[發(fā)明專利]一種流光放電等離子體水消毒滅菌的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510047355.0
• 申請日: 2015-01-29
• 公開（公告）號: CN104591355A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡小吐;鐘璐;劉勇
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東佳德環(huán)保科技有限公司
• 主分類號: C02F1/50
• 分類號: C02F1/50;C02F1/30;C02F1/72;C02F1/78
• 代理公司: 廣州圣理華知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44302
• 代理人: 頓海舟;陳業(yè)勝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于污水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種流光放電等離子體水消毒滅菌的方法。

背景技術(shù)

改革開放以來，我國水污染狀況相當(dāng)嚴(yán)重，我國水污染量在1997年就占全球總量的22％。在持續(xù)數(shù)十年的巨額財政投入支持下，我國水環(huán)境質(zhì)量的現(xiàn)狀卻仍然不容樂觀。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計可知，2010年我國污水排放總量為640億噸，預(yù)計后期我國污水排放總量增速會在3％～5％之間。許多工業(yè)廢水和生活污水未經(jīng)嚴(yán)格處理直接排入江河水域；90％以上的城市水域受到污染。另一方面，我國是世界上水資源嚴(yán)重短缺的國家之一，要用占世界6％的水去養(yǎng)活占世界20％的人，我國的人均飲用水擁有量僅為世界平均水平的1/4。因此，大力推進(jìn)我國水質(zhì)凈化研究具有十分重要的現(xiàn)實意義。

當(dāng)前，一般常用的消毒方式是液氯、二氧化氯、紫外線和臭氧消毒等。在上述幾種常用污水消毒技術(shù)中，液氯和二氧化氯消毒殺菌效率高，但易產(chǎn)生有毒的消毒副產(chǎn)物，腐蝕性強(qiáng)，受pH影響大，現(xiàn)場制取設(shè)備復(fù)雜，設(shè)備管理復(fù)雜等；紫外線技術(shù)雖操作簡單，無有害殘余物質(zhì)，運(yùn)行維修管理費(fèi)用低，但是存在電耗大，紫外燈管與石英套管需定期更換，對處理水的水質(zhì)要求較高等問題；臭氧消毒有高廣譜抗菌性，對細(xì)菌、病毒、芽孢均有滅殺作用，并且接觸時間短，DBP產(chǎn)生量少，但是需現(xiàn)場制備，有毒，高腐蝕性，初期投資成本較高。因此開發(fā)一種低能耗、成本低、無二次污染的消毒工藝和裝置是很必要的。

等離子體水處理技術(shù)一種兼具高能電子輻射、自由基和臭氧氧化、紫外光分解和沖擊波碎裂等多種作用于一體的消毒技術(shù)，具有高效、快速、廣譜、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)。20世紀(jì)80年代后期至今，等離子體水處理技術(shù)逐步進(jìn)入快速發(fā)展階段，因其單位能量下極高的等離子體自由基產(chǎn)額，伴隨數(shù)量可觀的學(xué)術(shù)成果，代表未來發(fā)展趨勢。但是，目前等離子體水處理技術(shù)還不成熟，難以適用工業(yè)上應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提出一種流光放電等離子體水消毒滅菌的方法。該方法具有污水處理能力強(qiáng)、使用成本低的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的原理是利用放電電極在電源電壓的作用下，可以使電極間隙里的空氣出現(xiàn)離解和碰撞，從而電離產(chǎn)生等離子體自由基(H⁺、OH^-、O、H及·OH等自由基，還有O₃、O₂、H₂O₂、電子、H₂O^-離子團(tuán)等)，而這種等離子體自由基可滅殺污水中的大腸桿菌。

本發(fā)明的技術(shù)方案至少包括以下步驟：

(1)電壓作用于流光電暈等離子體反應(yīng)器，使流光電暈等離子體反應(yīng)器內(nèi)的放電電極放電，從而將流光電暈等離子體反應(yīng)器間隙里的空氣電離形成等離子體自由基；

(2)將步驟(1)中電離后的空氣通入污水中進(jìn)行消毒。

上述步驟(1)中的電壓優(yōu)先選用值域在1-100kv的高壓，該高壓可以由高壓發(fā)生器提供。在高電壓的作用下，上述流光電暈等離子體反應(yīng)器內(nèi)的放電電極的放電強(qiáng)度高，從而使空氣電離程度高，可制備得更高溶度等離子體自由基的混雜空氣。

上述步驟(1)中在流光電暈等離子體反應(yīng)器內(nèi)電離后的空氣，通過空氣輸送系統(tǒng)輸入至污水中進(jìn)行消毒，該空氣輸送系統(tǒng)包括提供空氣流動動力的裝置及空氣流通通道，因此作為一種較優(yōu)的方案，上述空氣輸送系統(tǒng)由空壓機(jī)、流量計和管道組成；空壓機(jī)的出風(fēng)口連接至流光電暈等離子體反應(yīng)器的一端，用于給流光電暈等離子體反應(yīng)器內(nèi)送入空氣以及提供空氣流動的動力，管道從流光電暈等離子體反應(yīng)器的另一端接入并延伸至污水中，從而使空壓機(jī)、流光電暈等離子體反應(yīng)器、管路三者間形成一條暢通的空氣通道。

上述步驟(2)中空氣通入污水中時采用冒泡法通入，這樣將一整條大的氣流分散成若干的小氣流、氣泡在污水中流動，從而將氣流中的等離子自由基充分與污水接觸，對污水進(jìn)行更徹底消毒，增加了等離子體自由基的利用率。