專利名稱：臭氧消毒方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用包含臭氧的氣體處理任何材料例如水的方法和裝置。可以利用該裝置將被一種或多種微生物、化學(xué)物、重金屬和礦物質(zhì)污染的水處理成適合于人類消費的水。
背景技術(shù)：
一般地講，市政當(dāng)局采用臭氧和氯處理水，將湖水或地表水處理成飲用水。當(dāng)水處理完后，便用管子送到各家各戶。然而在時間過程中，污染物可能滲透到管道系統(tǒng)中。因此，即使水處理工廠將適合于飲用的水輸送到管道中，水在輸送到各家各戶時可能受到污染。另外，在水處理廠的設(shè)備停止運轉(zhuǎn)時，或者發(fā)生溢流時，被污染的水也可能流入管道系統(tǒng)中。
現(xiàn)在已經(jīng)提出適合于消費者使用的各種家用過濾系統(tǒng)，以便過濾由管道輸送的水。這種系統(tǒng)可以采用過濾器，這種過濾器裝有可以通過水的多孔過濾介質(zhì)和活性炭。這種系統(tǒng)可以降低氯、鉛和殺蟲劑的含量。然而這種裝置有若干缺點。具體是，過濾系統(tǒng)不能除去水中的微生物污染物。
用于凈化污染水的另一種通用系統(tǒng)是一種多孔介質(zhì)和活性炭過濾器與紫外線消毒聯(lián)用的系統(tǒng)。這種系統(tǒng)可以降低氯、鉛和殺蟲劑的濃度，并具有一定殺菌能力。這種系統(tǒng)的一個缺點是，水的渾濁或變色將大大降低了紫外線的殺菌功效。這種渾濁或變色可能使過濾器受到容易在其中生存和繁殖微生物的污染，由此成倍增大了可能存在的微生物污染的危險。因此，這種過濾器系統(tǒng)還具有與這種系統(tǒng)過濾作用相關(guān)的缺點。
已經(jīng)提出用氧化氣體進(jìn)行水處理的裝置，這些裝置中的一些裝置分批對水進(jìn)行處理。按照這種方法，將水放置在處理容器中，然后使處理劑(例如氣體)散布在水中，例如通過噴射器散布在水中。水在處理周期完成后便可以使用。小型臭氧處理系統(tǒng)例如家用系統(tǒng)的一個缺點是，產(chǎn)生出大量的臭氧殺死了各種各樣存在于水中的不同微生物。
用來產(chǎn)生臭氧的一個方法是應(yīng)用電暈放電，在電暈放電間隙中通過含氧氣體便可以產(chǎn)生臭氧。這種方法的一個缺點是，熱力學(xué)特性限制了電暈放電方法產(chǎn)生臭氧的效率。電暈放電會發(fā)熱。含臭氧氣體溫度增加使臭氧分解成氧的速度成指數(shù)增加，因此如果不散熱，產(chǎn)生臭氧量和濃度以及臭氧發(fā)生器的熱力學(xué)效率將降低。
傳統(tǒng)上可以利用復(fù)雜的機械結(jié)構(gòu)(例如采用空氣冷卻或水或制冷的散熱器)來克服這種散熱問題，從而降低臭氧發(fā)生器的穩(wěn)定態(tài)操作溫度，增加臭氧的產(chǎn)量。這種方法的缺點是，臭氧發(fā)生器的成本高和可靠性差。散熱的機械結(jié)構(gòu)增加了設(shè)計臭氧發(fā)生器的復(fù)雜性，增加了發(fā)生器的成本。并且還可能使發(fā)生器不適合使用。另一個缺點是，裝置的冷卻效率受到熱傳導(dǎo)和/或熱對流速度的限制，在設(shè)計臭氧發(fā)生器時這種限制是固有的。例如，如果使臭氧發(fā)生器的外殼冷卻，則冷卻的效率取決于熱量從點電暈放電間隙中產(chǎn)生熱量的點傳送到冷卻點(即外殼)的速度。另外，臭氧發(fā)生器的某些元件例如高壓電極很難受到冷卻，因為，該電極需要與接地電極和使用者電絕緣。
發(fā)明概要冷卻臭氧發(fā)生器的一種方法包括使含氧氣體(例如空氣)通過電暈放電區(qū)域。氣體通過該區(qū)域使得氧分子在受到電暈放電作用時可以再化合形成臭氧。周期性地使電暈放電去激勵。臭氧發(fā)生器去激勵的時間間隔可以是恒定的，或者是變化的。在去激勵期間，空氣繼續(xù)流動，因此可利用空氣流直接冷卻臭氧發(fā)生器的內(nèi)部部件。這樣便能相當(dāng)快地冷卻臭氧發(fā)生器，而不增加附加熱交換器的復(fù)雜性。在這一時間結(jié)束后，又重新激勵電暈放電，再產(chǎn)生臭氧。負(fù)載周期(即激勵臭氧發(fā)生器而產(chǎn)生電暈放電的時間)只減少例如10％或15％。然而，因為臭氧在空氣中的分解速度呈指數(shù)上升，所以工作在這種方式的電暈放電臭氧發(fā)生器在水處理周期中產(chǎn)生的臭氧量和濃度比在整個水處理周期中連續(xù)操作的臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧量和濃度高。
因此，按照本發(fā)明的一個實施例，提供了一種用含有臭氧的氣體處理液體的方法，該方法包括以下步驟使氣體通過電暈放電臭氧發(fā)生器，產(chǎn)生包含臭氧的氣體并將該含臭氧氣體引入到液體中；周期地使臭氧發(fā)生器去激勵，同時使氣體通過臭氧發(fā)生器。
按照本發(fā)明的另一實施例，提供一種冷卻電暈放電臭氧發(fā)生器的方法。該方法包括使含臭氧氣體通過電暈放電臭氧發(fā)生器，并使臭氧發(fā)生器激勵，產(chǎn)生含臭氧氣體；周期性去激勵臭氧發(fā)生器，同時使氣體通過臭氧發(fā)生器，由此使臭氧發(fā)生器冷卻。
在一個實施例中，將臭氧發(fā)生器去激勵時通過臭氧發(fā)生器的氣體引入到液體中。
在另一個實施例中，在臭氧發(fā)生器去激勵時，改變氣體流過臭氧發(fā)生器的流量。
在另一個實施例中，在臭氧發(fā)生器激勵時，減小流過臭氧發(fā)生器的流量。
在另一個實施例中，在臭氧發(fā)生器激勵時流過臭氧發(fā)生器的流量比臭氧發(fā)生器去激勵時的流量約小50～85％。
在另一個實施例中，方法還包括向臭氧發(fā)生器提供基本上恒定的電流。
在另一個實施例中，在液體處理周期時間的50～95％的時間內(nèi)，激勵臭氧發(fā)生器。
在另一個實施例中，至少配置兩個臭氧發(fā)生器，該方法還包括選擇性激勵一個或多個臭氧發(fā)生器，并使氣體流過臭氧發(fā)生器，由此使至少一個臭氧發(fā)生器去激勵，并用流過的氣流冷卻該發(fā)生器。最好使較高流量的氣體流過去激勵的一個或多個臭氧發(fā)生器。
在另一個實施例中，液體是水，方法還包括將要處理的水引入到處理容器中，然后將氣體引入到液體中，由此通過使水與氣體相接觸，生產(chǎn)出飲用水。
在另一個實施例中，方法還包括提供第一和第二氣流源，其中第一氣流源的流量比第二氣流源的流量低，而且使第一氣流源流向一個或多個激勵的臭氧發(fā)生器。
在另一個實施例中，該方法還包括提供單一氣流源的第一流量，并可減小從該單一氣流源流向一個或多個激勵臭氧發(fā)生器的氣體流量。
當(dāng)流過電暈放電區(qū)域的氣體流量增加時，單位時間(例如每分鐘)產(chǎn)生的臭氧量也增加。然而，這兩個量的變化率是不成正比的。因此，當(dāng)通過電暈放電區(qū)域的氣體流量增加時，即使在單位時間產(chǎn)生的臭氧總量增加，但是流出電暈放電區(qū)域氣體中的臭氧濃度減小。因此，在較高的氣體流量條件下，電暈放電臭氧發(fā)生器在單位時間內(nèi)產(chǎn)生更多的臭氧；然而臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度卻降低。較高的流速可以在單位時間內(nèi)產(chǎn)生更多的臭氧，導(dǎo)致水中很多污染物的快速氧化。然而已經(jīng)確定，由較高流量產(chǎn)生的較低濃度的臭氧不能充分氧化某些化學(xué)化合物和殺死某些微生物。
因此按照本發(fā)明的另一實施例，用兩個連續(xù)操作步驟處理液體例如水。按照第一步驟使含氧氣體以相當(dāng)高的流量通過臭氧發(fā)生器，從而產(chǎn)生濃度相當(dāng)?shù)偷暮粞鯕怏w，然后用這種氣體來處理液體。此步驟在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的臭氧量比氣體以低流量流過電暈放電發(fā)生器時產(chǎn)生的臭氧量大。這導(dǎo)致可利用產(chǎn)生的大量臭氧相當(dāng)快地處理很多污染物。隨后，以相當(dāng)小的流速使含氧氣體穿過電暈放電發(fā)生器，產(chǎn)生濃度相當(dāng)高的含臭氧氣體，然后用此氣體來處理液體。盡管在第二步驟期間，用單位時間較低量的臭氧處理液體，但是可利用增加的濃度來氧化那些在第一步驟中產(chǎn)生的低濃度臭氧不能充分氧化的那些污染物。
本發(fā)明的一個優(yōu)點是，可以減少處理液體的總的處理時間，而不會損害液體處理的質(zhì)量。
按照本發(fā)明的另一實施例，提供一種用含臭氧氣體處理液體的方法，該方法包括以下步驟使空氣以低流量通過臭氧發(fā)生器，產(chǎn)生具有第一臭氧濃度的空氣，然后將該具有第一臭氧濃度的空氣引入到流體中；隨后，以第二流速使空氣流過臭氧發(fā)生器，產(chǎn)生具有第二臭氧濃度的空氣，該第二濃度比第一臭氧濃度高，然后將具有第二臭氧濃度的空氣引入到液體。
在一個實施例中，第二流速低于第一流速。第二流速最好比第一流速低約50～85％。第二濃度最好比第一濃度高至少25％。
在另一個實施例中，臭氧發(fā)生器是電暈放電發(fā)生器，該方法還包括向臭氧發(fā)生器提供基本上恒定的電流。
在另一個實施例中，方法還包括將要處理的液體引入到處理容器中，然后將該氣體引入到液體中的步驟。
在另一實施例中，該液體是水，該方法還包括將要處理的水引入到處理容器中，然后將該氣體引入到液體，由此使水和氣體接觸而生產(chǎn)飲用水。
按照本發(fā)明的另一實施例，提供一種用含臭氧氣體處理液體的方法，該方法包括以下步驟用臭氧濃度為第一濃度的第一含臭氧氣體處理液體；隨后用臭氧濃度為第二濃度的第二含臭氧氣體處理液體，該第二濃度高于第一濃度。
在一個實施例中，將第一含臭氧氣體以第一流量引入到液體，而將第二含臭氧氣體以第二流量引入到液體，該第二流量低于第一流量。
在另一實施例中，使含氧氣體通過電暈放電發(fā)生器，產(chǎn)生臭氧，使氣體通過臭氧發(fā)生器產(chǎn)生第二含臭氧氣體的流量低于用來產(chǎn)生第一含臭氧氣體的流量。
在另一實施例中，方法還包括向臭氧發(fā)生器提供基本上恒定的電流。
附圖的簡要說明下面參考本發(fā)明優(yōu)選實施例的附圖詳細(xì)說明上面簡要說明的本發(fā)明，這些附圖是

圖1是示意圖，示出本發(fā)明的裝置；
圖2是示意圖，示出用在圖1所示裝置中的臭氧發(fā)生器；圖3是另一示意圖，示出可用于圖1所示裝置的產(chǎn)生臭氧的裝置；圖4是另一示意圖，示出可用于圖1所示裝置的產(chǎn)生臭氧的裝置；圖5是另一示意圖，示出可用于圖1所示裝置的產(chǎn)生臭氧的裝置。
優(yōu)選實施例的詳細(xì)說明可采用本發(fā)明的裝置和方法，用臭氧處理物質(zhì)。下面的說明基于采用該方法和裝置來處理水，以得到可飲用的水。應(yīng)當(dāng)注意到，要處理的水可能是已經(jīng)由例如市政水處理工廠處理后向公眾提供的飲用水。然而在某些情況下，因為將水輸送到各家各戶時可能在輸水系統(tǒng)中造成污染，或者水沒有由市政水處理工廠進(jìn)行充分處理，所以個人可以采用利用本發(fā)明方法的水處理裝置來處理輸送到家中的水，還可以應(yīng)用該水處理裝置來處理井水、湖水以及人們用來獲得飲用水的其它水源的水。該水處理裝置的尺寸可以作成為小批量處理飲用水(例如1～3L)，或處理所有排到房子中污水口的水(例如廢水處理裝置，每天處理150L)，或者在進(jìn)入房子管道系統(tǒng)之前處理送到房子中的所有水(進(jìn)入水處理裝置，每天處理例如1500L)。然而可以更大規(guī)模地例如在市政水處理廠中應(yīng)用本方法。該水處理裝置最好是其尺寸作成為可以小批量處理水的家用水處理裝置。
如圖1所示，水處理裝置10包括水處理容器12、空氣泵14和臭氧發(fā)生器16。將空氣流18抽入到空氣泵14中，通過管子20輸送到生產(chǎn)含臭氧空氣的臭氧發(fā)生器16。該含臭氧的空氣通過管子22輸送到水處理容器12?？梢赃x擇性配置單向閥24，防止水從管子22回流到臭氧發(fā)生器16。
可以選擇性在管子20上配置氧氣濃縮裝置26，以增加輸送到臭氧發(fā)生器16的空氣中的氧濃度，這將增加由臭氧發(fā)生器16產(chǎn)生的臭氧濃度。
臭氧發(fā)生器16是電暈放電型發(fā)生器。在這種發(fā)生器中，高壓電極與接地電極分開一定距離，在中間配置電絕緣部件。在電極之間(例如在高壓電極和電絕緣部件之間和/或在電絕緣部件和接地電極之間)形成空氣流路徑。臭氧發(fā)生器16可以是任何一種特殊的結(jié)構(gòu)。例如它可以是平板式的發(fā)生器(即電極是平的)，或者它可以是如圖2所示的管狀發(fā)生器。如圖2所示，臭氧發(fā)生器16包含圓筒形的外部接地電極28和內(nèi)部高壓電極30。電絕緣部件42靠近接地電極28配置，與高壓電極30分開一定距離，由此構(gòu)成環(huán)形的空氣流路徑。該臭氧發(fā)生器如這種技術(shù)中周知的，可以電連接于任何電流源，并可以利用這種技術(shù)中已知的方式連接于管子20和22，與其形成空氣流連通。
按照本發(fā)明的另一方面，將含氧氣體最好是空氣抽過不工作的臭氧發(fā)生器16，使其冷卻臭氧發(fā)生器16。例如空氣可以連續(xù)抽過臭氧發(fā)生器16，而臭氧發(fā)生器16可以斷續(xù)地操作(激勵)。當(dāng)臭氧發(fā)生器激勵時，產(chǎn)生用于處理水的臭氧，當(dāng)臭氧發(fā)生器16去激勵時，通過的氣流可用來冷卻臭氧發(fā)生器16。該臭氧發(fā)生器最好去激勵充分長的時間，以防止臭氧的過分降解。在一個水處理周期期間(例如在分批處理期間，處理周期是處理一批水所需要的時間，或者在連續(xù)處理中，是水被處理的時間)，臭氧發(fā)生器最好周期性地去激勵。臭氧發(fā)生器去激勵的各個時間長度取決于若干因素而改變。如果臭氧發(fā)生器16具有用來冷卻該發(fā)生器的熱交換器和散熱器，則可以減小去激勵的時間長度。另外，如果去激勵周期的頻率越高，則各個去激勵周期的時間長度越短。負(fù)載周期(臭氧發(fā)生器激勵的時間)較好的是水處理周期的50～95％，更好是75～90％，最好是80～90％。
可以用下面的例子說明周期性操作臭氧發(fā)生器16的優(yōu)點。在各個30秒的水處理期間，臭氧發(fā)生器可以操作24秒，然后去激勵6秒(80％負(fù)載周期)。在連續(xù)操作時(100％負(fù)載周期)，臭氧發(fā)生器在穩(wěn)定態(tài)條件下，可產(chǎn)生0.100％重量的臭氧。然而當(dāng)操作在該80％的負(fù)載周期時，同樣的臭氧發(fā)生器在穩(wěn)定態(tài)條件下，可產(chǎn)生0.180％重量的臭氧。由于產(chǎn)生的臭氧具有較高的平均濃度，所以即使臭氧發(fā)生器僅激勵80％的時間，臭氧總量事實上比較高(在此例中為144％)。因此，發(fā)生器的絕對輸出量、濃度和效率均被提高。
按照本發(fā)明的這一方面，最好向臭氧發(fā)生器16提供不同流量的空氣，當(dāng)臭氧發(fā)生器16去激勵時，最好輸送較高的氣流量。例如，空氣泵14可以向管道20提供第一和第二流量。在設(shè)計每次處理2L水的家用臺式裝置中，較高的流量(在臭氧發(fā)生器去激勵時)可以為4～6L/min，而在臭氧發(fā)生器激勵時較低的流量可以為1～2L/min。最好將較高的流量減小50～85％來獲得較低的流量，結(jié)果是，在流出臭氧發(fā)生器16的空氣中臭氧濃度增加25％或更高，同時，單位時間產(chǎn)生的臭氧總量減小約50％。
還應(yīng)當(dāng)看到，可以不采用兩個速度的空氣泵，而采用兩個空氣泵，各個空氣泵可以將空氣輸送到不同的臭氧發(fā)生器。因此水處理容器12起始接收第一空氣泵和臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧空氣，隨后接收第二空氣泵和臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧空氣?？梢詰?yīng)用閥門(例如電磁閥門或者單向閥門)使水處理容器12和操作的空氣泵選擇性連接，使其空氣流相通。
如圖1所示，水處理容器12是分批處理反應(yīng)器。因此，先將水引入到水處理容器12中，然后用不時噴出的含臭氧氣體處理該水。當(dāng)空氣通過激勵的臭氧發(fā)生器16時便產(chǎn)生含臭氧的空氣，該空氣然后通過管子22輸送到水處理容器12。隨后，在產(chǎn)生的臭氧濃度正要顯著降低之前，去激勵臭氧發(fā)生器16，使得較低流率較高濃度臭氧的臭氧發(fā)生器由通過它的空氣冷卻。雖然在去激勵期間，沒有向水處理容器12輸送任何臭氧，但是臭氧發(fā)生器保持在較低的平均溫度，因此可生產(chǎn)較高濃度的臭氧。這種較高濃度臭氧對于處理水中某些化學(xué)物和微生物污染物是有效的。
按照本發(fā)明的另一方面，最好將至少兩種不同濃度的臭氧輸送到水處理容器12中。雖然可以采用許多分別操作在一個或多個不同速度的許多空氣泵來達(dá)到這一點，但是最好采用可以操作在不同速度(最好是兩個不同速度)的一個空氣泵來達(dá)到這一點。因此，空氣泵14可以向管道20輸送第一和第二流量的空氣。在設(shè)計為每次處理2L水的臺式家用裝置中，第一或較高流量為4～6L/min，而第二或較低空氣流量可以是1～2L/min。最好降低較高的流量50～85％來得到較低的流量，這導(dǎo)致流出臭氧發(fā)生器16的空氣中臭氧濃度增加25％或更多，同時降低單位時間產(chǎn)生的總臭氧量約50％?？梢栽诔粞跆幚碇芷诘?5～75％的時間內(nèi)向水處理容器提供較高的流量。
當(dāng)通過臭氧發(fā)生器16的環(huán)形空氣流路徑34的空氣流量增加時，每分鐘產(chǎn)生的臭氧總量也增加。然而，產(chǎn)生臭氧的速度不隨氣流增加的速度增加。因此，如果空氣流量增加50％，通常流出臭氧發(fā)生器16的空氣中的臭氧濃度將減小約20～35％。相反，當(dāng)減小通過臭氧發(fā)生器16的空氣流量時，流出臭氧發(fā)生器16的空氣中臭氧濃度將增加。可以根據(jù)要求的處理程度(或需要消滅的微生物污染量)、達(dá)到要求處理程度的時間、臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧量以及要處理的水量選擇實際使用的空氣流量。應(yīng)當(dāng)注意到，可以利用兩個空氣泵來代替兩個速度的空氣泵14，兩個泵中各個泵可以操作在不同的速度。
在一個實施例中，在空氣泵14的兩種操作模式期間向臭氧發(fā)生器1 6提供的電流是恒定的。然而，當(dāng)較高的空氣流量對高壓電極30提供額外的冷卻時，可以在高流量操作模式期間加上更高的電流。因此，加在臭氧發(fā)生器16上的電壓可以對高流量模式的操作和低流量模式的操作進(jìn)行優(yōu)化。
還應(yīng)當(dāng)看到，可以用兩個空氣泵來代替兩個速度的空氣泵，各個空氣泵可以將空氣輸送到不同的臭氧發(fā)生器。因此，水處理容器12起始接收第一空氣泵和臭氧發(fā)生器的含臭氧空氣，然后接收第二空氣泵和臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的含臭氧空氣?？梢詰?yīng)用閥門(例如電磁閥或單向閥)使水處理容器12與操作的空氣泵選擇性連接，使其空氣流連通。還應(yīng)該看到，可以應(yīng)用這兩個方面來操作水處理裝置。
水處理容器12可以是這種技術(shù)中已知的任何特定設(shè)計，可以利用這種技術(shù)中已知的任何方法將含臭氧空氣引入到液體。例如水處理容器12具有待處理水的入口和與噴射器36流體連通的單獨的含臭氧空氣入口。該噴射器可以是這種技術(shù)中已知的任何裝置，用于將含臭氧的空氣作為氣泡引入到水處理容器12的水中?；蛘撸秃粞蹩諝饪梢酝ㄟ^相同的入口引入。盡管一些含臭氧的空氣可以在水處理容器12中存在至少一些液體時引入到水處理容器12，但是最好在水處理容器12中完全充滿待處理水時，將含臭氧的空氣引入到水處理容器12。還應(yīng)當(dāng)看到，水處理容器12可以是連續(xù)流動的反應(yīng)器。
還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，可以在用臭氧處理水之前，過濾待處理的水(例如使水通過活性炭過濾器)。
在處理期間，放出的氣體經(jīng)管子38排出水處理容器12。排出的氣體一般包括一些臭氧，因此最好被送到臭氧分解裝置40，在該裝置中，使臭氧與例如二氧化錳、二氧化鈦、氧化鐵或在這種技術(shù)中已知的任何其它材料中的例如一種或多種材料接觸，而將臭氧轉(zhuǎn)換成氧氣。然后，處理過的放出氣體經(jīng)管子42從裝置10排出。在處理期間，可以選擇性地使一些放出氣體或所有放出氣體保持在水處理容器12中，以增加水處理容器12的壓力。在這種實施例中，在部分處理周期或所有處理周期期間，放出氣體的出口可以是部分封閉的或完全封閉的。
該水處理裝置10可以用任何這種技術(shù)中已知的其它方法啟動。例如，當(dāng)蓋上水處理容器12的蓋子時，裝置10便啟動，或者，如果通過軟管輸送水，當(dāng)檢測器(例如浮子開關(guān))檢測到水充滿水處理容器12時，或者壓下啟動開關(guān)時，該裝置便啟動。
在水處理容器12中的水被充分處理后，取下水處理容器12的蓋子，然后便可以放出水供使用(例如最好通過過濾器將水排出水處理容器12)。當(dāng)然還應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，水的出口可以為任何適當(dāng)?shù)男螤?。例如參照圖1，該出口可以連接于管子44，該管子與水泵46流體相通，該水泵又經(jīng)過管子48與活性炭塊過濾器50流體連通。該過濾器50與配送器52連通。
可以選擇性配置傳感器(未示出)來檢測水的處理，并在處理完成后向使用人發(fā)出信號。該傳感器可以送出表示處理已經(jīng)滿意完成或者處理還沒有充分完成的信號。該傳感器可以是這種技術(shù)中已知的任何傳感器。
技術(shù)人員還應(yīng)當(dāng)看出，在本發(fā)明的精神范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變型，本發(fā)明的范圍僅由權(quán)利要求書確定。例如可以配置許多臭氧發(fā)生器，使得一個或者多個臭氧發(fā)生器產(chǎn)生臭氧，而一個或多個其它臭氧發(fā)生器被冷卻。圖3中配置兩個臭氧發(fā)生器16。在操作中，如果空氣流通通道具有同樣的大小，則有50％的空氣通到各個臭氧發(fā)生器16，可選擇性地配置閥門60，使其將空氣流的較大的部分輸送到受激勵的一個臭氧發(fā)生器16，隨后將空氣流的較多部分輸送到另一個正激勵的臭氧發(fā)生器16。閥門60最好是電磁閥，該電磁閥由確定該閥門60位置的控制器62切換，使多個空氣流流向激勵的臭氧發(fā)生器。
在圖4所示的實施例中，配置兩個臭氧發(fā)生器16。在各個臭氧發(fā)生器16的上游配置可變孔徑64，含氧氣體源66配置在孔徑64的上游。可以操作該孔徑64，減小通過連接于該孔徑64的臭氧發(fā)生器16的氣體流量，該孔徑64可以將流過臭氧發(fā)生器16的氣體流量減小到使臭氧發(fā)生器16產(chǎn)生要求臭氧或者要求臭氧濃度的流量。含氧氣體源66可提供超過此要求量的氣體流量。因此，可以調(diào)節(jié)孔徑64(該孔徑是張開度變化的光欄)，降低臭氧發(fā)生器16的氣體流量。如前所述，最好提供較高的氣體流量，冷卻去激勵的臭氧發(fā)生器。因此，當(dāng)臭氧發(fā)生器16去激勵時，相應(yīng)的孔徑64最好張大，使得氣體流量增大，冷卻該臭氧發(fā)生器，而在另一臭氧發(fā)生器激勵時，最好縮小相應(yīng)的孔徑64，以便使較小的氣體流量流過正在產(chǎn)生臭氧的臭氧發(fā)生器。例如，如果含氧氣體源66提供20L/min的流量，則孔徑64最好將激勵的臭氧發(fā)生器16的流量減小到例如4L/min，而將另一個孔徑64打開，使去激勵的臭氧發(fā)生器接收較高的流量例如16L/min的流量，由此可以冷卻該臭氧發(fā)生器。應(yīng)當(dāng)看到，有一段時間，兩個臭氧發(fā)生器被激勵并產(chǎn)生臭氧，而有一段時間，兩個臭氧發(fā)生器去激勵。還應(yīng)當(dāng)看到，臭氧發(fā)生器16可以放在底部，使得它們?nèi)ゼ顣r，氣體可以從系統(tǒng)中排出。這樣，水處理容器12可以接收流量更穩(wěn)定的含臭氧氣體。
可以換一種方式配置兩個含氧氣體源，各個氣體源提供不同流量的氣體(見圖5)。在此實施例中，臭氧發(fā)生器可選擇地連接于各個氣流源，使其流體相通，使得被激勵的臭氧發(fā)生器連接于具有較低流量的氣流源68(圖5中用實線表示)，而去激勵的臭氧發(fā)生器連接于具有較高流量的氣流源70(圖5中用實線表示)。當(dāng)已激勵的臭氧發(fā)生器需要冷卻時，可以進(jìn)行反轉(zhuǎn)連接，使得需要冷卻的臭氧發(fā)生器連接于具有較高氣體流量的氣流源70(圖5中用虛線表示)，而使已冷卻的臭氧發(fā)生器(已經(jīng)連接于具有較高氣流量氣體源的發(fā)生器)，則現(xiàn)在被激勵，并連接于具有較低流量的氣流源68(如圖5中虛線表示)。
權(quán)利要求
1.一種用含臭氧氣體處理液體的方法，該方法包括以下步驟a)使氣體流過電暈放電臭氧發(fā)生器，產(chǎn)生含臭氧的氣體，然后將該含臭氧的氣體引入到液體中；b)周期性改變由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度，同時使氣體流過該臭氧發(fā)生器。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，可以通過周期性去激勵臭氧發(fā)生器改變由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，將臭氧發(fā)生器去激勵時通過該臭氧發(fā)生器的氣體引入到液體。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在臭氧發(fā)生器去激勵時，改變通過臭氧發(fā)生器的氣體流量。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在臭氧發(fā)生器激勵時，減小通過臭氧發(fā)生器的氣體流量。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，臭氧發(fā)生器激勵時流過該臭氧發(fā)生器的氣體流量比臭氧發(fā)生器去激勵時的流量低約50～85％。
7.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括向臭氧發(fā)生器提供基本上恒定的電流。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在液體處理周期的50～95％的時間長度中，激勵臭氧發(fā)生器。
9.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，至少配置兩個臭氧發(fā)生器，該方法還包括選擇性激勵一個或多個臭氧發(fā)生器，同時使氣體流過該臭氧發(fā)生器，由此至少一個臭氧發(fā)生器周期性地去激勵，并由該氣流冷卻。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括將較多的氣流部分輸送到去激勵的一個或多個臭氧發(fā)生器。
11.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括配置第一和第二氣流源，其中第一氣流源具有比第二氣流源低的流量，并使第一氣流源向激勵的一個或多個臭氧發(fā)生器供氣。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，還包括配置單一氣流源，提供第一流量，并減小氣體從該單一氣流源流向激勵的一個或多個臭氧發(fā)生器的氣流量。
13.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，液體是水，方法還包括將待處理的水引入到處理容器中，然后將氣體引入到液體中，使水和氣體接觸，從而生產(chǎn)出可飲用的水。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，可采用以下方法改變臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度(a)使空氣以第一流量流過臭氧發(fā)生器，產(chǎn)生具有第一臭氧濃度的空氣，并將該具有第一臭氧濃度的空氣引入到液體中；(b)隨后使空氣以第二流量流過臭氧發(fā)生器，產(chǎn)生具有第二臭氧濃度的空氣，該第二濃度高于第一臭氧濃度，然后將具有第二臭氧濃度的空氣引入到液體中。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，第二流量低于第一流量。
16.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，第二流量比第一流量低約50～85％。
17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，第二濃度至少比第一濃度高25％。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，臭氧發(fā)生器是電暈放電發(fā)生器，該方法還包括向該臭氧發(fā)生器提供基本上恒定的電流。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，還包括將氣體引入到液體之前，將待處理的液體引入到處理容器中的步驟。
20.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，液體是水，該方法還包括在將氣體引入到液體之前，將待處理的水引入到處理容器中，使水和氣體接觸，由此生產(chǎn)可飲用的水。
21.一種冷卻電暈放電臭氧發(fā)生器的方法，該方法包括(a)使含臭氧的氣體通過電暈放電臭氧發(fā)生器，激勵該臭氧發(fā)生器，產(chǎn)生含臭氧的氣體；(b)周期性去激勵臭氧發(fā)生器，同時使氣體流過臭氧發(fā)生器，由此冷卻該臭氧發(fā)生器。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，當(dāng)臭氧發(fā)生器去激勵時，改變流過該臭氧發(fā)生器的氣體流量。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，在激勵臭氧發(fā)生器時，減小流過該臭氧發(fā)生器的氣體流量。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，臭氧發(fā)生器激勵時流過該臭氧發(fā)生器的氣體流量比臭氧發(fā)生器去激勵時的氣體流量低約50～85％。
25.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，還包括向該臭氧發(fā)生器提供基本上恒定的電流。
26.如權(quán)利要求21所述的方法，其特征在于，臭氧發(fā)生器受激勵的時間為液體受處理時間的50～95％。
27.一種用含臭氧氣體處理液體的方法，該方法包括以下步驟(a)用臭氧濃度為第一濃度的第一含臭氧氣體處理流體；(b)隨后用臭氧濃度為第二濃度的第二含臭氧氣體處理流體，該第二濃度高于第一濃度。
28.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，將第一含臭氧氣體以第一流量引入到液體，而將第二含臭氧氣體以第二流量引入到液體，該第二流量比第一流量低。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，第二流量比第一流量低約50～85％。
30.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，第二濃度至少比第一濃度高25％。
31.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，使含氧氣體流過電暈放電發(fā)生器，產(chǎn)生臭氧，使氣體流過臭氧發(fā)生器的流量低于用來產(chǎn)生第一含臭氧氣體的流量，產(chǎn)生第二含臭氧氣體。
32.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，還包括向臭氧發(fā)生器提供基本上恒定的電流。
33.如權(quán)利要求31所述的方法，其特征在于，還包括將氣體引入到液體之前，將待處理的液體引入到處理容器中的步驟。
34.如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，該液體是水，該方法還包括將第一和第二含臭氧氣體引入液體之前，將待處理的水引入到處理容器中，使該水和該氣體接觸，由此生產(chǎn)可飲用的水。
全文摘要
用含臭氧的氣體(例如空氣)處理液體(例如水)的方法包括使空氣通過電暈放電臭氧發(fā)生器，產(chǎn)生含臭氧的空氣，然后將含臭氧的空氣引入到液體中；使空氣流過臭氧發(fā)生器，并周期性改變由臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧濃度，改變的方法是，周期性去激勵臭氧發(fā)生器，或者改變通過臭氧發(fā)生器的空氣流量。
文檔編號C02F1/78GK1443140SQ01812889
公開日2003年9月17日 申請日期2001年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月16日
發(fā)明者韋恩·E·康拉德 申請人:極光有限公司