基本信息
- 項目名稱：
- 低能耗紫外光消毒系統(tǒng)
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 紫外線具有一定的殺菌能力，但其輻照強度較弱，通過分離聚集紫外線，有效利用紫外線殺菌。利用太陽光中的紫外線進行反射、收集、按焦距分離、通過光纖傳導(dǎo)到消毒對象；通過對太陽紫外消毒技術(shù)的反射聚焦，光纖傳導(dǎo)、定向消毒工藝和消毒機理進行研究，實現(xiàn)“低能耗消毒”
- 詳細介紹：
- 太陽能的聚焦形式很多，目前技術(shù)比較成熟的主要有槽式聚焦系統(tǒng)、塔式系 統(tǒng)和碟式系統(tǒng)。太陽能的聚焦形式主要采用碟式系統(tǒng)。在20世紀70年代末到80年代初由瑞典、美國等發(fā)起研究，此后中國、德國、韓國等國家的科研部門相繼展開碟式聚光太陽能熱發(fā)電技術(shù)的研制開發(fā)，并己完成樣機測試。 聚光方式分為菲涅爾透鏡聚光和凸透鏡聚光。菲涅爾透鏡的鋸齒波形條紋左右對稱，當(dāng)太陽光照射在透鏡上時，可以使太陽光聚集在焦點上。如圖1所示： 圖1菲涅爾透鏡聚光聚光示意圖 (修改自文獻) 凸透鏡的折射作用可以使不同波長的太陽光在光軸上形成不同的焦點，而波長較短的紫外線靠近透鏡。只要光纖的入射端精確的定位到紫外線焦點上，就可以對紫外線進行傳輸，如圖2所示： 圖2凸透鏡太陽聚光示意圖 紫外光纖傳輸系統(tǒng) 光纖的全稱為光導(dǎo)纖維，它作為光波波段傳輸?shù)囊环N介質(zhì)波導(dǎo)。光纖照明早在20世紀30年代就已經(jīng)被人們所接受，最早是由美國的威廉惠勒在1880年申請的專利中提出。 光纖傳輸太陽能系統(tǒng)由光纖直接傳輸太陽能系統(tǒng)和太陽能轉(zhuǎn)換光纖傳輸系統(tǒng)兩部分組成。光能使用器件種類繁多，就目前而言，光纖燈在光纖直接傳輸太陽能系統(tǒng)中占主導(dǎo)地位。圖3所示是利用光纖傳播太陽能的示意圖。 圖3光纖傳播太陽光示意圖 （圖片修改自文獻） 紫外光纖是近幾年剛發(fā)展的特種光纖，由于紫外激光波長短，能量高，熱效應(yīng)小，在醫(yī)療，生物工程及機械制造行業(yè)有諸多應(yīng)用。借助紫外光纖可以將光傳送到各種工作目標上。現(xiàn)在市場中有各種型號的紫外石英光纖，其中多成分光纖[UVF-40]是在紫外線領(lǐng)域具有良好光透射率的光導(dǎo)纖維。和傳統(tǒng)的多成分光纖相比，它在紫外線領(lǐng)域(350nm)具有光傳輸損耗小，可靠性高的優(yōu)點。 紫外線消毒機制 紫外消毒器按水流邊界的不同分為敞開式系統(tǒng)和封閉式系統(tǒng)。 ⑴敞開式系統(tǒng) 在敞開式紫外消毒器中，待消毒的水在重力作用下流經(jīng)紫外消毒器，水中的微生物被殺滅。敞開式系統(tǒng)又可分為浸沒式和水面式兩種。 ⑵封閉式系統(tǒng) 封閉式紫外消毒器為承壓型，用金屬筒體和帶石英套管的紫外線燈把被消毒的水封閉起來。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 作品設(shè)計、發(fā)明目的:紫外線具有一定的殺菌能力，但其輻照強度較弱，通過分離聚集紫外線，有效利用紫外線殺菌 基本思路：利用太陽光中的紫外線進行反射、收集、按焦距分離、通過光纖傳導(dǎo)到消毒對象 創(chuàng)新點：通過對太陽紫外消毒技術(shù)的反射聚焦，光纖傳導(dǎo)、定向消毒工藝和消毒機理進行研究，實現(xiàn)“低能耗消毒” 技術(shù)關(guān)鍵:（1）紫外線采光系統(tǒng) （2）紫外光纖傳輸系統(tǒng) （3）定向紫外線消毒
科學(xué)性、先進性
- ⑴利用太陽光中的紫外線進行反射、收集、按焦距分離、利用紫外線光纖通過光纖傳導(dǎo)到消毒對象，實現(xiàn)利用陽光中的紫外線對消毒對象進行“低能耗消毒”的技術(shù)理論體系。 ⑵ 太陽光紫外線“低能耗消毒”消毒技術(shù)結(jié)合申請者擁有的技術(shù)專利（專利名稱：一種紫外線消毒裝置，專利號：ZL200920011077.3），與現(xiàn)有人造紫外光源—水銀光弧有機的機的結(jié)合在一起，可首先在給水消毒和污水消毒及二次污染控制方面得到應(yīng)用，在醫(yī)療衛(wèi)生領(lǐng)域也將擁有廣闊的應(yīng)用前景。 參考文獻：
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 實驗室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 低能耗紫外光消毒系統(tǒng)跟普通的紫外光消毒器使用方法是一樣的，不同點在于白天不消耗電能，這樣我們在白天使用時，就能達到節(jié)能環(huán)保的目的。本裝置最大的特色在于白天自己供能，其核心部件是將太陽光聚集后分離出紫外線，并進行過濾和收集。此裝置因本身可以通過太陽光提取紫外線，所以大大的降低了紫外線的制取，降低了電力的消耗。由于本裝置的接近“零”能耗，所以在未來具有很廣闊的市場和巨大的環(huán)保,可持續(xù)發(fā)展性效益。
同類課題研究水平概述
- 近20年來，紫外線消毒技術(shù)有了顯著的進步，呈現(xiàn)出逐漸取代化學(xué)消毒技術(shù)的趨勢。目前，在世界各地已有3000多套紫外線消毒系統(tǒng)運行于污水處理廠，取得了理想的處理效果。在北美及歐洲地區(qū)，傳統(tǒng)的加氯消毒工藝由于自身存在的安全隱患和高昂的運行成本等問題，已逐漸被紫外線消毒技術(shù)所取代。 1878年人類發(fā)現(xiàn)了太陽光中的紫外線具有消毒作用。1901年和1906年人類先后發(fā)明了人造紫外光源—水銀光弧和傳遞紫外光性能較好的石英材質(zhì)燈管，法國馬賽一家自來水廠在1910年首次使用紫外線消毒工藝[1~4]。本課題擬利用太陽光發(fā)出的紫外線作為光源，利用集光器和高效率光導(dǎo)系統(tǒng)傳輸?shù)椒磻?yīng)器中，對消毒對象進行紫外線消毒。研究定向消毒技術(shù)機理，利用光纖的可定向優(yōu)勢，提高紫外線利用率。將紫外線通過帶有特殊內(nèi)涂層的光纖向消毒對象定向傳導(dǎo)，實現(xiàn)“低能耗消毒”。 太陽能的聚焦形式很多，目前技術(shù)比較成熟的主要有槽式聚焦系統(tǒng)、塔式系 統(tǒng)和碟式系統(tǒng)。太陽能的聚焦形式主要采用碟式系統(tǒng)。在20世紀70年代末到80年代初由瑞典、美國等發(fā)起研究，此后中國、德國、韓國等國家的科研部門相繼展開碟式聚光太陽能熱發(fā)電技術(shù)的研制開發(fā)，并己完成樣機測試。 聚光方式分為菲涅爾透鏡聚光和凸透鏡聚光。菲涅爾透鏡的鋸齒波形條紋左右對稱，當(dāng)太陽光照射在透鏡上時，可以使太陽光聚集在焦點上。凸透鏡的折射作用可以使不同波長的太陽光在光軸上形成不同的焦點，而波長較短的紫外線靠近透鏡。只要光纖的入射端精確的定位到紫外線焦點上，就可以對紫外線進行傳輸。 光纖的全稱為光導(dǎo)纖維，它作為光波波段傳輸?shù)囊环N介質(zhì)波導(dǎo)。光纖照明早在20世紀30年代就已經(jīng)被人們所接受，最早是由美國的威廉惠勒在1880年申請的專利中提出。 光纖傳輸太陽能系統(tǒng)由光纖直接傳輸太陽能系統(tǒng)和太陽能轉(zhuǎn)換光纖傳輸系統(tǒng)兩部分組成。
