專利名稱：適用于農(nóng)村地區(qū)的飲用水膜-紫外線組合消毒反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬環(huán)保領(lǐng)域，涉及一種飲用水消毒裝置，尤其是一種采用超濾 膜與紫外線組合的消毒設(shè)備。
背景技術(shù)：
消毒是飲用水處理中的重要工藝環(huán)節(jié)，對(duì)于保障人體健康具有重要作用。 在《全國農(nóng)村飲水安全"十一五"規(guī)劃》中，明確提要求所有新建供水工程全部要 求消毒，因而這期間需要數(shù)十萬套安全、高效的消毒設(shè)備，以保障農(nóng)村地區(qū)飲 用水的安全性。然而傳統(tǒng)的氯消毒方法不適合于農(nóng)村地區(qū)，其消毒效果也不盡 如人意。
膜過濾技術(shù)是近70年來才發(fā)展起來的一項(xiàng)新技術(shù)，應(yīng)用范圍很廣泛。作為 一種消毒技術(shù)它也有較長(zhǎng)的歷史，早在第二次世界大戰(zhàn)時(shí)，德國就利用膜過濾 技術(shù)檢測(cè)飲用水是否被細(xì)菌炸彈污染。膜過濾消毒主要利用水通過濾膜時(shí)，細(xì) 菌和病毒等微生物顆粒在膜表面或內(nèi)部被截留住而實(shí)現(xiàn)的。
膜過濾技術(shù)去除微生物的機(jī)理主要是通過機(jī)械篩分作用和吸附截留作用。在 機(jī)械篩分截留中，多孔介質(zhì)在微生物顆粒滲透時(shí)作為一層篩網(wǎng)，使比膜孔徑大 或與其相當(dāng)?shù)奈⑸镱w粒被截留在膜表面，許多尺寸較大的微生物(大多數(shù)細(xì)菌、 原生動(dòng)物胞囊、寄生蟲卵等)都主要通過這種作用去除的。例如大腸桿菌就主要 是以這種機(jī)械篩分作用形成濾餅去除的。吸附截留作用是指當(dāng)微生物顆粒穿過 膜表面進(jìn)入膜內(nèi)部時(shí)，由于物理化學(xué)性能和靜電引力的影響會(huì)使它們沉積在膜 孔側(cè)壁或膜內(nèi)部基質(zhì)上。許多尺寸較小的微生物(大部分病毒)都主要是通過這種 作用去除的。例如脊髓灰質(zhì)炎病毒就主要是以這種吸附截留作用去除的。
紫外線消毒是利用波長(zhǎng)為253.7nm及其附近波長(zhǎng)范圍內(nèi)的紫外光對(duì)微生物 DNA的破壞，阻止蛋白質(zhì)合成而使細(xì)菌不能繁殖。其作用使水中各種細(xì)菌、病 毒、水藻以及其他病原體中的DNA組織結(jié)構(gòu)受到光化學(xué)破壞，失去復(fù)制能力， 而使細(xì)胞死亡。紫外線消毒具有高效廣譜的特點(diǎn)，對(duì)多種病源微生物都有較好 的作用效果。如當(dāng)紫外強(qiáng)度為3xl04 ^W/cm2時(shí)，紫外線殺滅病毒及細(xì)菌約需 0.1 ls的接觸時(shí)間、殺滅霉菌孢子需l 8s、殺滅藻類需5 40 s，而氯消毒則需 30~60 min的接觸時(shí)間，臭氧消毒需15 30min。另外，紫外線消毒對(duì)隱孢子蟲 卵囊有特效消毒作用，并且不產(chǎn)生有毒有害副產(chǎn)物，具有其它消毒工藝所無法 比擬的優(yōu)勢(shì)，克服了現(xiàn)有傳統(tǒng)消毒技術(shù)的缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便的飲用水消毒裝置，可 用于解決農(nóng)村地區(qū)水處理技術(shù)落后、消毒設(shè)施不完善、飲用水的微生物安全性 不能保障的問題，通過膜過濾與紫外線消毒技術(shù)相結(jié)合，有效保證農(nóng)村地區(qū)飲 用水微生物安全性。
本實(shí)用新型的上述技術(shù)問題主要是通過以下技術(shù)方案得以解決的 一種飲 用水消毒反應(yīng)器，包括水箱、水泵、超濾膜過濾器、紫外線消毒器；水箱的出 水口與水泵的進(jìn)水口相連，水泵的出水口與超濾膜過濾器的進(jìn)水口相連，超濾 膜過濾器的出水口與紫外線消毒器的進(jìn)水口相連。
進(jìn)一步，所述水箱的進(jìn)水口設(shè)置于水箱的上端，所述水箱的出水口設(shè)置于 水箱的下端。
所述水箱的上端還設(shè)置有溢流口 ，所述水箱的下端還設(shè)置有排空口 。 所述超濾膜過濾器由超濾膜組件和殼體構(gòu)成。
所述紫外線消毒器主要由進(jìn)水口、出水口、紫外燈管、石英套管、外殼及 電控設(shè)備構(gòu)成。
所述紫外線消毒器的進(jìn)水口設(shè)置于紫外線消毒器的上端，所述紫外線消毒 器的出水口設(shè)置于紫外線消毒器的下端。 所述水泵為離心泵。
所述超濾膜為中空纖維內(nèi)壓膜組件，孔徑范圍為0.02-0.10阿。 紫外線燈管的功率和數(shù)量可根據(jù)反應(yīng)器進(jìn)水量的不同采用不同的設(shè)計(jì)參 數(shù)，以保證反應(yīng)器內(nèi)的平均紫外線劑量至少為40mJ/com2。
使用時(shí)，待處理的水通過水箱上部進(jìn)入，通過水泵將水箱中的水輸送到超 濾膜凈化器，超濾膜出水進(jìn)入紫外線消毒器中進(jìn)行消毒。水箱中的水通過超濾 膜凈化器后，使水中的懸浮顆粒物、部分有機(jī)物及大多數(shù)細(xì)菌、原生動(dòng)物胞囊、 寄生蟲卵、血吸蟲、病毒、隱孢子蟲卵囊得以去除；然后通過紫外消毒器進(jìn)一 步對(duì)超濾膜未截留的微生物進(jìn)行滅活。
本實(shí)用新型將膜過濾與紫外線消毒兩種技術(shù)有效的結(jié)合起來，充分發(fā)揮二 者對(duì)水中有機(jī)物、顆粒物的去除特點(diǎn)及對(duì)微生物的滅活特點(diǎn)，對(duì)飲用水微生物 安全性起到雙重屏障作用。
本實(shí)用新型采用超濾膜和紫外線組合消毒反應(yīng)器具有殺菌廣譜、高效的特 點(diǎn)，工藝系統(tǒng)運(yùn)行安全、維護(hù)和成本均較低的優(yōu)點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)了消毒過程中的 無害化。
再有，超濾膜可以去除有機(jī)物和大多數(shù)顆粒物，降低了紫外燈管的污染程 度，提高紫外線消毒效果；而紫外線消毒可以起到多級(jí)屏障作用，有效滅活沒 有被超濾膜截留下來的微生物，保障飲用水的微生物安全性；另外，該反應(yīng)器由于未添加任何化學(xué)藥劑，不會(huì)產(chǎn)生任何有毒有害消毒副產(chǎn)物，尤其適用于農(nóng) 村地區(qū)小規(guī)模飲用水處理消毒。


圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例的超濾膜一紫外線組合消毒反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的超濾膜過濾器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。 請(qǐng)參閱圖l,圖中箭頭表示水的流向。
本實(shí)用新型膜-紫外線組合消毒設(shè)備，由水箱l、水泵2、超濾膜過濾器3、紫 外線消毒器4組成；水由水箱l上部進(jìn)入，通過水泵2將水箱中的水輸送到超濾膜 過濾器3，超濾膜出水進(jìn)入紫外線消毒器4中。
水箱1上端設(shè)有進(jìn)水口 11和溢流口 12，下端為出水口 13和排空口 14。
水泵2為離心泵，其進(jìn)水口21接水箱出水口n,其出水口22接超濾膜過濾器 3的進(jìn)水口31相連，超濾膜過濾器的出水口32與紫外線消毒器4的進(jìn)水口41相連。
超濾膜過濾器3，由超濾膜組件和殼體構(gòu)成(圖中未顯示)，超濾膜為中空 纖維內(nèi)壓膜組件，孔徑范圍為0.02-0.10^im。紫外線消毒器4由進(jìn)水口41、出水口 42及紫外燈管43、石英套管44、外殼45及電控設(shè)備46構(gòu)成，請(qǐng)參閱圖2。
使用時(shí)，需要處理的水首先進(jìn)入水箱l中，經(jīng)沉淀去除部分較大顆粒物質(zhì)。 通過水泵2輸送到超濾膜過濾器3中，從底部進(jìn)入，上部流出，通過超濾膜的 機(jī)械篩分作用后，去除水中尺寸較大的微生物(大多數(shù)細(xì)菌、原生動(dòng)物胞囊、寄 生蟲卵)，通過吸附截留作用將許多尺寸較小的微生物(大部分病毒)去除。超濾 膜出水從上端流入紫外線消毒器4，從下端流出，這樣保證了水中微生物能夠均 勻的接受紫外線的照射，未被超濾膜截留的微生物在紫外線的輻射下進(jìn)一步被 滅活。由于膜過濾對(duì)水中可以造成紫外燈管污染有機(jī)物及顆粒物的去除，提高 了提高紫外線的消毒效果。該超濾膜-紫外線組合消毒反應(yīng)器可使農(nóng)村地區(qū)飲用 水達(dá)到國家《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中微生物指標(biāo)要求即大腸桿菌不得檢出 /100mL;細(xì)菌總數(shù)《100CFU/mL;賈第鞭毛蟲<1個(gè)/10L;隱孢子蟲〈1個(gè)/10L。由 于該消毒裝置不需要投加化學(xué)藥劑，因而不會(huì)產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物。
上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和使用 本實(shí)用新型。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修 改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。 因此，本實(shí)用新型不限于上述實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實(shí)用新型的揭示, 對(duì)于本實(shí)用新型做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種適用于農(nóng)村地區(qū)的飲用水膜—紫外線組合消毒反應(yīng)器，其特征在于包括水箱、水泵、超濾膜過濾器、紫外線消毒器；水箱的出水口與水泵的進(jìn)水口相連，水泵的出水口與超濾膜過濾器的進(jìn)水口相連，超濾膜過濾器的出水口與紫外線消毒器的進(jìn)水口相連。
2、 如權(quán)利要求l所述的消毒反應(yīng)器，其特征在于所述水箱的進(jìn)水口設(shè)置于 水箱的上端，所述水箱的出水口設(shè)置于水箱的下端。
3、 如權(quán)利要求l所述的消毒反應(yīng)器，其特征在于所述水箱的上端還設(shè)置有 溢流口，所述水箱的下端還設(shè)置有排空口。
4、 如權(quán)利要求l所述的消毒反應(yīng)器，其特征在于所述超濾膜過濾器由超濾 膜組件和殼體構(gòu)成。
5、 如權(quán)利要求l所述的消毒反應(yīng)器，其特征在于所述紫外線消毒器由進(jìn)水 口、出水口、紫外燈管、石英套管、外殼及電控設(shè)備構(gòu)成。
6、 如權(quán)利要求l所述的消毒反應(yīng)器，其特征在于所述紫外線消毒器的進(jìn)水 口設(shè)置于紫外線消毒器的上端，所述紫外線消毒器的出水口設(shè)置于紫外線消毒器 的下端。
7、 如權(quán)利要求l所述的消毒反應(yīng)器，其特征在于所述水泵為離心泵。
8、 如權(quán)利要求1或4所述的消毒反應(yīng)器，其特征在于所述超濾膜為中空纖 維內(nèi)壓膜組件，孔徑范圍為0.02-0.10Mm。
專利摘要一種飲用水消毒反應(yīng)器，包括水箱、水泵、超濾膜過濾器、紫外線消毒器；水箱的出水口與水泵的進(jìn)水口相連，水泵的出水口與超濾膜過濾器的進(jìn)水口相連，超濾膜過濾器的出水口與紫外線消毒器的進(jìn)水口相連。所述水箱的進(jìn)水口設(shè)置于水箱的上端，所述水箱的出水口設(shè)置于水箱的下端。所述紫外線消毒器的進(jìn)水口設(shè)置于紫外線消毒器的上端，所述紫外線消毒器的出水口設(shè)置于紫外線消毒器的下端。本實(shí)用新型將膜過濾與紫外線消毒兩種技術(shù)有效的結(jié)合起來，具有殺菌廣譜、高效的特點(diǎn)，工藝系統(tǒng)運(yùn)行安全、維護(hù)和成本均較低的優(yōu)點(diǎn)，并且實(shí)現(xiàn)了消毒過程中的無消毒副產(chǎn)物生成，尤其適用于農(nóng)村地區(qū)小規(guī)模飲用水處理消毒。
文檔編號(hào)C02F1/32GK201264924SQ20082005850
公開日2009年7月1日 申請(qǐng)日期2008年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月16日
發(fā)明者周玲玲, 康博社, 張永吉 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)