[发明专利]光催化紫外线消毒装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种水处理消毒装置，特别涉及一种光催化紫外线消毒装置。

背景技术

目前，紫外线消毒主要是通过紫外线的照射，破坏及改变微生物的DNA结构，是细菌当即或不能繁殖后代，达到杀菌的目的。真正具有杀菌作用的是UV—C紫外线，因为C波段紫外线很易被生物体的DNA吸收，尤以253.7nm左右的紫外线最佳。20世纪60年代，随着高效率、长寿命紫外灯管的出现，以及人们对氯消毒系统安全性问题的广泛关注，紫外线在水处理领域的应用得到了非常迅速发展。

紫外线消毒的缺点主要是：能耗大、紫外灯管清洗不彻底，无持久杀菌能力，容易造成管网的二次污染；浊度及水中悬浮物对紫外杀菌效果有较大影响；对于某些抗紫外线的病毒需要较高的灭活剂量；杀灭的细菌有可能会光修复。由于细菌、病菌和病毒长期暴露在太阳光下面，长时间的进化过程，使得这些细菌、病菌、病毒产生对单一紫外线的抵抗力，这种抵抗力被人们定义为活化酶。活化酶存在于细菌、病菌、病毒的细胞内，一旦细菌和病菌的DNA受到损伤，这种活化酶就会发挥功效，帮助受损部分迅速恢复成原来的状态。这样一个反应过程被成为细菌和病菌的复活反应，在有光的情况下此种反应能进行的非常迅速。

光催化作为水或污水处理的新技术，有以下优点：一是作为应用最广泛的高活性光催化剂——二氧化钛具有稳定性好、无毒、廉价等优点；二是在紫外线的照射下，二氧化钛具备极强的氧化—还原作用，将光催化剂表面的各种细菌及污染物摧毁。但常规化学方法制备的二氧化钛粉末及薄膜一般晶化程度不高，比表面积低，造成性能受到一定的影响。如何提高光催化反应的光量子产率，是光催化大规模应用面临的主要难题之一。

然而将光催化和紫外线消毒结合起来使用的水处理装置的效果却不是那么理想，现有水处理装置都存在安装不便、使用寿命短、效率低等缺陷，而且使用紫外线消毒的紫外线灯管清洗的不彻底影响消毒的效果。

发明内容

本发明的目的是要提供一种光催化紫外线消毒装置，以解决现有水处理消毒装置安装不便、使用寿命短、效率低、紫外灯管清洗不彻底等问题。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种光催化紫外线消毒装置，包括明渠，多组紫外线灯管模块，所述紫外线灯管模块悬挂在明渠中，其中任意两组紫外线模块之间设有一组二氧化钛反应模块，所述二氧化钛反应模块包括模块框架，所述模块框架内设有多个光催化旋转杆，旋转杆上覆盖有光催化二氧化钛层，所述模块框架一侧设有多个驱动涡轮，所述光催化旋转杆端部的中心轴与驱动涡轮连接。

作为优选，所述光催化旋转杆上轴向设置有若干条形叶片，所述条形叶片上覆盖有一层光催化二氧化钛层。

作为优选，所述驱动涡轮包括涡轮壳、设置于涡轮壳内的涡轮叶片，所述涡轮壳顶部设有进水口，底部设有出水口，涡轮叶片的中心轴与光催化旋转杆的中心轴连接。

作为优选，所述模块框架上，位于模块框架顶部的第一驱动涡轮进水口通过管道与增压泵连接，第一驱动涡轮出水口与其下面的多个驱动涡轮依序串联。

作为优选，所述超细二氧化钛涂层的制作方法包括以下步骤：

A. 控制溶解温度40℃～50℃，量取5～7份钛酸四丁酯液体倒入不锈钢容器内，在恒速剧烈搅拌的情况下，将25～35 份无水乙醇滴加到钛酸四丁酯中，同时加入2～3份柠檬酸、2～3份乙二醇制成混合溶液；

B. 快速移取1～2份乙酰丙酮到混合溶液中，在恒速剧烈搅拌的状态下，以0.5滴/s的速度缓慢加入去离子水1～2份，滴毕后加入N-乙基全氟辛基磺酰胺0.002～0. 003份、聚丙烯酸钠0.002份、六偏磷酸纳0.002份，继续搅拌30分钟，待溶液形成白色透明溶胶，将白色透明溶胶静置陈化30小时，于是得到具有很高的分散性及稳定性的二氧化钛溶胶；

C. 采用浸渍－提膜的方法将光催化旋转杆放入二氧化钛溶胶中，温度控制在27～30℃，浸渍12小时后取出，提拉速度为2 mm／s，湿膜在70～80 ℃烘箱中烘15分钟，然后放入溶胶中进行第二次浸渍，5分钟后取出，送入烘箱中于105℃～120℃烘15 分钟，然后在马福炉中以3℃／min的速度升温至550℃，保温2小时，于是光催化旋转杆的条形叶片上表面均匀的覆盖了一层超细二氧化钛涂层。