[實用新型]一種高級氧化應急深度處理水及消毒滅菌溶液制取設備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820218658.X
• 申請日: 2008-10-21
• 公開（公告）號: CN201442895U
• 公開（公告）日: 2010-04-28
• 發(fā)明（設計）人: 冷宏;白敏菂;楊波;李超群;朱玉鵬;毛首蕾;王永偉;白希堯
• 申請（專利權）人: 大連博羽環(huán)保技術開發(fā)有限公司
• 主分類號: C02F9/14
• 分類號: C02F9/14;C02F1/72;C02F1/50;C02F1/28;C02F1/78
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 侯明遠

技術領域

本實用新型屬于氣體電離放電物理學、大氣壓等離子體物理和環(huán)境工程等應用技術領域，涉及一種高級氧化應急深度處理水及消毒滅菌溶液制取設備。

背景技術

近來我國工業(yè)快速發(fā)展和城市化的加速，從而產(chǎn)生大量的工業(yè)污水和生活污水，這些污水的絕大部分直接排入水體中，致使82％的水域和93％的城市飲用水源被嚴重污染，尤其是存在致癌、致突變、致畸的三致物質(zhì)，正在嚴重破壞人和野生動物的激素水平，可見水源水質(zhì)日趨惡化。這些被微污染水源的物理、化學和微生物指標已達不到《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》中《生活飲用水源水質(zhì)標準》：其水源中的COD、BOD、TOC值升高，表明了水中有機物濃度增加；氨氮含量增加；臭味明顯；致突變性Ames試驗呈陽性。

然而，現(xiàn)有車載應急供水設備采用常規(guī)的氯、二氧化氯、臭氧、納米二氧化鈦光催化氧化、膜分離、生物活性炭、雙氧水、紫外線輻射(UV)及超聲波等方法，這些方法中可采用其中單一方法或幾種方法協(xié)同作用。然而這些技術、方法均難以實現(xiàn)快速、機動和有效為災區(qū)、戰(zhàn)地提供達到《生活飲用水衛(wèi)生標準》、《軍隊戰(zhàn)時飲用水衛(wèi)生標準》的生活飲用水及符合綠色化學12條原則的消毒滅菌劑。從當前科學技術發(fā)展趨勢，及可提供的高技術來考慮，要徹底地解決災區(qū)、戰(zhàn)地數(shù)萬人符合衛(wèi)生標準的飲用水和快速、無選擇性、零殘留藥劑的大面積表面消毒滅菌的難題只有采用高級氧化技術。

高級氧化技術(方法或流程，簡稱AOT或AOP)是指產(chǎn)生羥基自由基的過程，以及產(chǎn)生的羥基自由基誘發(fā)一系列的羥基自由基鏈反應，攻擊水中各種污染物及微生物，直致降解成二氧化碳、水及無機鹽，并從根本上解決環(huán)境污染問題，實現(xiàn)零環(huán)境污染、零污染物排放。高級氧化技術是在不斷提供羥基自由基的產(chǎn)生效率和應用效率的基礎上發(fā)展起來的。高級氧化技術使以產(chǎn)生羥基自由基為標志的，1987年Glaze對高級氧化技術定義為產(chǎn)生足夠量的羥基自由基來凈化水的方法。其目的是產(chǎn)生無選擇的快速的羥基自由基來氧化分解污染物和微小生物。最常見產(chǎn)生羥基自由基的方法有：O₃/H₂O₂、O₃/UV、H₂O₂/UV、UV/H₂O₂/O₃、Fenton試劑、光催化氧化、電子輻射和水激勵法等。

當然也有人認為，臭氧在水中將發(fā)生分解反應，其過程是自由基鏈反應，臭氧與引發(fā)劑反應過程生成羥基自由基，在這個鏈反應中的O₃引發(fā)劑是OH^-反應生成負氧離子自由基·O₂^-和過氧羥基自由基HO₂·。負氧離子自由基于臭氧和氫原子正離子的反應生成氫化臭氧自由基HO₃·，之后它又分解成氧氣和羥基自由基。另一部分羥基自由基又與臭氧結合生成臭氧羥基自由基·O₃OH，它又分解成氧氣和過氧羥基自由基，這就完成一個鏈反應循環(huán)。生成負氧離子自由基或過氧羥基自由基的過程將消耗1moL羥基自由基或臭氧，所消耗的羥基自由基又不產(chǎn)生負氧離子自由基或過氧羥基自由基，只是使水中臭氧穩(wěn)定，相反卻抑制了鏈增長反應。這就導致水處理過程中起著重要作用的羥基自由基濃度低，滿足不了水處理工程化的需求，所以說臭氧在水中分解生成羥基自由基是微量的，因而成為不了高級氧化技術的主要原因。也有不少科學家對空化效應生成羥基自由基抱有希望。眾所周知，當μm級直徑的氣泡在發(fā)生空化處發(fā)生的高壓、高溫的條件下，水蒸氣將發(fā)生分裂和鏈反應。由于氣泡在水中只能產(chǎn)生10^-9級的過氧化物，因而水中各種自由基產(chǎn)生量過低，更不可能成為水處理工程的應用高級氧化方法。可見上述產(chǎn)生羥基自由基方法存在的主要問題是：

1.產(chǎn)生羥基自由基濃度偏低，雖然羥基自由基的化學反應速率高達10⁹L/moL·s，由于工程處理量大，羥基自由基濃度低，這就存在處理工藝流程長，處理時間長達20～40min，甚至有的高達60～120min；

2.由于上述單個方法羥基自由基產(chǎn)量小、羥基自由基濃度低，不少學者擬以上述方法的協(xié)同效應解決高級氧化技術在水處理工程上應用的問題；這些協(xié)同作用方法不但沒有解決問題，反而又帶來能耗高、工藝流程長、設備復雜等一系列問題；