[发明专利]一种用于水处理系统的准分子紫外水灯

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水处理系统的准分子紫外水灯，属于水处理技术领域。

背景技术

紫外光源作为一种特种光源，被广泛应用在社会生产和生活的各个领域中。尤其是对于水、空气和材料表面的细菌病毒的灭活消毒、引发化学反应使有机物分解。到目前为止，紫外光源主要还是汞蒸汽气体放电光源，辐射效率最高的是采用石英玻壳或硼硅酸玻璃玻壳的低气压汞灯和采用石英玻壳的高气压汞灯。虽然公认浸没式的紫外系统效率最高，但由于目前紫外汞灯在设计上都为悬挂固定在空气环境中的使用结构，在用于水处理系统时，由于电气绝缘、表面高温、易粘结污物，所以大多只能采用明渠开放式系统结构，紫外线需要经过空气进入水体因此造成效率不高。

为了消除由于紫外汞灯生产和报废汞对环境的污染，和提高紫外光源的寿命，近年来世界各国在新型紫外光源方面做了许多探索。美国通用电气公司的CN1160284“无汞紫外线放电源”，该发明用氙等惰性气体取代汞，从附图和文字说明中看到仍没有摆脱传统紫外灯的结构和电离发光的基本原理。而DBD准分子紫灯没有灯丝等影响寿命的部件，工作气体可以工作在大气压力下，没有汞污染后患，又不需蒸发金属蒸汽的高温，板式结设计灵活不受尺寸、形状过多约束，加之准分子光源的高效和节能，所以吸引了科技界眼光。在复旦大学电光源研究所的刘洋等人在《光源与照明》2006年第一期刊登的“传统紫外光源与新型紫外光源”文章中，和中科院等离子所的徐金州等人在《真空科学与技术》杂志2001年7月刊“一种新型的紫外光源——准分子紫外灯”文中都有所阐述。

但在以上所述及的DBD紫外灯结构中，受激发气体的准分子辐射的紫外光都必须穿透正面的金属电极，而这是非常困难的。为了有利紫外光线通过，所以只好将金属电极作成孔网状以图尽量多漏过紫外光线，然而孔网电极的漏空比和有效放电面积的矛盾无法解决，制约了这种形式的紫外灯技术指标的提高。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于水处理系统的准分子紫外水灯，在已有的介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，以下简称DBD)紫外灯结构设计中，将水作为电极，以克服已有技术中电极板的设置遮蔽紫外光线的和制约有效放电面积的不利影响，提高紫外灯的工作效率。

本发明提出的用于水处理系统的准分子紫外水灯，包括金属地电极、放电介质板、高压金属电极、绝缘介质槽和高压高频电源，所述的高压金属电极固定在绝缘介质槽的凹槽中，所述的放电介质板固定在绝缘介质槽的顶部，高压金属电极与放电介质板之间设有支撑元件，高压金属电极与放电介质板之间形成放电气隙；金属地电极固定在放电介质板的外侧端部，所述的高压高频电源的一端与高压金属电极相连，高压高频电源的另一端与金属地电极相连后与处理水体同时接触接地。

本发明提出的用于水处理系统的准分子紫外水灯，其优点是，利用了水可导电的特性，将待处理水体同时作为DBD放电结构的地电极，加在高压金属电极板和水体之间的高频高压电，能够将气隙中的工作气体激发成准分子，形成紫外光辐射，如氙准分子辐射主要是真空紫外172nm附近的窄带，可见光和红外光部分的辐射小于1%。由于辐射的光子能量(7.2eV)大于大多数有机化合物的键能，因此可以直接使水中的有机物分解矿化。另一方面，水和氧气对真空紫外辐射有很强的吸收能力，无需使用催化剂就可生成OH-自由基和活性氧，从而引发化学反应使有机物分解矿化。本发明的用于水处理系统的准分子紫外水灯，准分子紫外光穿透放电介质板直接作用于水体而不受任何阻挡，因此避免了现有技术中电极板的设置遮蔽紫外光线的和制约有效放电面积的不利影响，从而进一步地提高了紫外线处理装置的工作效率。另外，本发明准分子紫外水灯中因为没有电热电极，紫外水灯具有很长的使用寿命，而且高强度的紫外辐射使得放电介质板表面的软垢无法附着，大大减少了紫外水灯的工作维护量。由于本发明的紫外水灯的结构简洁和长寿命，可以方便地用于各种类型的水处理设施，以适应各种工作环境的需要。

附图说明

图1是本发明提出的用于水处理系统的准分子紫外水灯的结构示意图。

图2是如图1所示的紫外水灯的一个应用实施例。

图3是图2所示的准分子紫外水灯的A-A示意图。

图1-图3中，1是放电介质板，2是高压金属电极，3是支撑元件，4是放电气隙，5是高压高频电源，6是金属地电极，7是紫外光，8是绝缘介质槽体。

具体实施方式