[发明专利]一种含水质监测功能的末端消毒净水组件及使用方法

说明书

本发明公开了一种含水质监测功能的末端消毒净水组件及使用方法，属于末端净水领域。所述末端消毒净水组件包括流体腔、密封部件、光学探测模块依次连接，所述密封部件设置入水口，流体腔设置出水口，光学探测模块包括紫外LED模块、LED电路板、荧光探测模块，所述的LED电路板为中空圆环结构，所述的紫外LED模块安装在LED电路板的圆环上，荧光探测模块安装在LED电路板的中空部位。所述的末端消毒净水组件具有体积小、成本低、结构简单、易于安装、灵敏度高杀菌效果好的优点，本发明还提供了该末端消毒净水组件的校准使用方法。

技术领域

本发明涉及末端净水领域的水质在线监测和紫外杀菌技术，具体涉及一种基于深紫外LED固态光源的具有水质监测与杀菌双重功能的末端净水组件及其荧光信号校准方法。

背景技术

自然水体中所存在的溶解性有机物(DOM)，主要包括大分子蛋白类、中等分子量的腐殖酸、富里酸以及其他小分子物质，DOM的存在严重影响混凝、膜滤、高级氧化以及离子交换与吸附等工艺的处理效果，并影响重金属、医药、个人护理品中的微污染物等在水处理工艺中的转化，此外，DOM是加氯消毒过程中消毒副产物生成的重要前驱体。因此，DOM成为各类市政给水处理工艺及末端净水技术的重点去除对象。

各地饮用水源水中溶解性有机物含量存在较大差异；长江水系饮用水源中溶解性有机碳(DOC)通常小于2mg/L，而苏北地区饮用水源水往往在5mg/L左右，甚至个别饮用水源地DOC高达9mg/L。目前饮用水厂所普遍采用的混凝-沉淀-过滤-消毒工艺，主要对其中的大分子量蛋白类物质实现有效去除，而对中等分子量腐殖质类物质去除率则不太理想，在消毒工艺中，主要采用投加活性氯(液氯或次氯酸钠)的形式保持持续杀菌消毒效果。然而由于残余DOM的存在，加氯较多，则会生成较多的消毒副产物；而加氯不足，则杀菌效果较差，管道输水过程中容易形成病原菌的二次生长。

末端净水技术成为饮用水安全保障的迫切需求。近年来，中国末端净水产业发展十分迅速，形成了一系列净水机品牌。目前的末端净水设备主要采用的净水方式包括：(1)PP棉过滤，目的在于去除浊度和颗粒物；(2)活性炭过滤，目的在于吸附部分有机物和重金属；(3)膜材料过滤，初步去除较小的颗粒物和浊度，包括病原菌，并对后续纳滤膜或反渗透膜起到保护作用，而纳滤膜或反渗透膜则对大部分溶解性有机物及重金属实现有效去除。末端净水市场领域竞争日趋激烈，增加末端净水产品的附加功能，有利于提高品牌价值和产品附加值。其中水质在线监测和末端紫外杀菌功能组件成为末端净水设备领先制造商的关注热点。

目前的净水机主要采用总溶解性固体(TDS)的指标评价水质监测结果，然而有害的重金属由于浓度较低，通常难以被TDS指标所反映。因此，DOM的在线监测可以作为末端净水水质的重要评价指标。一方面，水中的重金属离子大多被溶解性有机物特别是腐殖质组分所络合；另一方面，DOM浓度多少可以反映出自来水中消毒副产物的浓度水平；此外，溶解性有机物和医药护理品和消毒副产物中存在的有毒污染物等在活性炭过滤和膜滤过程中存在相似的去除行为。因此，通过监测溶解性有机物的去除程度，理论上可以同时反映重金属、医药护理品和消毒副产物中存在的有毒微污染物的去除水平。末端净水产品对水质监测技术的要求是需要体积小、能耗成本低、无污染及灵敏快速。

对于末端紫外杀菌，可防止净水机管道和储水箱所潜在的微生物污染，作为最后保障工序。目前主要采取的方式为根据用户不同水质、水量需求设置旁路或储水箱。经检索，现有技术已经公布了相关的技术方案，如中国专利申请号CN201510129157.9，公开日为2015.06.17的申请案公开了一种水龙头和净水设备，该申请案采用紫外灯作为紫外光源的紫外线杀菌装置进行杀菌消毒，然而需要指出的是，紫外灯内含有汞蒸气，如果在净水产品中大量应用，回收处置不当将造成不可忽视的环境污染问题。在2017年8月16日生效的《关于汞的水俣公约》也提出以下要求：包括中国在内的缔约国在2020年起，禁止生产及进出口含汞产品。