CN207748884U - 一种紫外光化学水处理装置中的光源智能调控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种紫外光化学水处理装置中的光源智能调控系统，该系统包括微波无极紫外光源、紫外光强度监控模块和中央控制系统，适用于难降解的高浓度有机废水净化及水源杀菌消毒。微波无极紫外光源包括微波电源、无极紫外灯管和石英套管。紫外光强度监控模块包括紫外线强度传感器和紫外线强度传感器信号传送电路。本实用新型通过对定点紫外线强度的实时监控，调节紫外光源强度，从而实现反应器内光源的智能调控，提高了光源的利用效率，降低了能耗及运行成本。

Description

一种紫外光化学水处理装置中的光源智能调控系统

技术领域

本发明涉及一种光源智能调控系统，特别涉及一种紫外光化学水处理装置中的光源智能调控系统，可实现难降解的高浓度有机废水的净化，也可实现水源杀菌消毒，属于水处理领域。

背景技术

光化学法作为一种新型的水污染治理技术, 具有反应条件温和、氧化能力强、适用范围广等特点，常用来处理难降解的高浓度有机废水，具有广泛的应用前景。

光源是光化学反应器高效稳定运行的关键，然而普通光源存在诸多缺陷，直接影响了光化学氧化的效果。普通紫外光源大多采用电激发有极紫外灯，由于灯中电极的存在，导致光源寿命短、能耗大、点燃时间和稳定时间长、电极材料与发光物质选择范围小、形状变化少、不能直接放入水中使用、外加电路复杂。

微波无极紫外灯是一种新型气体放电光源，利用微波发生器产生的高频电磁波激发无极灯内的填充物质产生紫外光。该光源无电极，因而不存在电极老化、封接密封等问题，并且受工作电压、工作频率、工作电流限制小，此外，无极光源还具有光效高、发光稳定、启动快、形状多样等特点，已逐渐应用于水污染治理领域。

例如，公开号为CN102260003A的发明专利，公开了一种“工业废水微波无极紫外光催化-双膜分离耦合处理装置”。又例如，公开号为CN106882853A的发明专利，公开了“一种微波无极紫外光催化水处理装置”。这些专利均采用微波无极紫外光源，克服了普通紫外光源寿命短、能耗大、光谱辐射不均匀等缺陷，然而，这些装置的微波无极紫外光源仅能产生特定强度的紫外光，在装置的实际应用中会发现，装置内的污染物浓度实时变化，不能根据当前水质状况调整照射强度，当反应器中污染物浓度降低时，过大的紫外光强势必会造成电能的浪费、减少光源的使用寿命。

为实现自动调控光强，公开号为CN201379814Y的实用新型，公开了一种“自动控制型紫外线消毒器”，该消毒器根据可编程控制器收到的液体流量信号判断开启紫外线灯管的数量并自动开启运行，节约了电能，提高了紫外线灯管的使用效率，但是这种紫外线消毒方案也仅是根据水流量控制开启紫外线灯管的数量，其实际达到的效果十分有限。

公开号为CN103900261A的发明专利，公开了一种“热水器及热水器的紫外线杀菌控制方法”，该热水器利用其水质检测装置分析水样中的细菌数量，并将水质信息反馈至控制器，控制器根据实时水质信息调节紫外光强度，既节约了能源，又延长了紫外线杀菌装置的使用寿命。然而根据实时水质信息调节光强，针对不同的废水需要配置专门的实时水质分析装置，普适性低，造价普遍较高。

综上，如何经济、高效地实现光化学水处理装置中光源的智能调控亟待解决。

实用新型内容

为克服光化学水处理装置中的因光源强度无法智能调控，而导致的能耗大的问题，本实用新型提供一种紫外光化学水处理装置中的光源智能调控系统，通过定点监控紫外光强度的实时信息控制微波电源的频率，进而调节紫外光源强度，解决了光化学水处理装置中的光源强度无法智能调控的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种紫外光化学水处理装置中的光源智能调控系统，包括微波无极紫外光源、紫外光强度监控模块和中央控制系统。微波无极紫外光源包括微波电源、无极紫外灯管和石英套管。无极紫外灯管外加装石英套管，避免灯管与水直接接触。微波电源通电后产生高频电磁波，耦合至无极紫外灯管中，紫外灯内的惰性气体原子被激发产生紫外光。紫外光强度监控模块包括紫外线强度传感器和紫外线强度传感器信号传送电路。紫外光强度监测模块包括采集紫外光强度信号，并将信号传送给中央控制系统。中央控制系统根据紫外光强度监测模块实时反馈的紫外光强度信息，与预设值进行比较，调整微波电源产生的电磁波频率，进而调控反应装置内的紫外光强度。

上述的光源智能调控系统，所述微波无极紫外光源中的微波电源、无极紫外灯管和石英套管等组件，其技术含义对于光源技术领域的专业人员而言是公知的，市场均有销售；所述无极紫外灯管数量≥1，其形状、尺寸、内部填充气体等，也可根据设计需要向电光源制造企业定制。

上述的光源智能调控系统，所述紫外线强度传感器，其技术含义对于传感器技术领域的专业人员而言是公知，市场均有销售。

本实用新型的有益效果是，紫外光化学水处理装置中的光源智能调控系统以微波无极紫外灯作为光源，克服了普通电激发有极紫外光源寿命短、能耗大、光谱辐射不均匀等一系列缺陷；此外，光源调控系统通过定点监控紫外光强度的实时信息调节紫外光源强度，从而实现反应器内光源的智能调控，提高了光源的利用效率，降低了能耗及运行成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型示意图；

图2是本实用新型控制原理图；

图3是本实用新型串联使用示意图。

图中1.微波电源，2.无极紫外灯管，3.石英套管，4.紫外线强度传感器，5.石英保护壳，6.紫外线强度传感器信号传送电路，7. 中央控制系统，8.控制信号传送电路，9.壳体，10.进水口，11.出水口。

具体实施方式

为更好地理解本发明，下面通过以下实施例对本发明作进一步具体的阐述，但不可理解为对本发明的限定，对于本领域的技术人员根据上述发明内容所作的一些非本质的改进与调整，也视为落在本发明的保护范围内。

实施例1

本实用新型一种紫外光化学水处理装置中的光源智能调控系统，包括微波无极紫外光源、紫外光强度监控模块和中央控制系统。微波无极紫外光源包括微波电源1、无极紫外灯管2和石英套管3。无极紫外灯管2外加装石英套管3，避免灯管与水直接接触。紫外光强度监控模块包括紫外线强度传感器4和紫外线强度传感器信号传送电路6。紫外强度传感器4安装在反应器壳体上，为避免与水直接接触，紫外强度传感器4外加装石英保护壳5，具体形式见图1中的局部放大图。紫外强度传感器4与中央控制系统7通过紫外强度传感器信号传送电路6相连。中央控制系统7与微波电源1通过控制信号传送电路6相连。图1为隧道式紫外光化学水处理装置示意图，展示了本实用新型“一种紫外光化学水处理装置中的光源智能调控系统”在隧道式水处理装置中的应用，必须指出的是，本实用新型的应用载体并不局限于隧道式光化学水处理装置这一种形式，其中光化学水处理装置的无极紫外灯管2、石英套管3以及壳体9形状可以根据实际情况另行设计，本实用新型仅对光源智能调控系统的构造及连接方式进行限定。

上述的光源智能调控系统，所述微波无极紫外光源中的微波电源、无极紫外灯管和石英套管等组件，其技术含义对于光源技术领域的专业人员而言是公知的，光电市场均有销售；所述无极紫外灯管数量≥1，其形状、尺寸、内部填充气体等，也可根据设计需要向电光源制造企业定制。

上述的光源智能调控系统，所述紫外线强度传感器，其技术含义对于传感器技术领域的专业人员而言是公知，市场均有销售。

微波电源通电后将其产生的高频电磁波耦合至无极紫外灯管内，紫外灯内的惰性气体原子被激发，处于激发态的惰性气体原子与灯管内的金属原子碰撞产生能量转移，金属原子由基态跃迁到激发态，处于激发态的金属原子不稳定，回迁到基态的同时产生紫外光。微波无极紫外光源的应用，克服了普通电激发有极紫外光源寿命短、能耗大、光谱辐射不均匀等一系列缺陷。光源系统产生的254 nm紫外光可使水中的微生物失活变性，进而实现杀菌消毒；如若配合可回收的高效催化剂或者H₂O₂、O₃等氧化剂产生氧化性极强的羟基自由基可氧化废水中的有机污染物，实现难降解有机废水的高效净化。254 nm紫外光被水中的有机物或者微生物吸收，会降低紫外传输距离，随着装置内反应的进行，有机物及微生物的浓度降低，对紫外线的吸收减小，导致紫外传输距离增加。位于壳体9上的紫外强度传感器4将采集到的紫外线强度信号通过紫外线强度传感器信号传送电路6传送给中央控制系统7。上述紫外线强度传感器信号传送电路6的作用是将紫外线强度传感器发送来的信号加工处理成模块能够接受的工业标准信号，可以采用现有的惯常设计，也可以采用适用于特殊处理器的专用设计。中央控制系统7根据紫外光强度监测模块实时反馈的紫外光强度信息，与预设值进行比较，并通过控制信号传送电路8向微波电源1发出控制信号，调整其产生的电磁波频率，进而调控反应装置内的紫外光强度。光源调控系统通过定点监控紫外光强度的实时信息调节紫外光源强度，从而实现反应器内光源的智能调控，提高了光源的利用效率，降低了能耗及运行成本。

实施例2

工程应用中，可根据实际情况，将紫外光化学水处理装置多级串联，级数由实际需求确定。如图3所示，一级紫外光化学水处理装置的出水口连接二级紫外光化学水处理装置的进水口，以此类推，多级串联。各级反应装置的紫外光强度监测模块通过各路紫外线强度传感器信号传送电路向中央控制系统实时反馈各自的紫外光强度信息，中央控制系统将收集的信息分别与各级反应装置的预设值进行比较，及时调整各个微波电源产生的电磁波频率，进而调控各级反应装置内的紫外光强度。

光化学水处理装置多级串联时，沿程污染物浓度变化较大，本实用新型光源智能调控系统可以针对各级反应装置中污染物的变化，自动调节各级反应装置中的紫外光强度，避免因过大的紫外光强度导致电能浪费，节能降耗的优势更加明显。

Claims (1)

1.一种紫外光化学水处理装置中的光源智能调控系统，包括微波电源、无极紫外灯管、石英套管、紫外线强度传感器、紫外线强度传感器信号传送电路、中央控制系统和控制信号传送电路，其特征在于：紫外线强度传感器将采集到的紫外线强度信号通过紫外线强度传感器信号传送该电路传送至中央控制系统，中央控制系统根据接受的紫外线强度信息与预设值比较，并通过控制信号传送电路向微波电源发出控制信号，调整其产生的电磁波频率，进而调控反应装置内的紫外光强度。