太阳能热水器
220V交流电
灯箱
平 行 光 管
紫外线发射器
紫外线灯管
出水口
水入口 容器 搅拌器 出水口
紫外线除菌太阳能热水器装置图
紫外线除菌实验反应器
紫外线消毒步骤：
• 1、控制太阳能热水温度在检测试验中找到 病菌繁殖最多时的温度； • 2、在不同紫外线强度照射相同取水量下检 测病菌的存活率； • 3、在相同紫外线强度不同取水量下检测细 菌的存活率； • 4、记录试验数据。
1ml 2ml 3ml 1ml 2ml 3ml 1ml 2ml 3ml 1ml 2ml 3ml
1d 3d 5d 7d 采样时间d/取样量ml
•
臭氧依靠其强氧化能力达到杀灭微生物的目的， 它与微生物细胞中的多种成分产生反应，从而产 生不可逆转的变化。 • 一般认为，臭氧灭活病毒是通过直接破坏其 RNA（核糖核酸）或DNA（脱氧核酸核糖）物质完 成的。杀灭细菌、霉菌类微生物是臭氧首先作用 于细胞膜，使膜构成成分受到损伤，导致新陈代 谢障碍并抑制其生长，臭氧继续渗透破坏膜内组 织，直至杀死。湿度增加，杀灭率提高，是由于 高湿度下微生物细胞膜变薄，其组织容易破坏。 • 臭氧在水中对细菌、病毒、微生物等杀灭率更 高、速度更快，对水中有机化合物等污染物质去 除彻底，而又不产生二次污染。
不相同紫外线强度下消毒记录试验数据
紫外线强度 1根
1d
24 5 22.1 %
3根
2根
5d
70 18
3根
5d
70 13
采集时间
灭菌前菌落 数 灭菌后菌落 数 病菌存活率
3d
45 11 25.1%
7d
98 26 26.5%
1d
24 4 17.5%
3d
45 8 18.2%
7d
98 20 20.3%
1d
24 2 8.7%
太阳能热水在中低温下病菌的检测与防治是个 很具有现实意义的课题，在人们普遍重视生活质 量的今天，太阳能热水系统个给人们带来了方便， 但因系统的不够完善给人们也带来了不便。 • 这次研究我们从社会生活中的一些现象入手发 觉了这课题的可行性和重要性。在做些试验当中 让我们学到了很多知识，从发现问题到解决问题。 我们每一件事都从细处着手，虽说很辛苦，但却 给我们带了无限的乐趣与思考，这也许是这次活 动给我们带来的最大的收获吧。
•
•
我们首先检测出太阳能热水器在那个温度段所 含的病菌数最多，然后采用不同的方法来处理水 中的病菌，并对先后测出的太阳能热水器中未处 理与已处理水中病菌含量进行对比。通过对比结 果，希望从中找出一种最有效、最经济的处理太 阳能热水器中水中病菌的方法。 • 试验安排如下： （1）病菌繁殖最佳温度的检测实验 （2）紫外线杀菌实验 （3）臭氧杀菌实验 （4）膜分离法杀菌实验
60-70℃ 25 28
70-80℃ 16 18 16
80-90℃ 15 14 15
1d
3d
5d
20
32
22
35
21
34
21
32
23
36
24
38
20
31
23
35
24
33
45
70
48
78
50
80
22
33
25
40
23
36
22
34
21
35
23
36
7d
45
48
46
44
50
48
44
47
45
98
102
110
45
随着国民经济的发展，人们对节能环保同时高品质的生活更加追 崇。太阳能热水系统为千家万户带来了便捷，然而最近几年随着太 阳能热水器的普及也带来了一些问题，比如说，太阳能热水在中低 温条件下水中含有大量的病菌，人们在使用了这样的热水后就引起 了病痛。基于这些原因，我们小组做了相关的调查。在调查过程中 发现了形成此现象的原因：主要是在雨天条件下或阳光不是很强烈 的阴天时，水温长期处于中低温度（30-50℃），加之热水器中因为 长期走水等原因沉积下污垢等，成为病菌繁殖的温床，而且热水系 统中水经常是隔夜的“死”水，这样导致大量的病菌产生。这次我 们的研究的主要问题是：哪个阶段的温度是导致病菌产生的最佳温 度，以及测出太阳能热水器中未经处理的水中的病菌含量并加以防 治。
菌落个数
•
紫外线消毒具有消毒效率高、不产生副产物、安全可靠等优点而在 水处理消毒中得到广泛应用，特别是在饮用水处理中具有抗氯性的隐 孢子虫和贾第虫的消毒效果较好。准平行光束仪[见下图]是将紫外灯 安装在一个封闭的圆柱体内，在筒体的底部中央开口，下方接一段长 度为60cm.直径为8.8cm的圆管，其作用是产生平行紫外线，使得紫外 线能够垂直到达样品的表面。
3d
45 4 8.2%
5d
70 6 8.1 %
7d
98 9 9.0%
26.3%
19.3%
2根 120 100
灭菌前菌落 数 灭菌后菌落 数
1根 120 100
灭菌前菌落 数 灭菌后菌落 数
120 100 80 60 40 20 0 1d 3d 5d 7d
80 60 40 20 0 1d 3d 5d 7d
80 60 40 20 0 1d 3d 5d 7d
灭菌前菌 落数 灭菌后菌 落数
相同紫外线强度下消毒记录试验数据
1d 3d
3ml 68 15 22.3 % 1ml 44 8 19.0 % 2ml 87 19 21.3 % 3ml 120 28 23.2 % 1ml 70 14 19.8 %
5d
2ml 128 27 20.8 % 3ml 199 49 24.5 % 1ml 98 23 23.1 %
•
由于热水器循环系统中的微生 物病菌较多，在不同温度下病菌的 繁殖情况大不相同，影响测量结果 的因素亦存在，所以在检测过程中 应进行多次不同温度下微生物繁殖 的检测试验。由于实验室不具备病 菌检验条件，决定将取样水进行送 检。
取样口 阀门
太阳能热水器
阀门 取样口
出水口 病菌检测实验图
太阳能热水器
实验反应器
7d
2ml 190 46 24.0 % 3ml 283 72 25.6 %
取样量采 样时间 灭菌前菌 落数 灭菌后菌 落数 病菌存活 率
1ml 24 4 18.2 %
2ml 45 9 19.8 %
紫外线杀菌数据统计图 300 250
菌落数/个
200 150 100 50 0
灭菌前菌落数 灭菌后菌落数 病菌存活率
52
51
47
48
52
120 100 80
60 40 20 0 温度
温度 1d 2d 3d 4d
结果与分析： 太阳能热水器好几天未用的水一般都是较热的水了，达到70℃以上，尤 其在夏天晴朗天气超过2天，水就会沸腾，到夜间会适当降温，使水温保持 在60℃－70℃区域时间很长，而通过上述实验数据可得这个温度区域恰好是 水中细菌繁殖的极佳温度。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
实验步骤：
阀门 取样口
阀门
阀门
外排 提升泵 出水口
通过对太阳能温度的控制， 分别从不同温度下对太阳能 热水器中的原水进行送检检 测分析，测出相应温度下病 菌的数量，并记下相应的实 验数据。
除菌效 果实验 图
温度℃ 采集时间d
30-40℃ 12 15 14
40-50℃ 13 14 15
50-60℃ 12 15 14 23