本發(fā)明涉及一種太陽能式給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置，具體地說是涉及一種利用太陽能、光導(dǎo)技術(shù)的智能控制無污染的高效滅菌給水管網(wǎng)水質(zhì)處理裝置。
背景技術(shù)：
：目前，紫外系統(tǒng)已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用于我國(guó)市政污水處理，設(shè)計(jì)人員對(duì)污水處理中采用的紫外系統(tǒng)的設(shè)計(jì)選型了解得比較深入，積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。然而，紫外系統(tǒng)在給水廠中的應(yīng)用在國(guó)內(nèi)才剛剛起步，當(dāng)前國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)市政水廠設(shè)置了紫外消毒工藝。《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(gb5749—2006)明確將兩蟲(賈第鞭毛蟲和隱孢子蟲)列入水處理消毒目標(biāo)微生物，而常規(guī)的化學(xué)消毒對(duì)其滅活效果十分有限，而紫外技術(shù)的優(yōu)勢(shì)越來越明顯。隨著紫外消毒系統(tǒng)技術(shù)逐步成熟，更多的水廠在未來會(huì)逐步引用紫外技術(shù)與化學(xué)方式聯(lián)合進(jìn)行飲用水的消毒處理。目前，給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置的設(shè)計(jì)，歐洲的趨勢(shì)是根據(jù)處理規(guī)模和市場(chǎng)需求選擇不同的設(shè)計(jì)方法。如對(duì)于小型系統(tǒng)(500m3/h以下)傾向于采用歐洲的設(shè)計(jì)方法，如dvgw；而對(duì)于大中型系統(tǒng)(500m3/h以上)傾向于采用美國(guó)環(huán)保署的設(shè)計(jì)方式。給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置的設(shè)計(jì)原理是利用253.7nm波長(zhǎng)的紫外光對(duì)水中微生物中的遺傳物質(zhì)dna，rna的結(jié)構(gòu)破壞，導(dǎo)致微生物無法繁殖，從而喪失致病能力，實(shí)現(xiàn)對(duì)飲用水的消毒目的。而評(píng)價(jià)紫外系統(tǒng)的消毒效果好壞主要是紫外消毒劑量。紫外消毒劑量（mj/cm2）=紫外強(qiáng)度（mw/cm2）×水力停留時(shí)間（s）。水樣的紫外透光率大小是直接影響紫外系統(tǒng)選型的重要參數(shù)。紫外透光率即254nm下的紫外透光率，指波長(zhǎng)254nm的紫外線通過1cm比色皿水樣下測(cè)定的透光率，透光率越大，其實(shí)際照射到微生物的紫外光強(qiáng)度就越大，紫外劑量越高。傳統(tǒng)的給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置，在紫外燈供能方面，對(duì)電能依賴性較大。在偏遠(yuǎn)山區(qū)，和孤島等缺電地區(qū)使用紫外線滅菌裝置就顯得力不從心，而且不能實(shí)行智能控制。光導(dǎo)管技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)取得了一定的研究成果,但是在國(guó)內(nèi)還是方興未艾,研究光導(dǎo)管技術(shù)的目的就是要把光導(dǎo)管做成一種具有代表性的新型節(jié)能環(huán)保產(chǎn)品,這不但要體現(xiàn)在光導(dǎo)管本身,其生產(chǎn)制造、使用過程,以及壽命結(jié)束后的回收分解都應(yīng)被考慮在內(nèi),這也就是全程節(jié)能環(huán)保的概念。另一方面,現(xiàn)今國(guó)內(nèi)外對(duì)于光導(dǎo)管的研究很多還處于對(duì)其本身性能的不斷強(qiáng)化和改善,實(shí)際上,沒有任何系統(tǒng)是孤立存在的,光導(dǎo)管系統(tǒng)的研究也需要和其它系統(tǒng)結(jié)合起來考慮,比如自然通風(fēng)系統(tǒng)等,結(jié)合新技術(shù)不但可以提高光導(dǎo)管的性能還能拓展其應(yīng)用范圍。未來光導(dǎo)管的發(fā)展趨勢(shì)不僅要節(jié)能環(huán)保健康,還應(yīng)功能全面,新穎時(shí)尚,這就需要業(yè)內(nèi)人士在綜合應(yīng)用上。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題而提供的一種太陽能式給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置，它可用于惡劣條件下的持續(xù)殺菌。光導(dǎo)管技術(shù)的引入使這種太陽能式給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置更加節(jié)能環(huán)保。本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種太陽能式給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置，其特征在于：包括串聯(lián)安裝的數(shù)根日光滅菌管，所述每根日光滅菌管側(cè)壁上連通安裝有光導(dǎo)管的一端，光導(dǎo)管的另一端設(shè)有濾光片，濾光片的一側(cè)設(shè)有菲涅爾透鏡，濾光片位于菲涅爾透鏡的聚焦光路上，每根日光滅菌管還設(shè)有棱鏡；所述菲涅爾透鏡上設(shè)有一個(gè)光感應(yīng)裝置，菲涅爾透鏡安裝在一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)上，移動(dòng)平臺(tái)分別由一個(gè)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)、蓄電池的控制信號(hào)輸入端連接控制器，控制器的信號(hào)輸入端連接各個(gè)光感應(yīng)裝置，菲涅爾透鏡由控制器自動(dòng)控制追蹤太陽；太陽光直射在菲涅爾透鏡上，穿過菲涅爾透鏡的太陽光得以聚集使光照強(qiáng)度提高，而后聚集的光線通過濾光片濾掉可見光和紅外光，僅留下紫外光，經(jīng)光導(dǎo)管傳播至日光滅菌管內(nèi)，在棱鏡的反射和折射作用下使紫外光充滿日光滅菌管，對(duì)流經(jīng)日光滅菌管的水進(jìn)行滅菌；控制器通過光感應(yīng)裝置采集的信息，對(duì)伺服電機(jī)發(fā)送控制指令，完成菲涅爾透鏡及太陽能電池板對(duì)太陽的追蹤以及對(duì)紫外燈啟閉的控制。所述的一種太陽能式給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置，其特征在于：所述菲涅爾透鏡材料為聚烯烴。所述的一種太陽能式給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置，其特征在于：還包括有一個(gè)反向的菲涅爾透鏡，反向的菲涅爾透鏡位于菲涅爾透鏡與濾光片之間，經(jīng)過菲涅爾透鏡聚焦的光線再經(jīng)反向的菲涅爾透鏡的作用下使光線重歸平行，而后再將該平行光線聚焦在濾光片上。所述的一種太陽能式給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置，其特征在于：所述棱鏡的材料為二氧化硅。本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明裝置在紫外燈供能方面，采用太陽能，具有環(huán)保無污染的優(yōu)點(diǎn)，能適應(yīng)于偏遠(yuǎn)山區(qū)，和孤島等缺電地區(qū)，首創(chuàng)性的引入光導(dǎo)技術(shù)，使其更加環(huán)保，再結(jié)合智能控制系統(tǒng)和光感應(yīng)系統(tǒng)，使整個(gè)裝置連為一體，自動(dòng)智能地啟閉。附圖說明圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1中紫外發(fā)生裝置的細(xì)節(jié)圖。具體實(shí)施方式如圖1所示，一種太陽能式給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置，包括串聯(lián)安裝的數(shù)根日光滅菌管1，每根日光滅菌管1側(cè)壁上連通安裝有光導(dǎo)管6的一端，光導(dǎo)管6的另一端設(shè)有濾光片5，濾光片5的一側(cè)設(shè)有兩個(gè)方向相反的菲涅爾透鏡3，濾光片5位于兩個(gè)菲涅爾透鏡3的聚焦光路上，每根日光滅菌管1還設(shè)有棱鏡7；菲涅爾透鏡3上設(shè)有一個(gè)光感應(yīng)裝置11，菲涅爾透鏡3、太陽能電池板9分別安裝在一個(gè)移動(dòng)平臺(tái)上，各個(gè)移動(dòng)平臺(tái)分別由一個(gè)伺服電機(jī)12驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)12、蓄電池10的控制信號(hào)輸入端連接控制器4，控制器4的信號(hào)輸入端連接各個(gè)光感應(yīng)裝置11，菲涅爾透鏡3、太陽能電池板9由控制器4自動(dòng)控制追蹤太陽；太陽光直射在菲涅爾透鏡3上，穿過第一個(gè)菲涅爾透鏡3的太陽光得以聚集使光照強(qiáng)度提高，經(jīng)過第一個(gè)菲涅爾透鏡3聚焦的光線再經(jīng)第二個(gè)反向的菲涅爾透鏡3的作用下使光線重歸平行，而后聚集的平行光線通過濾光片5濾掉可見光和紅外光，僅留下紫外光，經(jīng)光導(dǎo)管6傳播至日光滅菌管1內(nèi)，在棱鏡7的反射和折射作用下使紫外光充滿日光滅菌管1，對(duì)流經(jīng)日光滅菌管1的水進(jìn)行滅菌；控制器4通過光感應(yīng)裝置11采集的信息，對(duì)伺服電機(jī)12發(fā)送控制指令，完成菲涅爾透鏡3對(duì)太陽的追蹤以及對(duì)紫外燈8啟閉的控制。菲涅爾透鏡3材料為聚烯烴。棱鏡7的材料為二氧化硅。實(shí)施例：實(shí)驗(yàn)器材：紫外濾光片，石英比色皿，菲涅爾透鏡，培養(yǎng)皿，涂布棒等實(shí)驗(yàn)藥品：r2a瓊脂培養(yǎng)基測(cè)量參數(shù)：hpc如圖2所示，陽光通過菲涅爾透鏡聚集后，透過濾光片照射在盛有新鮮自來水的石英比色皿上，照射時(shí)間設(shè)定為500s、950s、1500s。照射時(shí)間計(jì)算如下：根據(jù)陽光紫外線強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果，濾光片對(duì)紫外線的通過率約為0.42，菲涅爾透鏡對(duì)紫外線他透過率約為0.26。假定陽光中紫外線強(qiáng)度為0.01mw/cm2，通過菲涅爾透鏡后日光面積由38.47cm2集中到1cm2大小。則該面積內(nèi)紫外線強(qiáng)度大小為0.042mw/cm2。根據(jù)《紫外線消毒標(biāo)準(zhǔn)》，紫外用于給水消毒劑量要≥40mj/cm2，即0.042*t≥40，解得t≥950s。照射后立即取100uml水樣進(jìn)行培養(yǎng)，并設(shè)置對(duì)照試驗(yàn)。培養(yǎng)基制作及培養(yǎng)條件參照微生物試驗(yàn)設(shè)定。實(shí)驗(yàn)步驟：1)稱取3gr2a培養(yǎng)基溶于200ml水中，經(jīng)高壓滅菌鍋20分鐘滅菌后冷卻，在紫外操作臺(tái)中倒平板，每個(gè)培養(yǎng)基20ml，經(jīng)紫外照射12h后倒置待用。2)試驗(yàn)時(shí)間：選擇陽光強(qiáng)烈的正午時(shí)間。3)按照?qǐng)D1安裝好裝置，菲涅爾透鏡安裝在滴定架上，濾光片鑲嵌在紙盒蓋上，石英比色皿鑲嵌在紙盒底部。4)轉(zhuǎn)動(dòng)紙盒使紙盒頂面與菲涅爾透鏡面平行，菲涅爾透鏡的焦點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)石英比色皿的底部。5)取自來水100ml放置在燒杯中備用，取100μl置于培養(yǎng)基中培養(yǎng)，每一樣本做2個(gè)平行樣。6)取4ml自來水樣放于石英比色皿中，按照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中光照時(shí)間分別照射500s、950s、1500s后進(jìn)行培養(yǎng)，每支水樣取3次水樣培養(yǎng)，每次取100μl作為平行樣。7)鋪完平板后置于23℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5~7天，進(jìn)行計(jì)數(shù)。太陽照射時(shí)間自來水500s950s1500s細(xì)菌數(shù)（個(gè)/ml）2201809530統(tǒng)計(jì)結(jié)果發(fā)現(xiàn)在950s照射后細(xì)菌數(shù)為95個(gè)，1500s照射后細(xì)菌數(shù)為30個(gè)。所述的一種太陽能式給水管網(wǎng)紫外線滅菌裝置滅菌效果良好。當(dāng)前第1頁12