[发明专利]一种灭菌净水装置

说明书

本发明涉及一种灭菌净水装置，包括依次连接的进水管道，多孔介质灭菌管道和出水管道，所述多孔介质灭菌管道包括管道以及填充在管道内腔的多孔介质，多孔介质上设有多种孔径、相互连通的孔。水流从进水管道流入、经过多孔介质灭菌管道时，被多孔介质迅速分散成细小微流，而由于孔径的变化，微流的流速压力急剧变化，当压力降低时，产生微空泡，当微空泡被输送到压力升高区域时，微空泡溃灭，产生的高温使细菌细胞壁局部损伤，产生的微射流及冲击波使细菌细胞壁产生破损，导致细菌结构和功能内核受损而减活、死亡。本发明在水流动输送过程中即可完成灭菌，无需额外能源及耗材消耗，并且不会在水中残留任何有害物质，安全可靠、成本低。

技术领域

本发明涉灭菌净水技术领域，特别涉及包含多孔介质的灭菌净水装置。

背景技术

自然界中的水通常含有大量细菌，需要对其进行灭菌净化后方可供生产生活使用。目前的灭菌净水方法有化学消毒、巴氏消毒、紫外线灭菌以及反渗透，化学消毒方法需要额外添加药品，并且该消毒方法会在水中残留一定的有害物质不够安全，紫外线灭菌需要消耗能源、反渗透需定期更换滤芯耗材，均需要额外的能源及耗材消耗并且成本较高。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，在于提供一种安全、可靠、成本低的灭菌净水装置。

本发明的具体技术方案如下：

一种灭菌净水装置，包括依次连接的进水管道，多孔介质灭菌管道和出水管道，所述多孔介质灭菌管道包括管道以及填充在管道内腔的多孔介质，多孔介质上设有多种孔径、相互连通的孔。

优选的，所述多孔介质由沿着管道轴向排列的多孔介质单元组成，所述多孔介质单元上的孔由沿着管道径向均匀排布的小孔、大孔层叠而成，多孔介质单元上的小孔朝向进水管道。

优选的，所述多孔介质单元上的孔的平均孔径为1.5-2.4mm，小孔与大孔的直径比为0.8-1.3:2。孔径过小时，流体的流态趋向达西流态，不能产生空泡；孔径过大时，空泡密度将会降低，灭菌效果下降；在上述孔径范围内能够保证流域范围内的空泡体积分数最大，达到最好的灭菌效果。

优选的，当管道中流体的雷诺数Re小于2000时，多孔介质的长度L不小于多孔介质灭菌管道管径D的两倍，当雷诺数Re大于等于2000时，多孔介质长度L为：多孔介质长度L越长，灭菌效果越好，但多孔区域过长，阻力也会增大，从平衡流阻大小和灭菌效果的角度出发，当管道中流体的雷诺数Re小于2000时，多孔介质的长度L为2D≤L≤10D，当雷诺数Re大于等于2000时，多孔介质长度L为：其中D为多孔介质灭菌管道管径。

为了增加多孔介质灭菌管道的空化效果，提升灭菌性能，优选的，所述进水管道、多孔介质灭菌管道与出水管道的管道直径不同，进水管道、多孔介质灭菌管道与出水管道的管道直径比为2.5-3.5:4:2.5-3.5，进水管道与多孔介质灭菌管道之间以及多孔介质灭菌管道与出水管道之间均设有过渡管道。

优选的，所述多孔介质由进水管道至出水管道依次分为第一多孔介质、第二多孔介质和第三多孔介质，第一多孔介质、第二多孔介质和第三多孔介质均由沿着管道轴向排列的多孔介质单元组成，所述第一多孔介质、第二多孔介质和第三多孔介质各自多孔介质单元上的孔均由沿着管道径向均匀排布的小孔、大孔层叠而成，多孔介质单元上的小孔均朝向进水管道。平均孔径大的大孔径多孔介质的流阻比平均孔径小的小孔径多孔介质小，但灭菌能力(空泡密度)比小孔径多孔介质差，采用三段不同平均孔径大的多孔介质的好处是：1.保证灭菌性能的前提下，减小流阻；2.相较于单一大孔径多孔介质，可缩短多孔介质区域的总长度，降低成本；3.不同区域间也存在压力差，空泡密度比单一大孔径多孔介质大。