專利名稱：家庭式光催化飲用水凈化裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種新穎的家庭式光催化飲用水凈化裝置，尤其涉及一種無加氧泵的可連續處理的飲用水深度凈化裝置。
自來水深度處理的方法主要有活性炭吸附法、高分子濾芯過濾法等。這些方法可以將自來水中的懸浮物、無機離子、部分有機物特別是大分子有機物去除；但對三氯甲烷、氯乙烷、四氯化碳等小分子有機物去除效率低。而且需要經常更換濾芯。
光催化法可以將水中的有機物無選擇性地徹底氧化分解，且光催化薄膜使用壽命長，再生方便。因此，光催化法已成為一種新型的飲用水深度處理技術。中國實用新型專利95244568公開了一種固定膜光催化氧化水質深度凈化器，中國實用新型專利96251030公開了一種光催化水質處理器。這些專利有一些共同的特點(1)使用加氧泵鼓入空氣的方式補充氧氣；(2)處理時間比較長，一般要30-60分鐘才能達到凈化要求。我們的實驗發現，加氧泵在鼓入空氣的同時，也將空氣中的細菌、有機物帶入水中，造成凈化效果下降，難以保證出水質量。處理時間過長，造成凈化器的實用性下降，在啟動凈化器的同時，人們期待飲用衛生的水，等待時間過長，一方面造成水的浪費，另一方面，不合乎實際應用要求。
本發明的技術方案在于一種家庭式光催化飲用水凈化裝置，它包括流速控制器；初級處理裝置，選自活性炭過濾器、高分子濾芯過濾器或其它合乎衛生標準的水質過濾器或吸附器，去除自來水中的懸浮物與部分非水溶性有機物；光催化處理裝置，將水中的有機物無選擇性地徹底氧化分解，殺菌，和儲水器；其特征是光催化處理裝置為立罐式結構，包括紫外光源及其玻璃管護套、內壁涂有光催化薄膜的普通玻璃管、外套(中間外殼)、中間為下凹結構的上蓋(上部外殼)和中間為上凹結構的下蓋(下部外殼)、進水管、導水管、出水口、排污管、腳架；紫外光源位于系統的中央，通過上、下蓋中間開孔的膠塞固定；其外層為石英玻璃或光學玻璃管護套，將水與燈管分開；玻璃管護套與普通玻璃管內壁光催化薄膜之間為水凈化區；玻璃管護套2與普通玻璃管3之間的上下端各有一個密封橡膠圈，進水管從下密封膠圈進入，導水管從上密封膠圈導出，水凈化后儲存在普通玻璃管和外套(外殼)之間的夾層即儲水器中；上蓋或下蓋與外套通過法蘭、密封橡膠圈和螺栓進行固定；出水口和排污管分別安裝在下蓋的側面和下面。
本發明所說的初級處理裝置優選活性炭過濾器。
本發明所說的光催化水處理裝置通過調節玻璃護套與光催化薄膜之間的距離L值來控制處理速率與處理效果，L值為2-20毫米，優選值為5-15毫米。
本發明所說的光催化水處理裝置的紫外光源選自不產生臭氧的235.7納米的UV-B光源，或365.0納米的UV-A光源。優選采用UV-A光源。
本發明所說的光催化水處理裝置的光催化薄膜的光催化劑選自二氧化鈦、改性二氧化鈦或其它無毒光催化劑的一種或它們的結合。本發明優選為二氧化鈦。催化處理系統的運行速率由進水速率控制，進水速率由流速控制器來控制，一般控制流速使水在凈化區的停留時間為2-10分鐘。
本發明所說的光催化水處理裝置的外套及上下蓋選自不銹鋼、無毒塑料或鋼化玻璃。外套與光催化薄膜之間的儲水層容積為0.5升-2升，優選為1升。
本發明處理的自來水經過初級處理系統后，從光催化處理裝置的底部進水管進入光催化處理裝置，在紫外光的作用下，光催化薄膜將水中的有機物無選擇性地徹底氧化分解和殺菌，待處理水從底部緩慢上流，控制流速使水在凈化區的停留時間為2-10分鐘，流至頂部時即可以達到處理效果，然后由導水管導入儲水器，打開處理系統出水口就可以取水飲用。
本發明的優點是(1)本發明不需要加氧泵，可以杜絕空氣中的細菌、有機物進入水中，處理效果穩定。
(2)本發明通過控制玻璃管護套與光催化薄膜之間的距離L來控制處理效果和處理時間，效果好，處理時間短，可連續處理，光催化薄膜催化劑固定量小，吸附有機物容量也小，通過控制適當的進水量可以使有機物的吸附量與處理量達到平衡，保證出水質量的穩定。
圖2為光催化處理裝置結構示意(剖視)圖。
具體的實施方式下面結合附圖和具體實施方式
進一步說明本發明，但不應該構成對本發明的限制。
實施例1
家庭式光催化飲用水凈化裝置流程圖如
圖1，其中流速控制器為普通的自來水開關或水龍頭，初級處理裝置為活性炭過濾器，光催化處理裝置為立罐式結構，如圖2所示，它包括紫外光源9及其玻璃管護套2、內壁涂有光催化薄膜的普通玻璃管3、外套(中間外殼)1、中間為下凹結構的上蓋10(上部外殼)和中間為上凹結構的下蓋16(下部外殼)、進水管4、導水管6、出水口5、排污管18、腳架17；紫外光源9位于系統的中央，通過上、下蓋中間開孔的膠塞19固定；其外層為石英玻璃或光學玻璃管護套2，將水與燈管分開；玻璃管護套2與普通玻璃管3(內壁光催化薄膜)之間為水凈化區8，它們之間的距離為15毫米；玻璃管護套2與普通玻璃管3之間的上下端各有一個密封橡膠圈11，進水管從下密封膠圈進入，導水管6從上密封膠圈導出，水凈化后儲存在普通玻璃管3和外套(外殼)1之間的夾層即儲水器7中；上蓋或下蓋與外套通過法蘭12、14、密封橡膠圈13和螺栓15進行固定；出水口5和排污管18分別安裝在下蓋的側面和下面。外套(中間外殼)1、上蓋10(上部外殼)和下蓋16(下部外殼)選用不銹鋼材料。紫外光源為20瓦、波長為365.0納米的紫外燈。光催化劑選用二氧化鈦。
自來水經過初級處理系統后，從光催化處理裝置的底部進水管4緩慢進入光催化處理裝置，在紫外光的作用下，光催化薄膜將水中的有機物無選擇性地徹底氧化分解和殺菌，水從底部緩慢上流，控制流速使水在凈化區的停留時間為2-10分鐘，然后由導水管6導入儲水器7，此水經檢驗符合飲用水標準。
實施例2按實施例1的結構，外殼選不銹鋼材料，紫外光源為20瓦、波長為365.0納米的紫外燈，玻璃管護套2與普通玻璃管3之間的距離為5毫米，自來水經處理后符合飲用水標準。
實施例3按實施例1的結構，初級處理裝置選用高分子濾芯過濾器，外殼選用無毒塑料材料，紫外光源為20瓦、波長為235.7納米的紫外燈，玻璃管護套2與普通玻璃管3(內壁光催化薄膜)之間的距離為5毫米，自來水經處理后符合飲用水標準。
權利要求
1.一種家庭式光催化飲用水凈化裝置，它包括流速控制器；初級處理裝置，選自活性炭過濾器、高分子濾芯過濾器或其它合乎衛生標準的水質過濾器或吸附器，去除自來水中的懸浮物與部分非水溶性有機物；光催化處理裝置，將水中的有機物無選擇性地徹底氧化分解，殺菌；和儲水器；其特征是光催化處理裝置為立罐式結構，包括紫外光源(9)及其玻璃管護套(2)、內壁涂有光催化薄膜的普通玻璃管(3)、外套(1)、中間為下凹結構的上蓋(10)和中間為上凹結構的下蓋(16)、進水管(4)、導水管(6)、出水口(5)、排污管(18)、腳架(17)；紫外光源(9)位于系統的中央，通過上、下蓋中間開孔的膠塞(19)固定；其外層為石英玻璃或光學玻璃管護套(2)，將水與燈管分開；玻璃管護套(2)與普通玻璃管(3)內壁光催化薄膜之間為水凈化區(8)；玻璃管護套(2)與普通玻璃管(3)之間的上下端各有一個密封橡膠圈(11)，進水管(4)從下密封膠圈進入，導水管(6)從上密封膠圈導出，水凈化后儲存在普通玻璃管(3)和外套(1)之間的夾層即儲水器(7)中；上蓋或下蓋與外套通過法蘭(12、14)、密封橡膠圈(13)和螺栓(15)進行固定；出水口(5)和排污管(18)分別安裝在下蓋的側面和下面。
2.根據權利要求1中所述的一種家庭式光催化飲用水凈化裝置，其特征是初級處理裝置優選活性炭過濾器。
3.根據權利要求1或2中所述的一種家庭式光催化飲用水凈化裝置，其特征是光催化水處理裝置通過調節玻璃護套與光催化薄膜之間的距離L值來控制處理速率與處理效果，L值為2毫米-20毫米。
4.根據權利要求3中所述的一種家庭式光催化飲用水凈化裝置，其特征是L值優選為3毫米-15毫米。
5.根據權利要求1、2或4中所述的一種家庭式光催化飲用水凈化裝置，其特征是光催化水處理裝置的紫外光源選自235.7納米的UV-B光源，或365.0納米的UV-A光源。
6.根據權利要求5中所述的一種家庭式光催化飲用水凈化裝置，其特征是光催化水處理裝置的紫外光源優選365.0納米的UV-A光源。
7.根據權利要求1、2、4或6中所述的一種家庭式光催化飲用水凈化裝置，其特征是光催化水處理裝置的光催化劑選自二氧化鈦、改性二氧化鈦或其它無毒光催化劑的一種或它們的結合。
8.根據權利要求7中所述的一種家庭式光催化飲用水凈化裝置，其特征是光催化水處理裝置的光催化劑優選為二氧化鈦。
9.根據權利要求1、2、4、6或8中所述的一種家庭式光催化飲用水凈化裝置，其特征是光催化水處理裝置的外套及上下蓋選自不銹鋼、無毒塑料或鋼化玻璃。
全文摘要
本發明涉及一種新穎的家庭式光催化飲用水凈化裝置，它包括流速控制器、初級處理裝置、光催化處理裝置和儲水器；光催化處理裝置為立罐式結構，它包括紫外光源9及其玻璃管護套2、內壁涂有光催化薄膜的普通玻璃管3、外套1、中間為下凹結構的上蓋10和中間為上凹結構的下蓋16、進水管4、導水管6、出水口5、排污管18、腳架17等；本發明的優點是不需要加氧泵，可以杜絕空氣中的細菌、有機物進入水中，處理時間短，效果好，可連續處理。
文檔編號C02F9/08GK1461735SQ02115309
公開日2003年12月17日 申請日期2002年5月30日 優先權日2002年5月30日
發明者王良焱, 鄭少健, 李新軍, 黃琮, 李芳柏, 徐悅華, 歐志云 申請人:中國科學院廣州能源研究所