专利名称：光催化明渠式紫外线消毒设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及水处理消毒设备，尤其是涉及一种光催化明渠式紫外线消毒设 备。
背景技术：
人类赖以生存的水体当下正面临着环境污染的巨大压力。水体中除了大量致病微 生物和细菌外，还有众多有机或无机污染物，而且各种水体中污染物成分复杂，浓度亦不相 同，因此给水体消毒或净化带来难题。传统的氯消毒技术虽然成本低、效果可靠，但因在消毒过程中会产生二氯胺、三氯 胺、三卤甲烷等诸多副产物，而这些副产物长期作用于人体，会对人体的健康造成一定的危 害，容易致癌，致畸，致突变。因此逐渐淡出人们视野，成为将来要淘汰的技术。在现有的水处理消毒技术中，臭氧消毒技术成熟，杀菌效果好。其原理是臭氧具 备的强氧化性，可以破坏分解细菌的细胞壁，氧化分解细菌内部氧化葡萄糖所必须的葡萄 糖氧化酶等，也可以直接与细菌、病毒发生作用，破坏细胞、核糖核酸(RNA)，分解脱氧核糖 核酸(DNA)、RNA、蛋白质、脂质类和多糖等大分子聚合物，使细菌的代谢和繁殖过程遭到破 坏。但是臭氧消毒系统复杂，投资成本和运行费用高，存在操作难度大，需要大量的日常维 护，对操作人员的技术要求高等问题，因此难以推广应用。紫外线消毒就是通过紫外线的照射，破坏及改变微生物的DNA (脱氧核糖核酸)结 构，使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。紫外线 消毒技术的应用历史比较悠久，1877 Dowries和Blimt报道太阳光辐射能量的杀菌作用； 1906-1909年，法国的马赛一家自来水厂最先安装了一套紫外线消毒系统对饮用水进行消 毒，规模为200m3/d ； 1916年，美国第一个大规模的饮用水紫外线消毒系统为Kentucky的 Henderson的12000居民服务。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(SQ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(日光中包括紫外线)，长时间的进化过程，使这些细菌、病菌和病毒产 生对单一紫外线的抵抗力，这种抵抗力被人们定义为为活化酶。活化酶存在于细菌和病菌 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称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；二是在紫外光的照射下，二氧
3化钛具备极强的氧化一还原作用，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。曾经有人考虑将紫外线消毒与光催化技术结合起来进行水处理，如中国专利公开 的一种水质消毒杀菌装置(申请号2005100366606)，该装置采用紫外灯管照射涂有二氧化 钛涂层的玻璃过水管形式对流过过水管的水进行双重处理。但从其技术方案分析，不难发 现即使不考虑其过水管结构过于复杂、难以实现的因素外，采用该技术方案进行杀菌消 毒效果也必定不理想，尤其是不可能用于大规模、工厂化的水处理。这是因为由于波长为 253. 7nm强紫外光对于杀菌最为有效，现有用于水处理的中压高强紫外灯的紫外光波长为 200nm ^Onm，低压高强紫外灯波长为253. 7nm。而现有二氧化钛涂层的制备技术还存在 很大局限，利用常规化学方法得到的二氧化钛薄膜的紫外光激发有效区间为300nm-388nm， 并且以350nm-365nm为吸光峰。因此，即使使用杀菌紫外灯照射上述二氧化钛涂层，也不能 得到有效激发。
发明内容本实用新型主要解决现有明渠式紫外线消毒设备耗能大、杀菌能力有限，现有二 氧化钛涂层的激发有效区间与紫外线灯管辐射区间不对应等技术问题、同时本实用新型还 解决了紫外灯管清洗不彻底，电子镇流器散热耗能大等技术问题。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是该光催化明渠式紫外线消 毒设备包括明渠，多组紫外线灯管模块、电子镇流器模块、控制系统，所述紫外线灯管模块 悬挂在明渠中，在明渠上设有维护吊车，所述任意两组紫外线灯管模块之间设有一组二氧 化钛光催化模块，所述二氧化钛光催化模块包括不锈钢框架，所述不锈钢框架上的两侧面 均设有光催化网，两层光催化网内夹置有光催化球，所述光催化网由不锈钢网和覆盖在不 锈钢网上的超细二氧化钛涂层构成，光催化球由不锈钢球和覆盖在不锈钢球上的超细二氧 化钛涂层构成。作为优选，所述不锈钢框架由边框、挂架焊接成包围结构，其中挂架设在边框顶 部，挂架的两端部设有挂耳，在边框框内立面上靠近边框两外侧面处各设有一插槽，所述光 催化网插在插槽内，两层光催化网之间距离为124. 6 125. 4mm。作为优选，光催化网的顶部包裹有加强筋，光催化网网孔为正六边形，呈蜂窝形 状。作为优选，所述光催化球表面开有若干沉水孔。作为优选，所述紫外线灯管模块包括灯管框架、自动清洗装置，其中灯管框架由挂 架和位于挂架底部两端的灯管支架构成，石英玻璃套笪通过Ω型圈固定在灯管支架上，石 英玻璃套管内设有紫外灯笪。作为优选，所述自动清洗装置包括气缸、拖动杆、支撑环，其中气缸设在挂架的空 腔内，气缸活塞杆的端部与槽型滑块连接，槽型滑块设置在空腔里的导轨上，槽型滑块底部 与拖动杆顶端连接，拖动杆内设有从拖动杆底部一直延伸至拖动杆顶端的通气管道，通气 管道顶端出口处设有主气嘴，主气嘴与汽缸上的供应气嘴的支气嘴连接，拖动杆上设有多 个拨叉，每一拨叉根部的上方设有与通气导管连通的分气嘴；所述支撑环套设在石英玻璃套笪上，其外圈设有拨叉槽，所述拨叉插入对应的支撑环上的拨叉槽内，支撑环内圈设有两 道环形槽，一道为清洗圈槽，清洗圈槽中镶嵌有套住石英玻璃套管上的四氟乙烯清洗圈，另 一道为喷气槽，喷气槽与贯穿支撑环壁的喷气槽气嘴连接，喷气槽气嘴上套有软管，软管的 另一端与离该支撑环最近的分气嘴连接。作为优选，所述电子镇流器设置在横跨明渠的跨水渠机柜内的散热底板上，散热 底板底部与多个一字排开的片状铝、铜散热体连接，所述散热体的横截面为流线形，其底端 设置在水渠中。作为优选，所述光催化网或光催化球的制作方法包括以下步骤A.控制溶解温度40°C 50°C，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0. 3 0. 7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 1. 5份，滴毕后加入0. 002 0. 003份N-酰基 ED3A，继续搅拌3分钟，然后用超声波振荡封1 3小时，待溶液形成白色透明溶胶，将白色 透明溶胶静置陈化96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.采用浸渍一提膜的方法将不锈钢网或不锈钢球放入二氧化钛溶胶中，温度控 制在27 30°C，浸渍M小时后取出，提拉速度为2 mm / s，湿膜在50 60 ！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90°C 100°C烘15 分钟，然后在马福炉中以2°C / min的速度升温至550°C，保温3小时，于是光催化网或光催 化球表面均勻的覆盖了一层超细二氧化钛涂层。作为优选，所述光催化网或光催化球还可以采用以下方法制作，该制作方法包括 以下步骤A.取钛酸四丁酯液体5 6份与异丙醇20 沈份稀释成混合溶液，在恒速剧 烈搅拌的情况下，快速移取0.1份浓盐酸加入到混合溶液中，搅拌2分钟后，加入去离子 水1 1. 2份继续搅拌30min，得到浅黄色透明凝胶；B.往透明凝胶中加入重量比为30%的P25纳米级二氧化钛粉得到二氧化钛前驱 体溶液，将不锈钢网或不锈钢球放入前驱体溶液中，浸渍5小时后取出，提拉速度为2 mm / s，湿膜在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100°C烘15分钟，然后在马福炉中以2°C / min的速度升温至550°C，保温3小时后 取出用去离子水清洗，烘干后即得到光催化网或光催化球。作为优选，所述维护吊车包括电动起重葫芦、起重横梁和行车，其中行车顶部设有 跨水渠横梁、起重横梁吊挂在跨水渠横梁下方的轨道上，电动起重葫芦设置在起重横梁上， 所述明渠两侧埋设有工字钢轨道梁，行车的车轮搁置在工字钢轨道梁上。本实用新型将紫外线杀菌技术、二氧化钛光催化灭菌技术等诸多新技术应用在消 毒明渠中，具有节能效果好、杀菌广谱、杀菌效率高、工作效率高等特点。在C波段紫外光的 照射下，本实用新型对所有的细菌和病毒都能高效杀灭，能够永久灭活抗氯性微生物组织， 例如嗜肺军团菌、大肠杆菌、假单胞菌、隐孢子虫、阿米巴虫等，紫外线通过破坏这些微生物 的DNA和DNA修复酶来达到灭活效果。同时本实用新型特制的光催化网或光催化球在C波 段紫外光的照射下，能够产生强氧化性的自由基，该自由基能够将光催化网或光催化球表 面几乎所有的有机物彻底摧毁，具备降解包括一氯胺、二氯胺、三氯胺在内的有机化合物的能力，从而有效杜绝了有毒有机化合物对人体的影响。并且消毒过程中，没有复活反应，没 有菌群反弹现象，对水体和周围环境不会产生有毒及有害副产物，不产生二次污染，能绝对 保证消毒效果和出水水质。 此外，在使用一定时间后，本实用新型特别设计的自动清洗装置可以及时对紫外 灯管进行清洗，以保证系统的杀菌能力不受影响。应用表明与普通明渠式紫外线消毒设备 相比，在同实用新型等消毒效果下，本实用新型耗电量仅为普通明渠式紫外线消毒设备的 60 70%。
[0026]图1是本实用新型的结构示意图；[0027]图2是本实用新型的剖面图；[0028]图3是图1所示二氧化钛光催化模块的结构示意图[0029]图4是图3所示二氧化钛光催化模块的左视图；[0030]图5是图3所示二氧化钛光催化模块的主视图；[0031]图6是光催化网的结构示意图；[0032]图7是光催化球的结构示意图；[0033]图8是图1所示电子镇流器模块的结构示意图；[0034]图9是图8所示B-B处剖视图；[0035]图10是图1所示紫外线灯管模块的左视图；[0036]图11是图1所示紫外线灯管模块的主视图；[0037]图12是图10所示A处结构放大图；[0038]图13是图11所示B处结构放大图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的剖面图。由图1结合图2 可知，本实用新型首先根据实际水处理需要设计明渠渠体1，在明渠1 土建施工时，明渠1两 侧应先预埋20#工字钢轨道梁4。水位控制采用过水堰构造，包括后过水堰门3、前过水堰 门31、进水孔21、出水孔2等，待消毒水体从进水孔21进入，翻过前过水堰门31后进入明 渠内，然后翻过后过水堰门3从出水孔2流出，该过水堰构造运行可靠，既可保持高峰流量 时间的最高水位，也可保证在零流量时紫外灯管浸没在水中。明渠1内设有水位传感器100，后过水堰门3上设有水位控制阀门110，控制系统 根据水位传感器100的信号对水位控制阀门110进行自动控制，在最低水位和最高水位之 间自动调节，以恒定水位，保证灯管全部淹没在污水中。当水流量增大，水压增大，水位控制 阀门110开启放水，水压恢复正常后水位控制阀门110关闭。水位传感器100还可以确保 水渠中的水位在低于设定最小水位时自动发出警报，并将相关灯管熄灭。在明渠1内平行悬挂有3个紫外灯管模块5，任意两组紫外线灯管模块5之间设有 一组二氧化钛光催化模块6。明渠1上设有跨水渠机柜7，电子镇流器73安装在跨水渠机 柜7内。[0043]明渠1上方还设有结构紧凑、使用非常方便的维护吊车9，该维护吊车9由跨水渠 横梁91、电动起重葫芦93、起重横梁94和行车95等构成。行车95的车轮96搁置在工字 钢轨道梁4上，起重横梁94吊挂在跨水渠横梁91下方的轨道上，电动起重葫芦93设置在起 重横梁94上。通过控制器，操作人员可以方便的控制起重横梁94行走以及挂钩92升降。明渠1内各模块安装、维护均可用吊车9吊离水面，因此维护或检修时无须中断整 个系统的运行，即使一个消毒模块出现故障也不会影响别的消毒模块的运行，只需将发生 故障的消毒模块维修或更换，系统又可正常运转。图3是图1所示二氧化钛光催化模块的结构示意图；图4是图3所示二氧化钛光 催化模块的左视图；图5是图3所示二氧化钛光催化模块的主视图；由图3结合图4、图5 可知，二氧化钛光催化模块6具有一不锈钢框架61，框架61由边框611、挂架64焊接成包 围结构，挂架64设在边框611顶部，挂架64的两端部设有挂耳62，挂架64的顶部两头设有 供维护吊车9的吊钩固定的吊耳63。在边框611框内立面上，靠近边框611外侧面8 mm 12 mm处设有插槽68，插 槽68深10 15 mm，光催化网65插在插槽68内，两层光催化网65之间距离为124. 6 125. 4mm。光催化网65由不锈钢网650和覆盖在不锈钢网650表面的超细二氧化钛涂层651 构成(如图6所示)。光催化网65顶部包裹有20mm加强筋66。光催化网65的网孔67为正 六边形，呈蜂窝形状，网孔67尺寸为内切圆半径为0. 4 0. 5cm。两层光催化网65内夹置有光催化球69，光催化球69直径Φ为90 100 mm,由 不锈钢球690和覆盖在不锈钢球690上的超细二氧化钛涂层670构成，不锈钢球690为空 心构造，其表面开有若干沉水孔691 (如图7所示)。超细二氧化钛涂层670最好采用以下方法制作，该制作方法为控制溶解温度 40°C 50°C，量取5 7份钛酸四丁酯(化学纯)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(分析纯)、 2 3份乙二醇(分析纯)制成混合溶液；然后快速移取0. 3 0. 7份乙酰丙酮(分析纯)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份(或1. 2份或1. 5份)，滴毕后加入 0. 002 0. 003份N-酰基ED3A(分析纯)，继续搅拌3分钟，然后用超声波振荡封1 3小 时，待溶液形成白色透明溶胶，将白色透明溶胶静置陈化96小时，陈化期间需不断的过滤 析出物，于是得到具有很高的分散性及稳定性的二氧化钛溶胶；采用浸渍一提膜的方法将不锈钢网或不锈钢球放入二氧化钛溶胶中，温度控制在 27 30°C，浸渍M小时后取出，提拉速度为2 mm / s，湿膜在50 60 ！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70°C 80°C烘15分钟， 然后在马福炉中以2°C/ min的速度升温至550°C，保温3小时后取出用去离子水清洗，烘 干后即得到光催化网或光催化球。在以上制作方法中，聚乙二醇是一种非离子表面活性剂，二氯氧钛溶液中加入该 添加剂后，N-酰基ED3A是一种螯合性表面活性剂，具有较强的螯合能力与分散效果。适量 的N-酰基ED3A对溶液中的离子具有优良的分散作用，适量的N-酰基ED3A(0. 002 0. 003 份)在反应中可以改变偏钛酸凝胶颗粒的表面特性，增强空间位阻效应，与Ti形成螯合物，起到缩聚和控制Ti02结晶生长的作用，使偏钛酸凝胶颗粒均勻地分散在反应体系中，而乙 二醇、柠檬酸对晶化过程有重要影响，与Ti结合后进一步阻碍了晶体生长，使Ti02粒径降 低。当二氧化钛晶粒尺寸减小到一定程度后，光能隙蓝移，对应于更高的氧化-还原 电位，因而有更强的氧化-还原能力；另外晶粒尺寸减小后，光生载流子迁移到晶粒表面的 时间大大缩短，有效地减少了光生电子和光生空穴的体相复合。因此，采用上述方法制作的 超细二氧化钛层不仅能显著地提高其光催化活性，而且还具有成本低，制作方便、安全等优
点ο此外，本实用新型中的二氧化钛涂层也可参考现有公开技术，如中国专利申请(公 开号1842371)紫外线相应型薄膜光催化剂及其应用公开的紫外线相应型薄膜的制作方法。图8是图1所示电子镇流器模块的结构示意图；由图8可知，电子镇流器模块73 设置在跨水渠机柜7内，跨水渠机柜7为长方体形。机柜7底部设有散热底板75，该散热底 板75为铝、铜或者装有煤油的箱体。电子镇流器模块73中的每一电子镇流器731均固定 在散热底板75上。散热底板75底部与多个一字排开的片状铝、铜散热体71连接，散热体71的横截 面为流线形(如图9所示)，其底端设置在明渠1中。镇流器731主要部件采用控制芯片和大功率三极管及功率因素校正电路，功率因 素不低于0.95。最高环境温度50°C;输入电压交流220V士 10% 50/60Hz ；输出功率320W， 50% 100%功率可调。每个电子镇流器731能独立控制1支紫外光灯管593，提供每支紫外光灯管593的 工作状况，并且把信息输送到PLC控制中心。电子镇流器731内部控制芯片可根据外部灭 菌管理系统的控制信号调整镇流731器输出功率(50 100%)，以正比于输入控制信号的强 度输出紫外光，使紫外光投放量可以在50%至100%范围内自动作线性无级调整，实现调节 紫外光灯供电量以维持足够强度之灭菌能力及最合适之用电量。跨水渠机柜7与中央控制柜8之间联接有控制电源电缆，通过控制电源电缆将电 力供应至每一镇流器，并且中央控制柜8内的PLC控制系统对镇流器731进行通断电控制， 控制紫外灯消毒模块的工作状态。PLC控制系统采用西门子、施耐德或欧姆龙产品。含A/D和D/A模块、总线监控板、 PLC控制器，带液晶显示的触模式人机界面，以及消毒系统之接口接点。每个紫外灯回路可 以独立地进行开断的控制。以满足使用及检修的需要。通过通信电缆以及通信电路板，可 以采集每一盏灯的工作状态以及故障状态，并且显示在现场的人机界面液晶屏幕上，也可 以传送至远端的中央控制室。系统通过人机界面、A/D和D/A模块、总线监控板和PLC控制器配合，可以统计系 统的整个工作(消毒)时间、检测系统电流、电压、温度、紫外灯光强，实现所有参数的监测及 控制，包括开、关机紫外灯管状态监测，紫外光强监测、灯管光强自动控制、灯管运行计时、 水温监测以及紫外C透射率监测，以利于操作者监控紫外消毒系统的运行。如每支紫外光 灯的工作状况在人机界面及计算机上都有独立显示正常工作状态、故障状态和报警灯和 蜂鸣报警、并同时显示该故障紫外光灯所处排架中的位置、运行时间。[0062]PLC控制系统提供网络接口 prof ibus — DP。通过prof ibus现场总线进行各种信 号转换、传输到中央控制室，中控室内计算机可以在远端接受到现场所监测到的这些信号、 对现场的设备工作状态进行控制。中央控制柜8内还设有配电部分配电柜进线设计为三相四线式，50Hz。防护等级 不低于IPM或相同的级别。包含各种配电保护开关、接触器、熔断器、滤波器等。可以通过 中央控制柜的人机界面以及PLC的配合对整个系统的工作状态进行手动或者自动的控制。 并且对系统各个用电回路有过流、过载(空压机)、断路的保护作用。保险和接地探测线路板 安装在柜内。柜内所有空气开关与配电器件均用法国施耐得低压配电元件；接线端子排均 采用德国菲尼克斯单层、双层或带熔断器的弹片式笼式夹持端子，确保连接可靠性。图10是图1所示紫外线灯管模块的左视图；图11是图1所示紫外线灯管模块的 主视图。由图10结合图11可知，紫外线灯管模块5具有一不锈钢(316L不锈钢)框架，该 框架由挂架51和位于挂架51底部两端的灯管支架595构成，两灯管支架595之间距离为 1200 mm。灯管支架595为方管状，采用30 *40 mm的304不锈钢方管制造，其顶部有一 Y形 分叉部阳，分叉部阳顶端与挂架51底面焊接。挂架51为中空、半包围构造，其两端部各设 有一钩状挂耳512。框架两侧面各设置有6支长1200 mm、直径27 35mm、管壁厚为2mm的石英玻璃 套管510，共12支。石英玻璃套管510均采用国际熔融石英灯管套管标准，以含低OH成分 的耐高温材料制造，具有高纯度、高透射率90%)等优点。石英玻璃套管510通过耐紫外线Ω型圈58固定在灯管支架595上，其两端在紫 外灯挂架51两边的钢结构部分之内，且不与灯管支架595上任何钢体相接触。石英玻璃套 管510的其中一端为闭口端，每个石英玻璃套管510内设有一个紫外灯管593，电路联接部 分在石英玻璃套管510的另一端，并且电路联接部分上的电气附件将此端密封，石英玻璃 套管510及其电气附件密封性应达到ΙΡ68等级。所有石英玻璃套管510彼此互相平行且为均勻排列，保证在明渠1中的紫外灯管 模块组5中每一点有均勻的紫外光量，以保持稳定的灭菌效果。同时在任何流量时，位置最 高的石英玻璃套管510顶以上的水层厚度需维持在1. 9 2. Mcm之间，水不应超出这一厚 度，否则紫外强度太小而不能使所有的病原体灭活。紫外线灯管593采用中压高强紫外灯，中压高强灯发出复色光，光强高、穿透力 高，波长为230 300nm。当然也可以采用低压高强紫外灯。参见图10、图11，自动清洗装置包括气缸52、拖动杆56、支撑环57等。其中气缸 52设在挂架51的空腔511内，拖动杆56顶端与槽型滑块53底部连接，槽型滑块53的一端 与气缸活塞杆521的端部连接，槽型滑块53设置在空腔511里的导轨M上，因此可以在导 轨54上运行。支撑环57采用316L不锈钢制成，且套设在石英玻璃套^510上，支撑环57外圈 设有拨叉槽597，拖动杆56采用316L不锈钢制成，拖动杆56上设有多个拨叉594，拨叉594 插入对应的支撑环57上的拨叉槽597内；拖动杆56内设有从拖动杆56底部一直延伸至拖 动杆56顶端的通气管道560，在拖动杆56上的每一拨叉594根部的上方均设有与通气导管 560连通的分气嘴59，两个通气管道560顶端出口处分别设有主气嘴564、561，主气嘴564、561分别与汽缸52上的供应气嘴522上的支气嘴562、563连接。由图12、图13进一步可知，支撑环57内圈开有两道环绕内圈的环形槽，一道为 清洗圈槽571，清洗圈571槽中镶嵌有四氟乙烯清洗圈596，清洗圈596套住石英玻璃套管 510 ；另一道为喷气槽598，喷气槽598与贯穿支撑环57环壁的喷气槽气嘴592连接，喷气 槽气嘴592上套有软管591，软管591的另一端与离该支撑环57最近的分气嘴59连接。石英玻璃套管510被清洗的长度是整个套管。气缸52通过拖动杆56带动支撑环 57往复运动，支撑环57内圈的喷气槽598内形成环形气流，环形气流向外喷射，冲击力较 大，可以吹除或松动石英玻璃套管510外表面附着的污物，同时套在石英玻璃套管510外的 清洗圈596进一步刷洗石英玻璃套管510外表面残留或附着牢固的污物，以确保石英玻璃 套管510表面干净如新，保证紫外灯实现连续灭菌功能。本自动清洗装置使用的空压机为功率不小于1. 2kw，额定压力为0. SMpa0气缸52 选用低摩擦，高防腐等级的缸体，气缸活塞杆521选用不锈钢材料，气缸52最低运行压力为 2. ^gf/cm，系统管路压力为4kg/cm — 6kg/cm，压力调整可通过气体减压阀来调节。自动清洗装置可以由PLC自动控制或由操作人员通过人机界面(HMI)调节洗擦 频率和洗擦次数。一般采用在线清洗，这样不影响消毒效果同时，UV传感器的清洗可以与 石英玻璃套管510的清洗同步进行。
权利要求1.一种光催化明渠式紫外线消毒设备，包括明渠，多组紫外线灯管模块、电子镇流器模 块、控制系统，所述紫外线灯管模块悬挂在明渠中，在明渠上设有维护吊车，其特征是所述 任意两组紫外线灯管模块之间设有一组二氧化钛光催化模块，所述二氧化钛光催化模块包 括不锈钢框架，所述框架上的两侧面均设有光催化网，两层光催化网内夹置有光催化球，所 述光催化网由不锈钢网和覆盖在不锈钢网上的超细二氧化钛涂层构成，光催化球由不锈钢 球和覆盖在不锈钢球上的超细二氧化钛涂层构成。
2.根据权利要求1所述的光催化明渠式紫外线消毒设备，其特征是所述不锈钢框架由 边框、挂架焊接成包围结构，其中挂架设在边框顶部，挂架的两端部设有挂耳，在边框框内 立面上靠近边框两外侧面处各设有一插槽，所述光催化网插在插槽内，两层光催化网之间 距离为124. 6 125. 4_。
3.根据权利要求2所述的光催化明渠式紫外线消毒设备，其特征是所述光催化网的顶 部包裹有加强筋，光催化网网孔为正六边形，呈蜂窝形状。
4.根据权利要求1所述的光催化明渠式紫外线消毒设备，其特征是所述光催化球表面 开有若干沉水孔。
5.根据权利要求1所述的光催化明渠式紫外线消毒设备，其特征是所述紫外线灯管模 块包括灯管框架、自动清洗装置，其中灯管框架由挂架和位于挂架底部两端的灯管支架构 成，石英玻璃套笪通过Ω型圈固定在灯管支架上，石英玻璃套管内设有紫外灯笪。
6.根据权利要求5所述的光催化明渠式紫外线消毒设备，其特征是所述自动清洗装置 包括气缸、拖动杆、支撑环，其中气缸设在挂架的空腔内，气缸活塞杆的端部与槽型滑块连 接，槽型滑块设置在空腔里的导轨上，槽型滑块底部与拖动杆顶端连接，拖动杆内设有从拖 动杆底部一直延伸至拖动杆顶端的通气管道，通气管道顶端出口处设有主气嘴，主气嘴与 汽缸上的供应气嘴的支气嘴连接，拖动杆上设有多个拨叉，每一拨叉根部的上方设有与通 气导管连通的分气嘴；所述支撑环套设在石英玻璃套笪上，其外圈设有拨叉槽，所述拨叉插 入对应的支撑环上的拨叉槽内，支撑环内圈设有两道环形槽，一道为清洗圈槽，清洗圈槽中 镶嵌有套住石英玻璃套管上的四氟乙烯清洗圈，另一道为喷气槽，喷气槽与贯穿支撑环壁 的喷气槽气嘴连接，喷气槽气嘴上套有软管，软管的另一端与离该支撑环最近的分气嘴连 接。
7.根据权利要求1所述的光催化明渠式紫外线消毒设备，其特征是所述电子镇流器设 置在横跨明渠的跨水渠机柜内的散热底板上，散热底板底部与多个一字排开的片状铝、铜 散热体连接，所述散热体的横截面为流线形，其底端设置在水渠中。
8.根据权利要求1所述的光催化明渠式紫外线消毒设备，其特征是所述维护吊车包括 电动起重葫芦、起重横梁和行车，其中行车顶部设有跨水渠横梁、起重横梁吊挂在跨水渠横 梁下方的轨道上，电动起重葫芦设置在起重横梁上，所述明渠两侧埋设有工字钢轨道梁，行 车的车轮搁置在工字钢轨道梁上。
专利摘要一种光催化明渠式紫外线消毒设备，包括明渠，多组紫外线灯管模块、电子镇流器模块、控制系统，所述紫外线灯管模块悬挂在明渠中，在明渠上设有维护吊车，所述任意两组紫外线灯管模块之间设有一组二氧化钛光催化模块，所述二氧化钛光催化模块包括不锈钢框架，所述框架上的两侧面均设有光催化网，两层光催化网内夹置有光催化球，所述光催化网由不锈钢网和覆盖在不锈钢网上的超细二氧化钛涂层构成，光催化球由不锈钢球和覆盖在不锈钢球上的超细二氧化钛涂层构成。本实用新型将紫外线杀菌技术、二氧化钛光催化灭菌技术等诸多新技术应用在消毒明渠中，具有节能效果好、杀菌广谱、杀菌效率高、工作效率高等特点。
文档编号C02F1/72GK201914943SQ20102061808
公开日2011年8月3日 申请日期2010年11月22日 优先权日2010年11月22日
发明者伍冬瑞, 周伟, 宋宗闻, 张广景, 张杰波 申请人:汉川市洁波净化有限公司