一、技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種紫外消毒裝置，尤其是便于清潔和移動式對流體(包括水體和空氣)紫外消毒的裝置。

二、

背景技術(shù)：

隨著工業(yè)的發(fā)展和社會的進步，廢水的種類和數(shù)量迅猛增加，對水體的污染也日趨廣泛和嚴(yán)重，威脅人類的健康和安全，由于廢水的成分更復(fù)雜，有些還有毒性，廢水處理更困難也更重要。一些典型的高濃度有機廢水，如焦化廢水、制藥廢水、紡織/印染廢水、石油/化工廢水、垃圾滲濾液等，其主要生產(chǎn)工段的出水cod濃度一般均在3000～5000mg/l以上，有的工段出水甚至超過10000mg/l，即使是各工段的混合水，一般也均在3000mg/l以上。高濃度難降解廢水難處理的原因，本質(zhì)上是由其特性決定的，除了在處理時的外部環(huán)境條件(如溫度、ph值等)沒有達到生物處理的最佳條件外，還有兩個重要的原因，一是由于化合物本身的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)，在微生物群落中，沒有針對要處理的化合物的酶，使其具有抗降解性；二是在廢水中含有對微生物有毒或者能抑制微生物生長的物質(zhì)(有機物或無機物)，從而使得有機物不能快速的降解。處理這類廢水，多還采用生物處理，且以好氧法或好氧法的改進型(如a/o工藝等)為主，有的也采用厭氧生物處理。從這些工藝在國內(nèi)外的實際運用情況看，主要存在工藝流程長、外加物(如外加碳源物、調(diào)節(jié)ph藥劑等)量大且費用高等問題，從而導(dǎo)致整體上單位水量造價和單位水量成本均較高。而紫外光催化氧化法處理可以最少添加化學(xué)品，節(jié)約成本，幾乎無環(huán)境的負面影響。對水產(chǎn)養(yǎng)殖用水也需要進行紫外消毒。

紫外或光化學(xué)氧化法是在化學(xué)氧化和光輻射共同作用，使氧化反應(yīng)在速率和氧化能力上比單獨的化學(xué)氧化或光輻射有明顯提高，這種一種水或空氣的處理技術(shù)。光氧化法尤其是以紫外光為輻射源，同時水中投入包括芬頓試劑在內(nèi)的一定氧化劑如過氧化氫，臭氧或一些催化劑，它對難降解而具有毒性的小分子有機物去除效果極佳，光氧化反應(yīng)使水中產(chǎn)生許多活性極高的自由基，這些自由基很容易破壞有機物結(jié)構(gòu)。屬于光化學(xué)氧化法包括光敏化氧化，光激發(fā)氧化，光催化氧化等。

光催化氧化法是在使用光催化材料(光觸媒)的前提下，由于光觸媒材料經(jīng)光線照射后，可能產(chǎn)生活性物質(zhì)。目前公開的光觸媒的主要是二氧化鈦，以納米tio2或摻雜某些金屬或金屬氧化物更好，但已經(jīng)在發(fā)展如鉍氧化物等可見光催劑的光催化材料。納米二氧化鈦在經(jīng)紫外線輻射或光照后吸收能量，其價帶電子被激發(fā)到導(dǎo)帶，形成了電子和空穴與吸附于其表面的o2和h2o2作用，可以生成超氧化物陰離子自由基。這些自由基具有光觸化分解有害氣體、有機污染物和光催化抗菌的功能，可廣泛用于空氣凈化和水處理等領(lǐng)域。因此，光觸媒可用于抗菌、防污、易潔、空氣凈化、水質(zhì)凈化等作用。但是tio2粉末顆粒細微，不便回收，應(yīng)用手段上需要創(chuàng)新，同傳統(tǒng)水處理方法相比，目前的光催化氧化的固定成本和處理費用反而較高，設(shè)備復(fù)雜，推廣使用受限。

cn201310053472公開了一種高效光催化水處理方法與裝置，包括罐體、石英管、回流接口、超強紫外燈管、三維蜂窩陶瓷網(wǎng)光化學(xué)反應(yīng)室、污水布水器、污水接口、曝氣接口、曝氣組件、排污口、布藥組件、藥劑接口、粗效過濾網(wǎng)、高壓反沖裝置、高壓水接口、尾氣回收口及往復(fù)運動裝置。

cn200410067601空氣凈化用光催化反應(yīng)腔，包括反應(yīng)腔外殼、光催化凈化網(wǎng)、氣體孔道、密封板和光源，由光催化凈化網(wǎng)組成氣體孔道，由多個氣體孔道緊密并聯(lián)組成蜂窩狀反應(yīng)腔，通過密封板將每個氣體孔道的兩端中的一端間隔封閉，氣體孔道方向與氣體流動方向平行。

cn200980135994公開了基于結(jié)構(gòu)化的三維碳泡沫或碳材料泡沫的光催化劑。cn201310348060公開了lu、n共摻雜tio2光催化蜂窩陶瓷網(wǎng)的制備方法，以蜂窩陶瓷網(wǎng)作為第一載體，在第一載體上負載比表面積為300～400m²/g、并摻雜了鑭、鈰和鐵元素的活性al2o3涂層作為第二載體。

由上可見，tio2光催化劑在三維碳泡沫、碳材料、泡沫蜂窩陶瓷表面負載光催化氧化進行空氣或水處理(尤其是水處理)的主要裝置單元，然而由紫外燈光透不過碳材料、泡沫蜂窩陶瓷材料只有表面層光催化材料有效(反光折光性能亦不好)，作用區(qū)域(厚度)不大，薄型泡沫蜂窩陶瓷其實是無法制備并投入實用的，影響到光催化的作用強度和效率，這也固定成本和處理費用反而高的原因。

負載二氧化鈦的光催化以及新型光催化助劑，雖然具有對水分子催化分解成氫氧的活性，在水處理中尚不能得到廣泛的應(yīng)用，其原因主要在于:有效的催化劑作用區(qū)域太小，無紫外光的區(qū)域無法進行催化反應(yīng)，蜂窩陶瓷只能接觸到的表層的水進行流動，不能使所有的水體均進行催化反應(yīng)。

但現(xiàn)有的紫外消毒裝置，不便于清潔和移動，在對流體(包括水體和空氣)紫外消毒的效率會大打折扣，尤其是用于水產(chǎn)養(yǎng)殖的水處理時，要求消毒處理的水量大，而水中的細微雜質(zhì)或浮游生物會對紫外消毒裝置的光透明有大的影響，尤其是用于純紫外的光處理時。

三、

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，提出對水或空氣處理的紫外消毒裝置，尤其是便于清潔和移動式對流體(包括水體和空氣)紫外消毒的裝置。尤其是用于水產(chǎn)水處理及環(huán)保水處理的光催化紫外消毒裝置，便于清潔和移動，保證光催化紫外消毒裝置的高效運行。確保安全可靠工作；能夠大大提高光催化的作用強度和效率，且適于使用，大大降低水或空氣凈化處理的成本。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種紫外消毒裝置，包括外殼2、進水口、橫隔板、出水口7、活絡(luò)封板8、密封條9、紫外燈、外殼2為縱截面為矩形的扁箱，橫隔板、紫外燈安裝在扁箱體內(nèi)，平行的橫隔板隔出橫向流體的流道，相鄰的橫隔板交叉在扁箱體的兩側(cè)形成通道，橫隔板上均勻開孔且安裝后成一條(豎)直線的孔，孔上套有密封圈，密封圈用于插入紫外燈，紫外燈的電連接的燈架在扁箱體的最上端，扁箱體的一個平面采用活絡(luò)封板8并通過密封條9密封箱體。

活絡(luò)封板8是一個箱體的一個平面上的活動式門，門與箱體的框接觸的面上設(shè)有密封條；且活絡(luò)封板與橫隔板接觸處也設(shè)有密封條?；罱j(luò)封板設(shè)有把手10、若干固定卡扣，另設(shè)有電控箱11、電控箱用于對紫外燈的工作、計時以及對水泵的工作控制。

箱體內(nèi)還設(shè)有水泵12、橫隔板和外殼的內(nèi)面均為反光鏡面金屬板。蜂窩陶瓷板4、采用負載光催化材料(二氧化鈦)的金屬泡沫或泡沫陶瓷制備光催化裝置效果更好。

在金屬泡沫上或蜂窩陶瓷負載光催化材料(二氧化鈦)，且為片狀，其高度不超過相鄰橫隔板之間的距離，厚度為0.5-2cm為好，與紫外燈交叉分布，平行的橫隔板隔出橫向流體的流道，金屬泡沫上或蜂窩陶瓷正好正面檔住流道，可以使光催化的效果最好，金屬泡沫如泡沫鋁，鎂鋁合金、也可以是泡沫鐵、鎳或鎳鐵合金鋁，另一類金屬泡沫是采用高分子發(fā)泡泡沫，再在泡沫表面鍍金屬層，化學(xué)鍍或物理鍍均可，如將鍍層的厚度達到1微米或以上，可使整個泡沫的表強提高。高分子發(fā)泡泡沫材料可以是pu、pp、ps、pe等。

以上金屬泡沫蜂窩陶瓷采用開孔(通孔)泡沫。光催化物質(zhì)以納米級二氧化鈦為主要代表，但不限于此，也可以是其它任何紫外或可見光光催化材料，目前通常認為紫外光的催化效率遠大于可見光，負載方式由現(xiàn)有技術(shù)充分公開。如采用鈦酸溶膠和含有銀或鐵或鑭離子鈦酸溶膠負載并高溫固定。本發(fā)明光催化裝置流沿著負載光催化物質(zhì)的開孔金屬泡沫的橫截面方向流動，進行光催化處理。

本發(fā)明的還包括，另設(shè)有臭氧發(fā)生器，將臭氧發(fā)生器的輸出箱體內(nèi)，尤其是位于進水口處，同時可能通入空氣(氧氣)進入也具有良好的效果。

水從進水口進入，通過紫外燈照射納米光催化材料，產(chǎn)生臭氧以及外加的臭氧，對水體進行消毒。水體從進入箱體時通過紫外照射，分解大部分臭氧，使水體內(nèi)溶解臭氧含量下降，同時紫外對水體進行進一步消毒、殺菌。箱體為高反光不銹鋼材質(zhì)，充分利用紫外對水體內(nèi)病菌的殺滅。水體流向、流速可根據(jù)要求進行設(shè)定，目的是能得到符合使用要求的水體。紫外線波長較短，在水中衰減較快，在箱體中均勻分布通長的燈管，燈管的長度與水箱有效處理水的體積的高度相當(dāng)，電接觸在燈管頭部即水箱的上部，保證水體均能被紫外線均勻照射，達到消毒滅菌的目的。箱體的高度不超過1.5米，進水口的直徑達到15cm左右，可以處理每小時80噸左右的水量，5至至6個箱體寬度的過水路徑(4米以上)，采用雙排12根100w功率的紫外燈管，可以達到對水消毒殺菌的極好效果。

由于紫外線在水中的穿透能力較低(50-60cm)，水中病菌紫外消毒時間不同，故根據(jù)生產(chǎn)需要制作一個或多個消毒水箱串聯(lián)或并聯(lián)使用。

水中的溶氧(或在消毒水箱內(nèi)不間斷的注入空氣)在紫外照射下產(chǎn)生反應(yīng)生成臭氧，利用臭氧對水體進行消毒。

附表(部分)

對球狀菌滅殺的效果更好，本發(fā)明的紫外強度可以達到40000以上，尤其是活絡(luò)式開門結(jié)構(gòu)，極容易開門進行箱體內(nèi)部的潔凈，如果每1-3天均進行清潔，能夠保證紫外的殺菌效率大大提高，包括清潔類燈管表面、反光隔板以及陶瓷，尤其是燈管直接作用于水體，也大大提高了紫外的效率(紫外燈管可能保證在壽命周期的效率，如10000-20000小時)，這能夠給養(yǎng)殖水體的處理帶來極大的殺菌裝備，本發(fā)明也用于對空氣的潔凈處理，還包括其它環(huán)保裝備的應(yīng)用對水體和空氣的強烈紫外催化處理。

本發(fā)明有益效果：結(jié)構(gòu)簡單，易操作，能耗低，清理方便，無殘留，不影響水質(zhì)，運行成本低。陶瓷催化效果好，再加上金屬泡沫對光的反射率高，使裝置的有效催化作用的體積增大，作用區(qū)域(厚度)可以達到10mm左右或更大，并可以使水流沿著厚度方向流動，而使每支紫外燈管的作用于有催化效應(yīng)的體積達到現(xiàn)有技術(shù)的六至十倍以上，尤其是開孔金屬泡沫，待處理水流的一次流過可全部充分接觸光催化材料，大大增強光催化的效率，從而降低光催化的成本；裝置及運行成本低。

附圖說明

圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖，

圖2為本發(fā)明縱截面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明上部水進行結(jié)構(gòu)示意圖，

圖4為本發(fā)明無蜂窩陶瓷的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

如圖所示，進水口1、外殼2、紫外燈3、蜂窩陶瓷板4、橫隔板5、紫外燈安裝支架6、出水口7、活絡(luò)封板8、密封條9、固定把手10、電控箱11、水泵12

本發(fā)明包括外殼、進水口、橫隔板、出水口、活絡(luò)封板、密封條、紫外燈、外殼為縱截面為矩形的扁箱，橫隔板、紫外燈安裝在扁箱體內(nèi)，平行的橫隔板隔出橫向流體的流道，相鄰的橫隔板交叉在扁箱體的兩側(cè)形成通道，橫隔板上均勻開孔且安裝后成一條(豎)直線的孔，孔上套有密封圈，密封圈用于插入紫外燈，紫外燈的電連接的燈架在扁箱體的最上端，扁箱體的一個平面采用活絡(luò)封板并通過密封條密封箱體。

活絡(luò)封板是一個箱體的一個平面上的活動式門，門與箱體的框接觸的面上設(shè)有密封條；且活絡(luò)封板與橫隔板接觸處也設(shè)有密封條。

活絡(luò)封板上設(shè)有把手和若干固定卡扣，若干固定卡扣將封板與扁箱固定。

是另設(shè)有電控箱、電控箱用于對紫外燈的工作、計時以及對水泵的工作控制；電箱控制部分與消毒工作區(qū)域分離安裝。

箱體內(nèi)還設(shè)有水泵12、橫隔板和外殼的內(nèi)面均為反光鏡面金屬板，拋光板或粘貼反光箔均可。

蜂窩陶瓷板或金屬泡沫4、采用負載光催化材料(二氧化鈦、包括摻雜元素均可)的金屬泡沫或泡沫陶瓷制備光催化裝置效果更好。

還可以采用金屬泡沫上或蜂窩陶瓷負載光催化材料(二氧化鈦)，且為片狀，其高度不超過相鄰橫隔板之間的距離，厚度為0.5-2cm為好，與紫外燈交叉分布，平行的橫隔板隔出橫向流體的流道，金屬泡沫上或蜂窩陶瓷正好正面檔住流道，

另設(shè)有臭氧發(fā)生器，將臭氧發(fā)生器的輸出箱體內(nèi)，尤其是位于進水口處。

在箱體中均勻分布通長的燈管，燈管的長度與水箱有效處理水的體積的高度相當(dāng)，電接觸在燈管頭部即水箱的上部。

箱體的高度不超過1.5米，進水口的直徑達到11-20cm。

紫外線及催化產(chǎn)生臭氧的作用：可降解水中的有機物、氨氮、亞硝酸鹽。強烈的消菌、消毒和水質(zhì)凈化。提高水產(chǎn)品的出菌率和養(yǎng)殖成活率。提高飼料利用率，增加水產(chǎn)品產(chǎn)量。減緩養(yǎng)殖污染及對周邊環(huán)境的污染。減緩水質(zhì)污染。降低生產(chǎn)成本，減少消毒劑，抗菌素的使用。

紫外燈管與一至二層負載光催化物質(zhì)的金屬泡沫構(gòu)成一個光催化水處理單元，液體流可連續(xù)經(jīng)過若干個光催化水處理單元，待處理水流的充分接觸。光化學(xué)反應(yīng)時可截斷各種一定分子量的有毒物質(zhì)，分解有毒有害物質(zhì)，至少也使水的可生化性的指標(biāo)有質(zhì)的提高，便于后道進行生化處理或它處理，閥控應(yīng)用是指通過閥門將雙向水流按周期(如每周、每天或每工作若干小時)交替的通過具有過濾作用的開孔金屬泡沫的橫截面，圖中的箭頭的水流流向垂直于紫外或可見光源區(qū)，即垂直于直管燈管。

在水箱四周及內(nèi)部安裝紫外消毒燈對水體進行照射消毒?？梢圆捎?85-260nm波長的紫外燈。在消毒箱內(nèi)壁拋光或粘貼強反光材料，提高輻射殺菌功能。