CN205556335U - 一种饮用水组合杀菌装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种饮用水组合杀菌装置，包括有经水处理管依次连接的微电解杀菌器、热源过滤器、紫外线杀菌器，水处理管包括有进水管、第一中间管、第二中间管、出水管；热源过滤器内设有滤棒，外接有排气阀。本实用新型提供的一种饮用水组合杀菌装置，通过微电解及其与紫外灯的光催化氧化协同杀菌，同时有效去除了热源，杀菌彻底、运行成本低、稳定性高、安全可靠、操作方便且具有持续杀菌能力，能够确保用水安全。

Description

一种饮用水组合杀菌装置

技术领域

本实用新型属于饮用水、直饮水杀菌的技术领域，涉及一种饮用水组合杀菌装置，具体涉及一种微电解杀菌器、热源过滤器与紫外线杀菌器协同作用的饮用水组合杀菌装置。

背景技术

城镇安全供水已经成为近年来许多国家急待解决的问题之一。尽管过去20年间发展中国家有24亿人能够得到安全供水、6亿人的卫生条件得到改善，然而，每6人中仍有1人不能获得安全的饮用水；水体污染所产生的不合格饮用水每年致使12亿人生病，疾病死亡人数的80％源于与水有关的疾病。

进入21世纪以后，中国开始跨入全面建设小康社会的新阶段，城镇化建设加速，城镇人口急剧增加，集中供水的规模越来越大，一方面，人民生活水平稳步提高，对饮用水的质量提出了更高的要求；另一方面，水污染控制的步伐远远落后于经济和社会的发展速度，我国饮用水源水的质量仍呈恶化的态势，直接影响到城镇供水的安全。据监测，我国七大水系达到三类水质可以进入自来水厂最低要求的仅占30％，劣五类水质高达44％；全国浅层地下水约有50％遭到污染，约一半城市市区的地下水污染严重。

水源水污染的主要指标是COD_Mn、NH₃-N、NO₂-N、有机物等，其中，湖泊水的藻类数量有时高达10⁶～10⁷个/L。我国自来水厂大多采用“混凝—沉淀—过滤一消毒”的传统净水工艺，对这些越来越严重的污染物指标，去除效率不高，消毒副产物种类和数量增加，难以保障饮水安全。到目前为止，发现自来水中残留有机物七百余种，其中致癌物约20种，可疑致癌物约40种，致突变物约50种。可见，保障城镇安全供水成为给水排水领域科技人员在新时期的紧迫任务。

目前，传统的饮用水杀菌消毒工艺主要有：加氯消毒，紫外线消毒，臭氧消毒。

1、加氯(氯气、二氧化氯)消毒

人类使用液氯消毒已有100年以上的历史，我国水厂亦普遍采用氯消毒。氯消毒主要是通过次氯酸的氧化作用来杀灭细菌。氯消毒具有货源充足、操作方便、对细菌杀伤力大、在水中较稳定、有持续杀菌作用、使用费用低等优点。但氯对于水中的病毒、寄生虫卵的杀灭效果较差，需要在较高CT值(消毒剂浓度乘以接触时间)才能达到理想的除菌效果。

用氯消毒的另外一个主要的问题就是活性氯与水中的有机物反应生成一系列有机氯副产物，其中以三氯甲烷和卤乙酸为代表。而这些物质均已被认为是潜在的危害人体健康的物质，我国的生活饮用水卫生标准，已对其规定了限定浓度。

另外，采用氯消毒的口感比采用其他消毒剂差。

2、臭氧消毒

臭氧作为消毒剂应用于本世纪初，是目前已知的化学消毒剂中最为有效的一种消毒剂。对水中的各种微生物都表现出良好的去除效果。

臭氧消毒工艺的优点主要有：臭氧可氧化水中溶解性的铁、锰，使之更易去除；臭氧可氧化致嗅物质和有色物质产生的嗅和味，改善口感，降低水的色度；对致病菌尤其是耐氯的隐孢子虫和贾第虫在低投加量的情况下就能够达到很好的杀灭效果；消毒后水的口感明显好于氯消毒水。

臭氧消毒具有以下缺点：(1)臭氧的氧化性太强，一般的PP滤芯及塑料管道均能被氧化。同时，由于净水中仍然含有一定的微量元素和矿物质，这些物质亦会被臭氧氧化，发生化学反应，生成沉淀或胶体物质，进而影响水质。(2)臭氧容易分解，在室温下，水中的臭氧的半衰期约为30min，在输送管道较长时，单独采用臭氧消毒难以保证持续的杀菌效果，容易产生细菌的增值问题。(3)臭氧的生产设备庞大，流程复杂，需要较高的运行管理水平，臭氧消毒也是各种消毒工艺中造价较高的。(4)刚刚加进去的臭氧会影响水的口感。

3、随着科学技术的发展，近年来新兴的饮用水杀菌消毒还有超声波杀菌消毒技术和微电解消毒技术等。

中国专利CN103112923A公开了一种新型杀菌消毒设备。由微波源、波导、进水口、石英管、壳体、谐振腔、出水口、排污口、指示表、探头、电源、紫外线无极灯组成的，其特征在于：微波源与波导连接，进水口、出水口、排污口与壳体连接，紫外线无极灯在谐振腔内，壳体连接微波源、波导、石英管、紫外线无极灯，石英管外侧装有探头，指示表安装在设备外侧，电源安装在整个设备的底部。该发明具有杀菌消毒安全性高，杀菌灭藻能力强，无二次污染等优点，但存在灯管寿命短，需经常更换，石英管易结污垢，且对于高浊度水的杀菌效果极差等缺陷。

中国专利CN101699742A公开了超声波全效防垢除垢、杀菌灭藻、除氧装置。涉及一种直流电压电路以及采用了所述直流电压电路的超声波全效防垢除垢、杀菌灭藻、除氧装置。所述直流电压电路是由电源变压器、整流桥块、滤波电路、三端可调集成稳压器及控制阻容件等依次连接而成，其输出端输出直流电至液相放大器的正负极后，经管接头接入结垢设备的进水管道。该发明杀菌作用不彻底，杀菌消毒所受影响因素较多。

实用新型内容

鉴于以上现有饮用水杀菌技术的缺陷与不足，本实用新型的目的在于提供一种杀菌彻底、运行成本低、稳定性高、安全可靠、操作方便且具有持续杀菌能力的新型组合杀菌装置，该种装置为微电解杀菌器、热源过滤器与紫外线杀菌器协同作用的饮用水组合杀菌装置，其集多种杀菌、消毒装置于一体，协同作用，使之能够达到更加彻底的杀菌消毒效果，在直饮水制备、供水过程中更有独特的杀菌、抑菌效果，有其他杀菌设备不可比拟的优势。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种饮用水组合杀菌装置，包括有经水处理管依次连接的微电解杀菌器、热源过滤器、紫外线杀菌器；所述热源过滤器内设有滤棒，外接有排气阀。

优选地，所述水处理管包括有进水管、第一中间管、第二中间管、出水管，所述进水管一端与所述微电解杀菌器的进水口相连通，所述第一中间管一端与所述微电解杀菌器的出水口相连通，所述第一中间管另一端与所述热源过滤器进水口相连通，所述第二中间管一端与所述热源过滤器的出水口相连通，所述第二中间管另一端与所述紫外线杀菌器进水口相连通，所述出水管一端与所述紫外线杀菌器的出水口相连通。

更优选地，所述进水管、第一中间管、第二中间管、出水管上均设有阀门。

更优选地，所述第一中间管、第二中间管上设有压力表。所述压力表调控第一中间管、第二中间管的压力情况。

优选地，所述微电解杀菌器外接有微电解杀菌器电源。

所述微电解杀菌器的工作原理是：待处理水进入微电解杀菌器内，通过金属电极进行连续的电解反应，使流经微电解杀菌器的水中的溶解氧得到活化，产生大量具有极强和广谱杀生能力的活性中间物质，如超氧离子自由基(O₂-)、羟基自由基(·OH)、自由基(·OOH)、单线态氧(O₂)等活性氧，细菌很快被氧化而杀灭。同时，在电场、催化和氧化等协同作用下，水中电极表面附近的氧化还原电位值产生剧烈变化，水中电场强度改变，破坏生物的生存物理场，导致水中的细菌、藻类生态环境发生剧变，从而使其生存条件丧失而死亡。所述微电解杀菌器为市售的微电解杀菌器。

优选地，所述热源过滤器的外壳为食品级SS304不锈钢材料或316L不锈钢材料。

优选地，所述滤棒为PP折叠精密滤棒。

优选地，所述滤棒的孔径为0.45微米。

所述热源过滤器的工作原理是：经微电解杀菌器处理后的水流进入热源过滤器中，通过排气阀排出空气后，在压力的作用下，待处理水通过滤棒，微电解杀菌器杀菌产生的细菌残渣、尸体会被截留在滤棒表面上，并有效去除了热源，滤液则透过滤棒流出。

优选地，所述紫外线杀菌器为过流式紫外线杀菌器。

优选地，所述紫外线杀菌器的机体为不锈钢。更优选地，所述紫外线杀菌器的机体为食品级SS304不锈钢材料。

优选地，所述紫外线杀菌器内设有紫外线杀菌器电源、紫外线灯管，所述紫外线杀菌器电源与紫外线灯管相连接。

更优选地，所述紫外线灯管的波长为254nm。其杀菌能力最强。

更优选地，所述紫外线灯管外套接设有石英玻璃套管，所述石英玻璃套管的外侧与水直接接触。

所述紫外线杀菌器的工作原理是：热源过滤器处理后的水进入紫外线杀菌器中，待处理水在微电解杀菌器内产生的超氧离子自由基(O₂-)、羟基自由基(·OH)等活性氧与紫外线杀菌器协同作用，上述活性氧自由基通过紫外光照射产生光催化氧化作用，进一步强化杀菌、抑菌。所述紫外线杀菌器为市售的紫外线杀菌器。

如上所述，本实用新型的一种饮用水组合杀菌装置，具有以下有益效果：

(1)本实用新型提供的是一种饮用水组合杀菌装置，其将新兴的饮用水杀菌技术(微电解杀菌器)与传统的饮用水杀菌技术(紫外线杀菌器)相结合，充分利用各自优点，协同处理，达到更优的杀菌效果，而热源过滤器则能有效去除杀菌产生的细菌尸体及热源，使水质进一步得到改善。

(2)本实用新型提供的一种饮用水组合杀菌装置，经微电解杀菌器产生氧化性很强的活泼自由基，如超氧离子自由基(O₂-)、羟基自由基(·OH)、自由基(·OOH)、单线态氧(O₂)等活性氧，其杀菌能力大大高于常用消毒剂如臭氧、二氧化氯、液氯等。同时，微电解杀菌器属于纯物理方式的杀菌器，杀菌过程不添加任何化学物质，使用方便、安全，没有任何副作用；杀菌过程中不改变水的化学及物理性能。微电解杀菌器处理的水还具有很强的持续杀菌能力，实验及应用实例表明：电解杀菌器处理后的水放置100小时以后，仍具有持续杀菌能力。

(3)本实用新型提供的一种饮用水组合杀菌装置，通过紫外杀菌器与微电解产生的超氧离子自由基(O₂-)、羟基自由基(·OH)等活性氧协同，产生光催化氧化作用，极大地强化了杀菌效果，确保用水安全。

(4)本实用新型提供的一种饮用水组合杀菌装置，通过热源过滤器能有效将微电解杀菌器杀菌后的细菌残留物得到拦截，提升水质。

(5)本实用新型提供的一种饮用水组合杀菌装置，提供的是一种纯物理的方式杀菌，无任何添加，无任何有机或无机物产出，不改变水的化学及物理性能，安全可靠，无副作用。

(6)本实用新型提供的一种饮用水组合杀菌装置，杀菌彻底，杀菌效率高，单程杀灭率可达99.99％以上。

(7)本实用新型提供的一种饮用水组合杀菌装置，通过微电解及其与紫外灯的光催化氧化协同杀菌，具有很强的持续杀菌能力，可确保供水管网的卫生，安全，有效防止二次污染。

(8)本实用新型提供的一种饮用水组合杀菌装置，运行费用很低，仅为系统运行所需电费,实际运行功率仅为200W-300W左右。

(9)本实用新型提供的一种饮用水组合杀菌装置，稳定性高、操作使用方便、免维护。

附图说明

图1显示为本实用新型的一种饮用水组合杀菌装置中微电解杀菌器、热源过滤器与紫外线杀菌器协同作用的工艺流程示意图。

附图标记

1 水处理管

11 进水管

12 第一中间管

13 第二中间管

14 出水管

2 微电解杀菌器

A 微电解杀菌器的进水口

B 微电解杀菌器的出水口

21 微电解杀菌器电源

3 热源过滤器

C 热源过滤器的进水口

D 热源过滤器的出水口

31 滤棒

32 排气阀

4 紫外线杀菌器

E 紫外线杀菌器的进水口

F 紫外线杀菌器的出水口

41 紫外线杀菌器电源

5 阀门

6 压力表

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

请参阅图1。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1所示，本实用新型提供一种饮用水组合杀菌装置，包括有经水处理管1依次连接的微电解杀菌器2、热源过滤器3、紫外线杀菌器4；所述热源过滤器3内设有滤棒31，外接有排气阀32。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述水处理管1包括有进水管11、第一中间管12、第二中间管13、出水管14，所述进水管11一端与所述微电解杀菌器2的进水口A相连通，所述第一中间管12一端与所述微电解杀菌器2的出水口B相连通，所述第一中间管12另一端与所述热源过滤器3进水口C相连通，所述第二中间管13一端与所述热源过滤器3的出水口D相连通，所述第二中间管13另一端与所述紫外线杀菌器4进水口E相连通，所述出水管14一端与所述紫外线杀菌器4的出水口F相连通。

进一步优选地，如图1所示，所述进水管11、第一中间管12、第二中间管13、出水管14上均设有阀门5。

进一步优选地，如图1所示，所述第一中间管12、第二中间管13上设有压力表6。

在一个优选的实施例中，如图1所示，所述微电解杀菌器2外接有微电解杀菌器电源21。

在一个优选的实施例中，所述滤棒31为PP折叠精密滤棒。所述滤棒31的孔径为0.45微米。所述热源过滤器3的外壳为食品级SS304不锈钢材料或316L不锈钢材料。

在一个优选的实施例中，所述紫外线杀菌器4为过流式紫外线杀菌器。如图1所示，所述紫外线杀菌器4内设有紫外线杀菌器电源41、紫外线灯管，所述紫外线杀菌器电源41与紫外线灯管相连接。所述紫外线灯管的波长为254nm。所述紫外线灯管外套接设有石英玻璃套管，所述石英玻璃套管的外侧与水直接接触。所述紫外线杀菌器4的机体为不锈钢，优选为食品级SS304不锈钢材料。

下面结合图1，说明本实用新型中一种饮用水组合杀菌装置的使用过程。

使用者获得如图1所示的一种饮用水组合杀菌装置后，分别打开水处理管1的进水管11、第一中间管12、第二中间管13、出水管14上的阀门5，让待处理水先经进水管11由微电解杀菌器2的进水口A流入微电解杀菌器2，打开微电解杀菌器2外接的微电解杀菌器电源21，通过微电解杀菌器2进行电解反应，使流经微电解杀菌器2的水中的溶解氧得到活化，产生大量活性氧，使待处理水中的细菌被氧化而杀灭。同时，在电场、催化和氧化等协同作用下，水中电极表面附近的氧化还原电位值产生剧烈变化，水中电场强度改变，破坏生物的生存物理场，导致待处理水中的细菌、藻类生态环境发生剧变，从而使其生存条件丧失而死亡。

然后，经微电解杀菌器2处理后的水从微电解杀菌器2的出水口B流出，经第一中间管12由热源过滤器3的进水口C流入热源过滤器3，打开热源过滤器3外接的排气阀32，待排气完成后(排气阀32排出水来为止)，关闭排气阀32。在压力的作用下，待处理水经过热源过滤器3内设的PP折叠精密滤棒31，微电解杀菌器2杀菌产生的细菌残渣、尸体会被截留在滤棒31表面上，并同时有效去除热源，滤液则透过滤棒31由热源过滤器3的出水口D流出。

经热源过滤器3处理后的水经第二中间管13由紫外线杀菌器4的进水口E流入紫外线杀菌器4，打开紫外线杀菌器4内置的紫外线杀菌器电源41，通过紫外线杀菌器4中设置的波长为254nm的紫外线灯照射，使待处理水中经微电解杀菌器产生的活性氧与紫外线协同，产生光催化氧化作用，进行杀菌。杀菌完毕后，经处理后的水通过紫外线杀菌器4的出水口F经出水管14上排出。在杀菌过程中，通过压力表6观察并控制待处理水流经的第一中间管12和第二中间管13的压力情况。

使用完毕后，关闭微电解杀菌器2外接的微电解杀菌器电源21、紫外线杀菌器4内置的紫外线杀菌器电源41，同时关闭水处理管1的进水管11、第一中间管12、第二中间管13、出水管14上的阀门5。再次使用时，重复上述步骤。

综上所述，本实用新型提供的是一种饮用水组合杀菌装置，通过微电解及其与紫外灯的光催化氧化协同杀菌，同时有效去除了热源，杀菌彻底、运行成本低、稳定性高、安全可靠、操作方便且具有持续杀菌能力，能够确保用水安全。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种饮用水组合杀菌装置，其特征在于，包括有经水处理管(1)依次连接的微电解杀菌器(2)、热源过滤器(3)、紫外线杀菌器(4)；所述热源过滤器(3)内设有滤棒(31)，外接有排气阀(32)。

2.根据权利要求1所述的饮用水组合杀菌装置，其特征在于，所述水处理管(1)包括有进水管(11)、第一中间管(12)、第二中间管(13)、出水管(14)，所述进水管(11)一端与所述微电解杀菌器(2)的进水口(A)相连通，所述第一中间管(12)一端与所述微电解杀菌器(2)的出水口(B)相连通，所述第一中间管(12)另一端与所述热源过滤器(3)进水口(C)相连通，所述第二中间管(13)一端与所述热源过滤器(3)的出水口(D)相连通，所述第二中间管(13)另一端与所述紫外线杀菌器(4)进水口(E)相连通，所述出水管(14)一端与所述紫外线杀菌器(4)的出水口(F)相连通。

3.根据权利要求2所述的饮用水组合杀菌装置，其特征在于，所述进水管(11)、第一中间管(12)、第二中间管(13)、出水管(14)上均设有阀门(5)。

4.根据权利要求2所述的饮用水组合杀菌装置，其特征在于，所述第一中间管(12)、第二中间管(13)上设有压力表(6)。

5.根据权利要求1所述的饮用水组合杀菌装置，其特征在于，所述微电解杀菌器(2)外接有微电解杀菌器电源(21)。

6.根据权利要求1所述的饮用水组合杀菌装置，其特征在于，所述滤棒(31)的孔径为0.45微米。

7.根据权利要求1所述的饮用水组合杀菌装置，其特征在于，所述紫外线杀菌器(4)内设有紫外线杀菌器电源(41)、紫外线灯管，所述紫外线杀菌器电源(41)与紫外线灯管相连接。

8.根据权利要求7所述的饮用水组合杀菌装置，其特征在于，所述紫外线灯管的波长为254nm。