專利名稱：基于超聲、紫外線協(xié)同殺菌的飲用水生產(chǎn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種飲用水生產(chǎn)裝置，尤其涉及一種基于超聲、紫外線協(xié)同殺菌的飲用水生產(chǎn)裝置。
背景技術(shù)：
飲用水質(zhì)量與人們身體健康息息相關(guān)，山泉水含有很多有益于人體健康的天然礦物質(zhì)和微量元素，因而受到越來越多人的青睞。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的文獻檢索發(fā)現(xiàn)，大部分是采用多重過濾器及反滲透濾膜技術(shù)對天然的原水進行處理，然后用臭氧殺菌和消毒以達(dá)到飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。中國專利ZL01129944.4，名稱為“礦化飲用水的制備方法”，公開了一種礦化飲用水的制備方法，原水先后經(jīng)絮凝劑初步凈化、石英砂和錳砂過濾、活性炭吸附、微濾膜微濾及反滲透膜脫礦制得到純凈水備用，配置礦鹽濃縮液按一定比例和純凈水均勻混合， 超濾除去雜質(zhì)，最后用臭氧殺菌及灌裝成產(chǎn)品。該礦化飲用水的制備方法雖然含有偏硅酸、 硒、鍶、鋅、鈣、碘六種人體必需的元素或物質(zhì)，但畢竟是人工加工配置而成，依然不能和純天然礦泉水相媲美。中國專利ZL200610034395. 2，名稱為“一種用自然密濾工藝生產(chǎn)山泉水的方法”，公開了一種山泉水自然密濾生產(chǎn)方法，采用了多重過濾、臭氧及紫外線消毒殺菌工藝，并加入超濾膜過濾裝置，對水中大分子或尺寸大于0. 0005 μ m的粒子進行截留，進一步分離原水中殘留的微小細(xì)菌微、病毒等微生物，同時又保留了原水中分子量較小的有益人體健康的礦物質(zhì)。這種采用自然密濾工藝的山泉水雖然能充分保證水中的菌落數(shù)安全要求，但最近研究發(fā)現(xiàn)，礦泉水或山泉水等天然水源在經(jīng)過臭氧消毒后生成的副產(chǎn)物溴酸鹽在國際上被定為2B級的潛在致癌物，日前，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會批準(zhǔn)發(fā)布了《飲用天然礦泉水》(GB8537-2008)和《飲用天然礦泉水檢驗方法》(GB/T8538-2008)兩個國家標(biāo)準(zhǔn)中已經(jīng)明確規(guī)定了天然礦泉水中的溴酸鹽最高允許濃度在0.01mg/L以內(nèi)，這意味著臭氧殺菌技術(shù)將在天然礦泉水生產(chǎn)過程中受到嚴(yán)格限制。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開發(fā)一種新的殺菌技術(shù)，來取代臭氧殺菌，有效消除由臭氧殺菌技術(shù)導(dǎo)致的溴酸鹽超標(biāo)隱患，為飲用水生產(chǎn)企業(yè)提供生產(chǎn)裝置。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種飲用水的生產(chǎn)裝置，能有效消除由臭氧殺菌技術(shù)導(dǎo)致的溴酸鹽超標(biāo)隱患，實現(xiàn)飲用水產(chǎn)品真正安全健康。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于超聲、紫外線協(xié)同殺菌的飲用水生產(chǎn)裝置，包括通過連接管道串設(shè)在一起的錳砂過濾器、石英砂過濾器、活性碳過濾器、精細(xì)過濾器、超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器和超濾過濾器，其中，所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器包括殼體、出水口、進水口、高頻超聲波輻射頭、低頻超聲波輻射頭、高頻超聲波發(fā)生器、低頻超聲波發(fā)生器和紫外殺菌燈套；所述錳砂過濾器的出水口與所述石英砂過濾器的進水口相連；所述石英砂過濾器的出水口與所述活性碳過濾器的進水口相連；所述活性碳過濾器的出水口與所述精細(xì)過濾器的進水口相連；所述精細(xì)過濾器的出水口與所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的所述進水口相連；所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的所述出水口與所述超濾過濾器的進水口相連；其中，所述飲用水生產(chǎn)裝置工作時，原水自所述錳砂過濾器的進水口進入所述飲用水生產(chǎn)裝置，成品飲用水自所述超濾過濾器的出水口生成；所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的所述殼體為臥式圓筒形狀；所述紫外殺菌燈套為圓管形狀，所述紫外殺菌燈套內(nèi)穿設(shè)有紫外殺菌燈；所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的橫向兩個端面留有不同尺寸的多個支撐孔；所述支撐孔在所述端面上呈交錯布置，分別用于支撐所述紫外殺菌燈套、所述高頻超聲波輻射頭和所述低頻超聲波輻射頭；所述紫外殺菌燈套橫置于所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器中，所述紫外殺菌燈套的兩個端頭的外表面分別防漏水地密封粘接于所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的所述兩個端面上對應(yīng)的支撐孔中；所述高頻超聲波輻射頭和所述低頻超聲波輻射頭分別安裝在所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的所述兩個端面上對應(yīng)的支撐孔中，并經(jīng)過防漏水地密封處理；所述高頻超聲波輻射頭和所述低頻超聲波輻射頭的正、負(fù)導(dǎo)線分別與所述高頻超聲波發(fā)生器和所述低頻超聲波發(fā)生器的正、負(fù)極相連。在本發(fā)明的較佳實施方式中，所述原水為山泉水、深井水或天然礦泉水。較佳地，所述高頻超聲波輻射頭使用的頻率范圍為35kHz 100kHz，所述低頻超聲波輻射頭使用的頻率范圍為20kHz 35kHz。較佳地，所述精細(xì)過濾器采用無毒性的微孔濾芯，以過濾水中0. 5μπι以上的細(xì)小雜質(zhì)，所述超濾過濾器采用0. 001 μ m的微孔過濾膜。較佳地，所述錳砂過濾器、所述石英砂過濾器、所述活性碳過濾器、所述精細(xì)過濾器、所述超濾過濾器和所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的殼體、出水口和進水口以及所述連接管道均由不銹鋼材料制成，所述紫外殺菌燈套由具有良好紫外光穿透性能的有機玻璃材料制成。較佳地，所述高頻超聲波輻射頭和所述低頻超聲波輻射頭分別均勻布設(shè)在所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的橫向兩個所述端面上。較佳地，用于支撐所述紫外殺菌燈套的多個所述支撐圓孔在所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的橫向兩個所述端面上均勻布置，使所述紫外殺菌燈均勻布設(shè)在所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器內(nèi)。較佳地，所述高頻超聲波輻射頭和所述低頻超聲波輻射頭為圓柱體形狀；所述支撐孔均為圓形。較佳地，所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器中紫外線和超聲波的強度根據(jù)所述飲用水生產(chǎn)裝置的水處理量預(yù)設(shè)。較佳地，本發(fā)明的飲用水生產(chǎn)裝置中還包括多個串聯(lián)的所述超聲波-紫外線協(xié)同
殺圉器。本發(fā)明采用多重過濾工藝對水中大分子或尺寸大于0. 001 μ m懸浮物進行截留， 利用超聲波-紫外線協(xié)同殺菌技術(shù)對水中的細(xì)菌、芽孢、病菌等微生物進行有效滅殺，既能完整保留山泉水中有益人體健康的微量元素和礦物質(zhì)，又能從根本上消除由傳統(tǒng)臭氧殺菌技術(shù)產(chǎn)生的溴酸鹽副產(chǎn)物，從而保證了山泉飲用水的安全健康。另外，超聲波和紫外線均易于阻隔，在工作過程中不會超標(biāo)泄露至操作人員工作區(qū)，因此，超聲波協(xié)同紫外線殺菌技術(shù)在生產(chǎn)應(yīng)用中是安全的，具有很強的可操作性。以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。


圖1是本發(fā)明的一個較佳實施例的裝置的流程示意圖；圖2是圖1所示裝置的關(guān)鍵部件，超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2所示超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的殼體的A向視圖；圖4是圖2所示超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的殼體的B向視圖。
具體實施例方式高強度超聲輻照作為物理殺菌技術(shù)，其根本機制是功率超聲波在水中產(chǎn)生的“空化效應(yīng)”將在眾多的空化泡局部小區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓，形成高強度機械作用力，使進入該區(qū)域的生物體細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)產(chǎn)生物理損傷，致其死亡。同時，在高強度紫外線照射下，細(xì)菌生物體的組織結(jié)構(gòu)(DNA-核酸)進一步遭到破壞，喪失復(fù)制、繁殖能力，從而達(dá)到充分殺菌消毒目的。如圖1所示，本發(fā)明的一個實施例包括依次串接的錳砂過濾器1、石英砂過濾器 2、活性碳過濾器3、精細(xì)過濾器4、超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5和超濾過濾器6。如圖2所示，超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5包括殼體7、出水口 8、進水口 9、高頻超聲波輻射頭10、低頻超聲波輻射頭11、高頻超聲波發(fā)生器12、低頻超聲波發(fā)生器13和紫外殺菌燈套14。錳砂過濾器1的出水口與石英砂過濾器2的進水口相連，石英砂過濾器2的出水口與活性碳過濾器3的進水口相連，活性碳過濾器3的出水口和精細(xì)過濾器4的進水口相連，精細(xì)過濾器4的出水口與超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5的進水口 9相連，超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5的出水口 8與超濾過濾器6的進水口相連。參見圖2-4，超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5為臥式圓筒形殼體，紫外殺菌燈套14為圓管形狀，用于安置殺菌紫外燈，高頻超聲波輻射頭10和低頻超聲波輻射頭11為圓柱體形狀，超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5的左、右兩端面留有不同尺寸的圓孔，圓孔呈交錯布置，分別用于支撐紫外殺菌燈套14、高頻超聲波輻射頭10或低頻超聲波輻射頭11，紫外殺菌燈套 14橫置于超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5中，其左右端頭外表面分別和超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5左右兩端面對應(yīng)的支撐圓孔進行防漏水密封粘接；高頻超聲波輻射頭10和低頻超聲波輻射頭11分別安裝在超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5左、右兩端面對應(yīng)的支撐圓孔中， 同樣進行防漏水密封處理；高頻超聲波輻射頭10和低頻超聲波輻射頭11的正、負(fù)導(dǎo)線分別與高頻超聲波發(fā)生器12和低頻超聲波發(fā)生器13的正、負(fù)極相連。錳砂過濾器1、石英砂過濾器2、活性碳過濾器3、精細(xì)過濾器4、超濾過濾器6和超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5的殼體、出水口和進水口以及連接管道均采用不銹鋼材料，紫外殺菌燈套14采用具有良好紫外光穿透性能的有機玻璃材料。原水在外界壓力的驅(qū)動下，依次流過錳砂過濾器1，石英砂過濾器2，活性碳過濾器3，精細(xì)過濾器4，超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5和超濾過濾器6，最后形成可飲用的山泉水。錳砂過濾器1是用于去除水中的鐵錳離子；石英砂過濾器2是用于去除水中大尺寸懸浮物、有機體及浮游菌體；活性碳過濾器3用于去除水中異味；精細(xì)過濾器4采用無任何毒性的微孔濾芯，用于過濾水中0. 5 μ m以上的細(xì)小雜質(zhì)；超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5采用高能超聲波協(xié)同強紫外線對水進行滅菌處理，為保證滅菌效果，減小活性微生物對超濾過濾器6的污染和侵蝕，超聲波和紫外線強度根據(jù)系統(tǒng)水處理流量存在一個最低閾值。另外，還可根據(jù)生產(chǎn)實際情況，使用多個超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5串聯(lián)，以延長殺菌時間，達(dá)到徹底滅菌效果；高頻超聲波輻射頭10使用的頻率范圍是35kHz 100kHz，低頻超聲波輻射頭11使用的頻率范圍是20kHz 35kHz，使用不同頻率超聲波是為了提高超聲波作用的均勻性，避免在超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5中出現(xiàn)聲作用盲點；超濾過濾器6采用0. 001 μ m的微孔過濾膜進一步截留水中非活性菌體和少數(shù)“僥幸逃脫”的活性菌體，保證成品飲用水絕對安全可靠。本實施例中高頻超聲波輻射頭10和低頻超聲波輻射頭11分別設(shè)置在超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5的兩側(cè)，分別在超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5的兩側(cè)的端面上均勻分布。 當(dāng)然，在本發(fā)明的其他實施例中，高頻超聲波輻射頭10和低頻超聲波輻射頭11也可以混合地設(shè)置在超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5的兩側(cè)，或混合地設(shè)置在超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5的一側(cè)，S卩，超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器5的某一側(cè)上既有高頻超聲波輻射頭10，也有低頻超聲波輻射頭11。在本發(fā)明的其他實施例中，超聲波輻射頭還可以為方形或其他形狀；原水的種類也不局限于山泉水，可以為深井水、天然礦泉水或其他天然水源。本發(fā)明采用多重過濾工藝對水中大分子或尺寸大于0. 001 μ m懸浮物進行截留， 保留了山泉水中有益人體健康的小分子微量元素和礦物質(zhì)，同時，利用超聲-紫外線協(xié)同殺菌新技術(shù)對山泉水進行有效滅菌，從根本上消除了由傳統(tǒng)臭氧殺菌技術(shù)產(chǎn)生的一種潛在的致癌副產(chǎn)物一一溴酸鹽，從而保證了山泉飲用水的安全健康。以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實驗可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種基于超聲、紫外線協(xié)同殺菌的飲用水生產(chǎn)裝置，包括通過連接管道串設(shè)在一起的錳砂過濾器、石英砂過濾器、活性碳過濾器、精細(xì)過濾器、超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器和超濾過濾器，其中，所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器包括殼體、出水口、進水口、高頻超聲波輻射頭、低頻超聲波輻射頭、高頻超聲波發(fā)生器、低頻超聲波發(fā)生器和紫外殺菌燈套； 所述錳砂過濾器的出水口與所述石英砂過濾器的進水口相連； 所述石英砂過濾器的出水口與所述活性碳過濾器的進水口相連； 所述活性碳過濾器的出水口與所述精細(xì)過濾器的進水口相連； 所述精細(xì)過濾器的出水口與所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的所述進水口相連； 所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的所述出水口與所述超濾過濾器的進水口相連； 其中，所述飲用水生產(chǎn)裝置工作時，原水自所述錳砂過濾器的進水口進入所述飲用水生產(chǎn)裝置，成品飲用水自所述超濾過濾器的出水口生成；所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的所述殼體為臥式圓筒形狀；所述紫外殺菌燈套為圓管形狀，所述紫外殺菌燈套內(nèi)穿設(shè)有紫外殺菌燈；所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的橫向兩個端面留有不同尺寸的多個支撐孔；所述支撐孔在所述端面上呈交錯布置，分別用于支撐所述紫外殺菌燈套、所述高頻超聲波輻射頭和所述低頻超聲波輻射頭；所述紫外殺菌燈套橫置于所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器中，所述紫外殺菌燈套的兩個端頭的外表面分別防漏水地密封粘接于所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的所述兩個端面上對應(yīng)的支撐孔中； 所述高頻超聲波輻射頭和所述低頻超聲波輻射頭分別安裝在所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的所述兩個端面上對應(yīng)的支撐孔中，并經(jīng)過防漏水地密封處理；所述高頻超聲波輻射頭和所述低頻超聲波輻射頭的正、負(fù)導(dǎo)線分別與所述高頻超聲波發(fā)生器和所述低頻超聲波發(fā)生器的正、負(fù)極相連。
2.如權(quán)利要求1所述的飲用水生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述原水為山泉水、深井水或天然礦泉水。
3.如權(quán)利要求1所述的飲用水生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述高頻超聲波輻射頭使用的頻率范圍為35kHz IOOkHz，所述低頻超聲波輻射頭使用的頻率范圍為20kHz 35kHz。
4.如權(quán)利要求1所述的飲用水生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述精細(xì)過濾器采用無毒性的微孔濾芯，以過濾水中0. 5 μ m以上的細(xì)小雜質(zhì)，所述超濾過濾器采用0. 001 μ m的微孔過濾膜。
5.如權(quán)利要求1所述的飲用水生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述錳砂過濾器、所述石英砂過濾器、所述活性碳過濾器、所述精細(xì)過濾器、所述超濾過濾器和所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的殼體、出水口和進水口以及所述連接管道均由不銹鋼材料制成，所述紫外殺菌燈套由具有良好紫外光穿透性能的有機玻璃材料制成。
6.如權(quán)利要求1所述的飲用水生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述高頻超聲波輻射頭和所述低頻超聲波輻射頭分別均勻布設(shè)在所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的橫向兩個所述端面上。
7.如權(quán)利要求1所述的飲用水生產(chǎn)裝置，其特征在于，用于支撐所述紫外殺菌燈套的多個所述支撐圓孔在所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器的橫向兩個所述端面上均勻布置，使所述紫外殺菌燈均勻布設(shè)在所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述的飲用水生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述高頻超聲波輻射頭和所述低頻超聲波輻射頭為圓柱體形狀；所述支撐孔均為圓形。
9.如權(quán)利要求1所述的飲用水生產(chǎn)裝置，其特征在于，所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器中紫外線和超聲波的強度根據(jù)所述飲用水生產(chǎn)裝置的水處理量預(yù)設(shè)。
10.如權(quán)利要求1所述的飲用水生產(chǎn)裝置，其特征在于，還包括多個串聯(lián)的所述超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種飲用水的飲用水生產(chǎn)裝置，包括錳砂過濾器，石英砂過濾器，活性炭過濾器，精細(xì)過濾器，超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器，超濾過濾器，其中，超聲波-紫外線協(xié)同殺菌器包括殼體，出水口，進水口，高頻超聲波輻射頭，低頻超聲波輻射頭，高頻超聲波發(fā)生器，低頻超聲波發(fā)生器，紫外殺菌燈套。本發(fā)明采用多重過濾工藝對水中大于0.001μm懸浮物進行截留，利用超聲波-紫外線協(xié)同殺菌新技術(shù)對水進行滅菌，既能完整保留山泉水或天然礦泉水中有益人體健康的微量元素和礦物質(zhì)，又能從根本上消除由傳統(tǒng)臭氧殺菌技術(shù)產(chǎn)生的一種潛在的致癌副產(chǎn)物——溴酸鹽，從而保證了山泉飲用水的安全健康。
文檔編號C02F1/44GK102267775SQ20111020965
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者劉世清, 姚曄, 陳靜 申請人:上海交通大學(xué)