專利名稱：半導(dǎo)體紫外線超聲波聯(lián)合水處理設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體紫外線超聲波聯(lián)合水處理設(shè)備，屬于污水處理設(shè) 備技術(shù)領(lǐng)域，主要對污水進行消毒滅菌和降解水中的有機物。
背景技術(shù)：
由于工業(yè)的迅速發(fā)展，污染物的種類逐年增多，傳統(tǒng)的水處理方法已經(jīng) 顯得不再適應(yīng)。開放式污水消毒處理設(shè)備采用紫外線消毒技術(shù)，利用紫外線 對細菌、病毒等致病微生物具有的高效、廣譜殺滅能力，達到水凈化和消毒 的目的。
在運行期間內(nèi)，紫外消毒技術(shù)所采用的紫外燈隨著石英保護套管表面的 污染物沉積致使光強削弱而逐漸降低殺菌效率，因此必須在設(shè)計消毒系統(tǒng)時
均留下有較大的余量，使燈管的光強下降到額定值的60%,整個系統(tǒng)仍然運 行。紫外消毒系統(tǒng)的核心之一就是紫外燈管，燈管釆用低壓高強紫外汞燈管， 單只燈管的最大功率可達400W以上，才能保證紫外輸出達到40%以上。燈 管預(yù)期使用壽命為8， 000- 1, 2000小時，其使用壽命受現(xiàn)場使用條件、燈 管開關(guān)次數(shù)、出水水質(zhì)以及燈管清洗頻率等因素的影響。其缺點是開放式 污水消毒水處理設(shè)備中，將紫外燈管多重密封于高透射率的石英玻璃套管 中，并在內(nèi)部接線，外壁使用防水材料，不能長時間保證紫外燈管處于絕緣 狀態(tài)，而且存在裝置復(fù)雜、電力成本高、燈管更換頻繁、處理費用高等一系 列問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是提供一種半導(dǎo)體紫外線超聲波聯(lián)合水處理設(shè)備，利用半導(dǎo) 體紫外線和超聲波聯(lián)合作用對水體進行消毒滅菌和降解有機物，并且在處理 過程中，半導(dǎo)體紫外線和超聲波聯(lián)合作用不至于受到時間的推移而使效率過 快下降。
為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是 一種半導(dǎo)體紫外線超聲波 聯(lián)合水處理設(shè)備，由水槽、超聲波振板和LED紫外線發(fā)光板組成；
所述水槽兩端敞口 ，其前端敞口為水流進口 ，后端敞口為水流出口 ，水 槽從前至后由收口段、喉道段和擴口段依次連接構(gòu)成；
所述收口段的槽底為水平平面，兩槽壁之間的間距由前至后逐漸縮小， 且收口段水平方向截面為梯形；所述喉道段的槽底為從前至后下斜的平面，且喉道段的水平方向截面為矩形；所述擴口段的槽底為從前至后上斜的平 面，兩槽壁之間的間距由前至后逐漸擴大，且擴口段的水平方向截面為梯形；
所述超聲波振板由一振動板和用于驅(qū)動該振動板振動的若干個超聲波換 能器構(gòu)成；所述LED紫外線發(fā)光板由一基板上設(shè)若干個紫外線二極管構(gòu)成； 所述超聲波振板和LED紫外線發(fā)光板兩者中， 一者位于所述收口段的槽底或 槽壁上，另一者位于所述喉道段的槽底或槽壁上。
上述技術(shù)方案中的有關(guān)內(nèi)容解釋如下
上述方案中，所述水槽為巴歇爾量水槽。
本發(fā)明工作原理是 (1 )依據(jù)巴歇爾槽形成緩流效應(yīng)
巴歇爾槽的設(shè)計中有收口、喉道、擴口三段，可以達到將寬面的水流逐 步收攏緩流作用，當在收口段安裝LED紫外線發(fā)光板時，可以增加紫外照射 時間，逐步進行紫外作用的水質(zhì)處理，然后通過喉道的狹小過道兩側(cè)安裝功 率可調(diào)的超聲波振板進行水質(zhì)處理，最后通過擴口排除。巴歇爾量水槽還具 有水頭損失較小，不易淤積的特點。
(2) 依據(jù)超聲波形成空化效應(yīng)
用多面向的超聲波振板，超聲波在水中產(chǎn)生超過重力加速度幾萬倍的質(zhì) 點加速度，形成空化效應(yīng)，產(chǎn)生約4000K， 100MPa的瞬間高溫和高壓的環(huán) 境，同時以約110m/s的速度產(chǎn)生具有強烈的沖擊波和射流等。水分子在熱點 達到超臨界狀態(tài)，并分解成自由基、超氧基等，有機物在熱點上，發(fā)生化學 鍵斷裂、水相燃燒、高溫分裂分解、超臨界水氧化、自由基氧化等反應(yīng)，達 到有機物降解作用。
(3) 依據(jù)紫外波的消毒作用
紫外線會穿透微生物的細胞膜和細胞核，破壞核酸(DNA或RNA)的分 子鍵，使其失去復(fù)制能力或失去活性，改變DNA的生物活性，使微生物不 能復(fù)制。從而在不使用任何化學藥物的情況下抑制、消滅細菌病毒，降解有 機物等。
由于上述技術(shù)方案運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點和效果 1、本發(fā)明運用巴歇爾槽設(shè)計原理，收口、喉道、擴口的流水過程中，設(shè) 計LED紫外線發(fā)光板進行抑菌、消毒、有機物降解，然后通過超聲波振板產(chǎn) 生的特殊頻率的超聲波引起水質(zhì)的空化效應(yīng)，產(chǎn)生自由基有效降解有機物， 設(shè)備操作簡單，抑菌消毒速度快，有機物降解明顯，自動化控制程度高。2、本發(fā)明超聲波振板由一振動板和用于驅(qū)動該振動板振動的若干個超聲 波換能器構(gòu)成，當單個超聲波換能器的頻率和功率相同時，超聲波振板的功 率更加強大，因此處理的范圍更廣。


附圖1為水槽的立體示意附圖2為本發(fā)明的側(cè)視圖； 附圖3為本發(fā)明的俯視圖。
以上附圖中，1、收口段；2、喉道段；3、擴口段；4、超聲波振板；5超 聲波換能器；6; LED紫外線發(fā)光板。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述
實施例 一種半導(dǎo)體紫外線超聲波聯(lián)合水處理設(shè)備
如附圖1、附圖2和附圖3所示，半導(dǎo)體紫外線超聲波聯(lián)合水處理設(shè)備由 水槽、超聲波振板4和LED紫外線發(fā)光板6組成。
所述水槽兩端敞口 ，其前端敞口為水流進口 ，后端敞口為水流出口 ，水 槽從前至后由收口段1 、喉道段2和擴口段3依次連接構(gòu)成。該水槽可以使 用巴歇爾量水槽，由于巴歇爾量水槽的各段之間不但有形狀要求，而且必須 各段之間還要有特殊的比例關(guān)系，因此本發(fā)明可以利用現(xiàn)有水路中的巴歇爾 量水槽，然后在其上安裝超聲波振板4和LED紫外線發(fā)光板6。
所述收口段l的槽底為水平平面，兩槽壁之間的間距由前至后逐漸縮小， 且收口段1水平方向截面為梯形；所述喉道段2的槽底為從前至后下斜的平 面，且喉道段2的水平方向截面為矩形；所述擴口段3的槽底為從前至后上 斜的平面，兩槽壁之間的間距由前至后逐漸擴大，且擴口段3的水平方向截 面為梯形，這樣的形狀與巴歇爾量水槽相似。
所述超聲波振板4由一振動板和用于驅(qū)動該振動板振動的若干個超聲波 換能器5構(gòu)成。該振動板可以使用金屬板如不銹鋼鋼板，然后在上面均勻布 設(shè)若干個超聲波換能器5,超聲換能器5的作用是將超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超 聲頻電振蕩信號轉(zhuǎn)換為超聲頻機械振動。而超聲波發(fā)生器的作用是將220V 或380V的交流電轉(zhuǎn)換成超聲頻的電振蕩信號，它主要有振蕩器、電壓放大 器、功率放大器和輸出變壓器等部分組成。這樣幾個超聲波換能器5共同作 用于振動板，使振動板的機械振動功率增強，因而擴大超聲作用范圍。在安 裝超聲波振板4時，可將該振動板作為槽底或槽壁的一部分嵌入槽底或槽壁，或者將振動板槽底或槽壁背面。超聲波振板4可以設(shè)置一塊、兩塊或者三塊。
所述LED紫外線發(fā)光板6由一基板上設(shè)若干個紫外線二極管構(gòu)成，這樣 的多個紫外線二極管均設(shè)在基板上，共同發(fā)出紫外線照射水體。LED紫外線 發(fā)光板6的安裝方式也可以與超聲波振板一樣。LED紫外線發(fā)光板6可以設(shè) 置一塊、兩塊或者三塊。
所述超聲波振板4和LED紫外線發(fā)光板6兩者中，當超聲波振板4位于 所述收口段1的槽底或槽壁上，LED紫外線發(fā)光板6位于所述喉道段2的槽 底或槽壁上時，在消毒滅菌條件下，收口段1超聲波振板4通過超聲波的周 期性震蕩以及聲空化形成的射流在水中產(chǎn)生的機械剪力，將大的菌膠團破壞 為單個微生物，然后通過安裝在喉道段2的LED紫外線發(fā)光板6對流經(jīng)水質(zhì) 進行消毒滅菌的照射，由于超聲波的預(yù)處理極大的優(yōu)化了紫外消毒的效果。
所述超聲波振板4和LED紫外線發(fā)光板6兩者中，當LED紫外線發(fā)光板 6位于所述收口段1的槽底或槽壁上，超聲波振板4位于所述喉道段2的槽 底或槽壁上時，在有機物物降解作用中，收口段1的LED紫外線發(fā)光板6 對流經(jīng)水質(zhì)進行消毒滅菌，然后通過安裝在喉道段2的超聲波振板4對有機 物進行降解作用，在超聲輻射造成空化作用下，部分水分子在空化泡中生成 自由基，形成的水化自由基和水中的有機物反應(yīng)，使得有機物迅速降解。
上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項 技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保 護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明 的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種半導(dǎo)體紫外線超聲波聯(lián)合水處理設(shè)備，其特征在于由水槽、超聲波振板和LED紫外線發(fā)光板組成；所述水槽兩端敞口，其前端敞口為水流進口，后端敞口為水流出口，水槽從前至后由收口段、喉道段和擴口段依次連接構(gòu)成；所述收口段的槽底為水平平面，兩槽壁之間的間距由前至后逐漸縮小，且收口段水平方向截面為梯形；所述喉道段的槽底為從前至后下斜的平面，且喉道段的水平方向截面為矩形；所述擴口段的槽底為從前至后上斜的平面，兩槽壁之間的間距由前至后逐漸擴大，且擴口段的水平方向截面為梯形；所述超聲波振板由一振動板和用于驅(qū)動該振動板振動的若干個超聲波換能器構(gòu)成；所述LED紫外線發(fā)光板由一基板上設(shè)若干個紫外線二極管構(gòu)成；所述超聲波振板和LED紫外線發(fā)光板兩者中，一者位于所述收口段的槽底或槽壁上，另一者位于所述喉道段的槽底或槽壁上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體紫外線超聲波聯(lián)合水處理設(shè)備，其特征在 于所述水槽為巴歇爾量水槽。
全文摘要
一種半導(dǎo)體紫外線超聲波聯(lián)合水處理設(shè)備，由水槽、超聲波振板和LED紫外線發(fā)光板組成，水槽從前至后由收口段、喉道段和擴口段依次連接構(gòu)成；所述收口段的槽底為水平平面，兩槽壁之間的間距由前至后逐漸縮小，且收口段水平方向截面為梯形；所述喉道段的槽底為從前至后下斜的平面，且喉道段的水平方向截面為矩形；所述擴口段的槽底為從前至后上斜的平面，兩槽壁之間的間距由前至后逐漸擴大，且擴口段的水平方向截面為梯形。本發(fā)明運用巴歇爾槽設(shè)計原理，然后在其上安裝超聲波振板和LED紫外線發(fā)光板。該設(shè)備操作簡單，抑菌消毒速度快，有機物降解明顯，自動化控制程度高優(yōu)點。
文檔編號C02F1/32GK101580289SQ200910032778
公開日2009年11月18日 申請日期2009年6月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月8日
發(fā)明者鐘旭東 申請人:鐘旭東