三通44的总进水管4。

所述总进水管4上的总进水三通44的左端口处连接有一其上依次串接有分出水阀61、下反冲洗三通15、上出水阀三通Ⅰ62、上出水阀三通Ⅱ63及上出水阀弯头64的出水分管6。

所述上反冲洗三通14与下反冲洗三通15之间跨接有一反冲洗水泵16。

所述水力旋流分离过滤器41为去除粒径大于或等于100μm的存活生物及悬浮颗粒物的水力旋流分离过滤器。

所述活性炭过滤器42为去除粒径大于50μm的存活生物，以及与海水比重接近的未被水力旋流分离过滤器截留的微生物的活性炭过滤器。

所述海水排放泵3的进水口处连接有一其上依次串接有总排水阀51、进出水三通52、分进水阀53、下进水阀三通Ⅰ54、下进水阀三通Ⅱ55及下进水阀弯头56的进水分管5。

所述压载水舱Ⅰ21、压载水舱Ⅱ22及压载水舱Ⅲ23的上端出水口处均分别通过外螺纹接头连接有上出水阀Ⅰ211、上出水阀Ⅱ221及上出水阀Ⅲ231，所述压载水舱Ⅰ21、压载水舱Ⅱ22及压载水舱Ⅲ23的下端进水口处均分别通过外螺纹接头连接有下进水阀Ⅰ212、下进水阀Ⅱ222及下进水阀Ⅲ232。

所述出水分管6上的上出水阀三通Ⅰ62、上出水阀三通Ⅱ63及上出水阀弯头64的下端口处均分别通过外螺纹接头与所述压载水舱Ⅰ21、压载水舱Ⅱ22及压载水舱Ⅲ23的上端出水口处的上出水阀Ⅰ211、上出水阀Ⅱ221及上出水阀Ⅲ231的出水口处形成连通。

所述进水分管5上的下进水阀三通Ⅰ54、下进水阀三通Ⅱ55及下进水阀弯头56的上端口处均分别通过外螺纹接头与所述压载水舱Ⅰ21、压载水舱Ⅱ22及压载水舱Ⅲ23的下端进水口处的下进水阀Ⅰ212、下进水阀Ⅱ222及下进水阀Ⅲ232的进水口处形成连通。

所述紫外-臭氧联用反应器7由底座箱体71及上盖72所构成。

所述底座箱体71上端面上设有开口711，所述底座箱体71上端面上所设开口711处设有一带密封垫圈712的台肩713，所述底座箱体71的左端壁上设有一臭氧进气口管714，所述底座箱体71内的左端端部处设有一其上均布有射流混合器715的臭氧混合面板716，所述底座箱体71内的后端内壁及内底面之间上分布有后石英板槽717，所述底座箱体71内的前端内壁及内底面之间上分布有前石英板槽718，所述后石英板槽717与前石英板槽718且为间隔排列，所述后石英板槽717及前石英板槽718内均分别设有纵向排列的外套有石英套管的紫外灯管719，所述紫外灯管719为紫外线波长在240－270nm的紫外灯管，所述底座箱体71上端面上的左端端部处设有电源接线盒7110及进水口管7111，所述底座箱体71下端面的右端端部处设有一出水口管7112。

所述上盖72的下端面与所述底座箱体71上端面上所设开口处的带密封垫圈712的台肩713处相配合并形成密封联接。

所述底座箱体71上端面上的左端端部处所设的进水口管7111处与所述总进水管4上的总进水三通44的下端口处由水管Ⅰ8形成连通。

所述底座箱体71下端面的右端端部处所设的出水口管7112处与所述海水排放泵3的进水口处所连接的进水分管5上的进出水三通52的上端口处由水管Ⅱ9形成连通。

所述后石英板槽717及前石英板槽718内分别所设的纵向排列的外套有石英套管的紫外灯管719均一一通过电缆与所述底座箱体71上端面上的左端端部处所设的电源接线盒7110的接线端形成电连接。

所述底座箱体71左端壁上所设的臭氧进气口管714通过气管10与臭氧发生器11的臭氧出气口管111形成连通。

所述臭氧发生器11为使用空气作气源的臭氧采用高压无声放电法产生，混合臭氧浓度在2－5g/m³。

本实用新型的一种船舶压载水综合处理装置的使用。

正常压载操作：打开总进水阀43、分进水阀53、下进水阀Ⅰ212、下进水阀Ⅱ222及下进水阀Ⅲ232，关闭反冲洗排水阀12、分出水阀61、上出水阀Ⅰ211、上出水阀Ⅱ221、上出水阀Ⅲ231及总排水阀51，启动海水抽吸泵1及紫外-臭氧联用反应器7，抽吸海水，海水进入总进水管4上的水力旋流分离过滤器41，且采用高速旋转产生的离心力对海水进行杂质分离，去除粒径大于或等于100μm的存活生物及悬浮颗粒物，分离后的海水流入总进水管4上的活性炭过滤器42进行滤过处理，去除粒径大于50μm的存活生物，以及与海水比重接近的未被水力旋流分离过滤器41截留的微生物，接着出水通过总进水管4上的总进水阀43、总进水三通44及水管Ⅰ8进入所述紫外-臭氧联用反应器7进行微生物灭活处理，紫外-臭氧联用反应器7中紫外灯管719采用紫外线波长在240－270nm范围内，臭氧发生装器11且采用高压无声放电法产生，使用空气作气源，生成的臭氧浓度在2－5g/m³，两种消毒技术联用，处理能力可达100－4000m³/h，首先臭氧具有广谱高效杀灭特性，主要通过以下几种形式杀灭微生物：臭氧能氧化分解细菌内部葡萄糖所需的酶，使细菌灭火死亡；臭氧直接与细菌、病毒作用，破坏他们的细胞器和DNA、RNA，是细菌的新陈代谢受到破坏，导致细菌死亡；臭氧透过细胞膜组织，侵入细胞内，作用于外膜的脂蛋白和内部的脂多糖，使细菌发生通透性畸变而溶解死亡，同时，紫外也具有广谱高效杀灭细菌的作用，二者联合，紫外激发臭氧形成的具有极强氧化作用的羟基自由基（·OH），其氧化电位为2.8V，与大多数有机污染物都可以发生快速的链式反应，无选择性地把海水中有害物质氧化成CO₂、H₂O或矿物盐，无二次污染，经过消毒处理后的海水通过分进水阀53、下进水阀Ⅰ212、下进水阀Ⅱ222及下进水阀Ⅲ232进入压载水舱Ⅰ21、压载水舱Ⅱ22、压载水舱Ⅲ23。

对活性炭过滤装置42及水力旋流分离过滤器41进行反冲洗：装压载水结束后，对活性炭过滤装置42及水力旋流分离过滤器41用所述压载水舱Ⅰ21、压载水舱Ⅱ22及压载水舱Ⅲ23内的海水进行反冲洗，关闭总进水阀43、分出水阀61、下进水阀Ⅰ212、下进水阀Ⅱ222及下进水阀Ⅲ232，打开反冲洗排水阀12、上出水阀Ⅰ211、上出水阀Ⅱ221及上出水阀Ⅲ231，启动反冲洗水泵16，反冲洗水泵16将所述压载水舱Ⅰ21、压载水舱Ⅱ22及压载水舱Ⅲ23内的海水抽出并对活性炭过滤装置42及水力旋流分离过滤器41用海水进行反冲洗，海水最后从反冲洗排水三通13上的反冲洗排水阀12向外排出。

正常卸载操作：到达目的地海域进行卸载操作，关闭总进水阀43、下进水阀Ⅰ212、下进水阀Ⅱ222、下进水阀Ⅲ232及分进水阀53，打开上出水阀Ⅰ211、上出水阀Ⅱ221、上出水阀Ⅲ231、分出水阀61及总排水阀51，启动海水排放泵3及紫外-臭氧联用反应器7，所述压载水舱Ⅰ21、压载水舱Ⅱ22及压载水舱Ⅲ23内的海水从所述上出水阀Ⅰ211、上出水阀Ⅱ221及上出水阀Ⅲ231抽出，通过出水分管6、分出水阀61、总进水三通44及水管Ⅰ8流入紫外-臭氧联用反应器7消毒，除去运输过程中滋生的细菌，最后，海水经过水管Ⅱ9、进水分管5上的进出水三通52及总排水阀51，压载水被卸载排出并流入海域，同时，紫外激发水体内臭氧形成羟基自由基（·OH）杀死微生物，使水体中臭氧含量显著下降，不对周围海域造成二次污染。

Claims

1.一种船舶压载水综合处理装置，它包括海水抽吸泵（1）、压载水舱Ⅰ（21）、压载水舱Ⅱ（22）、压载水舱Ⅲ（23）及海水排放泵（3），其特征在于所述海水抽吸泵（1）的出水口处连接有一其上串接有水力旋流分离过滤器（41）、活性炭过滤器（42）、总进水阀（43）及总进水三通（44）的总进水管（4），所述压载水舱Ⅰ（21）、压载水舱Ⅱ（22）及压载水舱Ⅲ（23）的上端出水口处均分别通过外螺纹接头连接有上出水阀Ⅰ（211）、上出水阀Ⅱ（221）及上出水阀Ⅲ（231），所述压载水舱Ⅰ（21）、压载水舱Ⅱ（22）及压载水舱Ⅲ（23）的下端进水口处均分别通过外螺纹接头连接有下进水阀Ⅰ（212）、下进水阀Ⅱ（222）及下进水阀Ⅲ（232），所述海水排放泵（3）的进水口处连接有一其上串接有总排水阀（51）、进出水三通（52）、分进水阀（53）、下进水阀三通Ⅰ（54）、下进水阀三通Ⅱ（55）及下进水阀弯头（56）的进水分管（5），所述总进水管（4）上的总进水三通（44）的左端口处连接有一其上串接有分出水阀（61）、上出水阀三通Ⅰ（62）、上出水阀三通Ⅱ（63）及上出水阀弯头（64）的出水分管（6），所述总进水管（4）上的总进水三通（44）的左端口处的出水分管（6）上的上出水阀三通Ⅰ（62）、上出水阀三通Ⅱ（63）及上出水阀弯头（64）的下端口处均分别通过外螺纹接头与所述压载水舱Ⅰ（21）、压载水舱Ⅱ（22）及压载水舱Ⅲ（23）的上端出水口处的上出水阀Ⅰ（211）、上出水阀Ⅱ（221）及上出水阀Ⅲ（231）的出水口处形成连通，所述海水排放泵（3）的进水口处所连接的进水分管（5）上的下进水阀三通Ⅰ（54）、下进水阀三通Ⅱ（55）及下进水阀弯头（56）的上端口处均分别通过外螺纹接头与所述压载水舱Ⅰ（21）、压载水舱Ⅱ（22）及压载水舱Ⅲ（23）的下端进水口处的下进水阀Ⅰ（212）、下进水阀Ⅱ（222）及下进水阀Ⅲ（232）的进水口处形成连通，紫外-臭氧联用反应器（7）由底座箱体（71）及上盖（72）所构成，所述底座箱体（71）上端面上设有开口（711），所述底座箱体（71）上端面上所设开口（711）处设有一带密封垫圈（712）的台肩（713），所述底座箱体（71）的左端壁上设有一臭氧进气口管（714），所述底座箱体（71）内的左端端部处设有一其上均布有射流混合器（715）的臭氧混合面板（716），所述底座箱体（71）内的后端内壁及内底面之间上分布有后石英板槽（717），所述底座箱体（71）内的前端内壁及内底面之间上分布有前石英板槽（718），所述后石英板槽（717）与前石英板槽（718）且为间隔排列，所述后石英板槽（717）及前石英板槽（718）内均分别设有纵向排列的外套有石英套管的紫外灯管（719），所述底座箱体（71）上端面上的左端端部处设有电源接线盒（7110）及进水口管（7111），所述底座箱体（71）下端面的右端端部处设有一出水口管（7112），所述上盖（72）的下端面与所述底座箱体（71）上端面上所设开口处的带密封垫圈（712）的台肩（713）处相配合并形成密封联接，所述底座箱体（71）上端面上的左端端部处所设的进水口管（7111）处与所述总进水管（4）上的总进水三通（44）的下端口处由水管Ⅰ（8）形成连通，所述底座箱体（71）下端面的右端端部处所设的出水口管（7112）处与所述海水排放泵（3）的进水口处所连接的进水分管（5）上的进出水三通（52）的上端口处由水管Ⅱ（9）形成连通，所述后石英板槽（717）及前石英板槽（718）内分别所设的纵向排列的外套有石英套管的紫外灯管（719）均一一通过电缆与所述底座箱体（71）上端面上的左端端部处所设的电源接线盒（7110）的接线端形成电连接，所述底座箱体（71）左端壁上所设的臭氧进气口管（714）通过气管（10）与臭氧发生器（11）的臭氧出气口管（111）形成连通。

2.根据权利要求1所述的船舶压载水综合处理装置，其特征在于所述海水抽吸泵（1）与水力旋流分离过滤器（41）之间的总进水管（4）上还串接有一带反冲洗排水阀（12）的反冲洗排水三通（13），所述活性炭过滤器（42）与总进水阀（43）之间的总进水管（4）上还串接有一上反冲洗三通（14），所述的分出水阀（61）与上出水阀三通Ⅰ（62）之间的出水分管（6）上还串接有一下反冲洗三通（15），所述上反冲洗三通（14）与下反冲洗三通（15）之间跨接有一反冲洗水泵（16）。

3.根据权利要求1所述的船舶压载水综合处理装置，其特征在于所述水力旋流分离过滤器（41）为去除粒径大于或等于100μm的存活生物及悬浮颗粒物的水力旋流分离过滤器。

4.根据权利要求1所述的船舶压载水综合处理装置，其特征在于所述活性炭过滤器（42）为去除粒径大于50μm的存活生物，以及与海水比重接近的未被水力旋流分离过滤器截留的微生物的活性炭过滤器。

5.根据权利要求1所述的船舶压载水综合处理装置，其特征在于所述紫外灯管（719）为紫外线波长在240－270nm的紫外灯管。