專利名稱：污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，特別是一種污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的方法和裝置。
背景技術(shù)：
我國水污染狀況目前相當(dāng)嚴(yán)重，近幾年來，工業(yè)廢水和生活污水每天排放量近
I.64億噸，其中80%未經(jīng)嚴(yán)格處理直接排入江河水域；全國1700條大河流近10萬公里的河段中，近1/2河段受到污染，1/10河段被嚴(yán)重污染；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，迫在眉睫。飲用水安全的關(guān)鍵首先在于污染源的控制，其中污水廢水的有機(jī)污染物及殺毒滅菌等的控制成為關(guān)鍵，國家亦相繼出臺《中華人民共和國污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》、《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)》等國家標(biāo)準(zhǔn)。消毒滅菌是水質(zhì)凈化的最后一道工序。常用的水處理消毒工藝有鹵素消毒(如氯氣、二氧化氯)、氧化劑消毒(如臭氧、過氧乙酸)、輻射消毒(如紫外線)。在上述常用污水消毒技術(shù)中，或產(chǎn)生有毒的消毒副產(chǎn)物，存在“三致”物質(zhì)，對人類和水生生物會產(chǎn)生長期毒性影響；或現(xiàn)場制取設(shè)備復(fù)雜，投資大、成本較高、設(shè)備管理復(fù)雜等；紫外線技術(shù)則存在光復(fù)合細(xì)菌再生、石英套管的污垢膜、大功率長壽命石英管的價格及高昂維護(hù)費(fèi)、紫外光透射率、設(shè)備電耗較大等問題。由于這些原因，目前國內(nèi)正需要一種低能耗、低成本、無二次污染的水處理消毒工藝和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的在于提供一種低能耗、無二次污染的污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的方法和裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是
一種污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的方法，含氧氣體在等離子體發(fā)生器中反應(yīng)產(chǎn)生等離子體自由基，等離子體自由基通過輸送裝置輸送至消毒容器內(nèi)的鼓泡裝置后，再從所述鼓泡裝置進(jìn)入污水中，對所述消毒容器中的污水進(jìn)行消毒滅菌。所述等離子體發(fā)生器的放電形式為線板式、線筒式、板板式的一種或不少于一種的結(jié)合?！N污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的裝置，包括等離子體發(fā)生器和提供污水消毒環(huán)境的消毒容器，所述消毒容器內(nèi)設(shè)有鼓泡裝置，所述鼓泡裝置與等離子體發(fā)生器間設(shè)有輸送裝置，所述輸送裝置包括連接在鼓泡裝置與等離子體發(fā)生器間的輸送通道。所述輸送裝置包括連接在輸送通道上的空壓機(jī)。所述消毒容器內(nèi)設(shè)有兩套鼓泡裝置。所述鼓泡裝置包括設(shè)置在消毒容器底部的曝氣器。
所述曝氣器包括曝氣頭，所述曝氣頭為圓筒狀或球狀，孔徑為0. 1-2000微米。所述等離子體發(fā)生器包括反應(yīng)器本體和電源。所述反應(yīng)器本體為金屬材質(zhì)的圓柱體、長方體或正方體。所述電源為高頻高壓電源。本發(fā)明的有益效果是在本發(fā)明中，含氧氣體在等離子體發(fā)生器內(nèi)發(fā)生離解和碰撞電離，產(chǎn)生等離子自由基活性物質(zhì)，并將這些含有活性物質(zhì)的氣體通過鼓泡裝置注入待處理污水中，從而氧化滅殺水中的病菌病毒，達(dá)到消毒滅菌的目的，由于采用了等離子體發(fā)生器，與傳統(tǒng)紫外消毒相比，能耗大大降低，而且等離 子自由基活性物質(zhì)參與污水消毒后不產(chǎn)生二次污染物，更利于環(huán)保的實現(xiàn)。


下面結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2是本發(fā)明優(yōu)選實施例中處理效果的曲線示意圖。
具體實施例方式如圖I所示，一種污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的方法，包括了以下的步驟
(1)含氧氣體在等離子體發(fā)生器I中反應(yīng)產(chǎn)生等離子體自由基；含氧氣體為空氣、氧氣或含氧氣體混合物，含氧氣體進(jìn)入等離子體發(fā)生器I后，在等離子體發(fā)生器I的高壓電場空間中發(fā)生離解和碰撞電離，產(chǎn)生等離子自由基，而等離子自由基含有等離子自由基活性物質(zhì)(OH'O、O3、02、0H 、H202 等)；
(2)等離子體自由基通過輸送裝置產(chǎn)生的氣壓輸送至消毒容器2內(nèi)的鼓泡裝置3中；
(3)等離子體自由基從鼓泡裝置3中進(jìn)入污水中，由于等離子自由基活性物質(zhì)具有強(qiáng)氧化性，通過破壞氧化分解病菌病毒的細(xì)胞器、酶、DNA、RNA等從而達(dá)到滅菌消毒的效果。等離子體發(fā)生器I的放電形式為線板式、線筒式、板板式的一種或不少于一種的任意結(jié)合。一種污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的裝置，包括等離子體發(fā)生器I和提供污水消毒環(huán)境的消毒容器2，所述消毒容器2內(nèi)設(shè)有鼓泡裝置3，所述鼓泡裝置3與等離子體發(fā)生器I間設(shè)有輸送裝置，所述輸送裝置包括連接在鼓泡裝置3與等離子體發(fā)生器I間的輸送通道4
輸送裝置包括連接在輸送通道4上的空壓機(jī)5，空壓機(jī)5收集環(huán)境中的空氣并通過輸送通道4將空氣輸送至鼓泡裝置3中，由于等離子體發(fā)生器I的出口接入至輸送通道4中，因此產(chǎn)生的等離子體自由基也隨著壓縮空氣進(jìn)入鼓泡裝置3。鼓泡裝置3安裝在消毒容器2底部，每套鼓泡裝置3包括同樣是安裝在消毒容器2底部的曝氣器6。鼓泡裝置3和曝氣器6越多，分布在消毒容器2內(nèi)就均勻，等離子體自由基與污水混合就越充分，消毒效果更理想。曝氣器6由多個曝氣頭組成，這些曝氣頭為圓筒狀或球狀，在水平面上呈十字形布置，孔徑為0. 1-2000微米。等離子體發(fā)生器I包括反應(yīng)器本體11和電源12。反應(yīng)器本體11由陰極和陽極構(gòu)成了一個電場空間，含氧氣體就在電場空間中發(fā)生離解和碰撞電離，產(chǎn)生等離子體自由基活性物質(zhì)。反應(yīng)器本體11為金屬材質(zhì)的圓柱體、長方體或正方體。電源12為高頻高壓電源。在本實施例中，發(fā)生器本體為不銹鋼圓柱體結(jié)構(gòu)，直徑100 mm,陽極放電電極材質(zhì)為不銹鋼，形狀為芒刺狀，直徑5 mm，共一根。電源12為高頻高壓電源。消毒容器2內(nèi)設(shè)有2套鼓泡裝置3，曝氣頭孔徑200微米，呈十字形布置于反應(yīng)容器的底部。選取糞大腸桿菌作為目標(biāo)處理物，以空氣作為等離子體發(fā)生器I的注入氣體，污水取自污水處理廠，水量120 L，注入污水中的氣量流量為5 m3/h，糞大腸桿菌為374000個/L，等離子體發(fā)生器I的二次電壓為20 kV，處理時間在30分鐘，在處理至21分鐘時，糞大腸桿菌降至9800個/L，去除率為99. 7%，出水達(dá)到一級B出水標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002);在處理至30分鐘時，糞大腸桿菌降至960個/L，去除率為99. 9%，出水達(dá)到一級A出水標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)，如圖2所示。
以上所述只是本發(fā)明優(yōu)選的實施方式，其并不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。
權(quán)利要求
1.一種污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的方法，其特征在于含氧氣體在等離子體發(fā)生器(I)中反應(yīng)產(chǎn)生等離子體自由基，等離子體自由基通過輸送裝置輸送至消毒容器(2)內(nèi)的鼓泡裝置(3)后，再從所述鼓泡裝置(3)進(jìn)入污水中，對所述消毒容器(2)中的污水進(jìn)行消毒滅菌。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的方法，其特征在于所述等離子體發(fā)生器(I)的放電形式為線板式、線筒式、板板式中的一種或不少于一種的結(jié)合。
3.運(yùn)用權(quán)利要求I所述的方法對污水進(jìn)行滅菌消毒的裝置，其特征在于包括等離子體發(fā)生器(I)和提供污水消毒環(huán)境的消毒容器(2)，所述消毒容器(2)內(nèi)設(shè)有鼓泡裝置(3)，所述鼓泡裝置(3)與等離子體發(fā)生器(I)間設(shè)有輸送裝置，所述輸送裝置包括連接在鼓泡裝置(3 )與等離子體發(fā)生器(I)間的輸送通道(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的裝置，其特征在于所述輸送裝置包括連接在輸送通道(I)上的空壓機(jī)(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的裝置，其特征在于所述消毒容器(2)內(nèi)設(shè)有兩套鼓泡裝置(3)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或5所述的污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的裝置，其特征在于所述鼓泡裝置(3)包括設(shè)置在消毒容器(2)底部的曝氣器(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的裝置，其特征在于所述曝氣器(6)包括曝氣頭，所述曝氣頭為圓筒狀或球狀，孔徑為0. 1-2000微米。
8.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的裝置，其特征在于所述等離子體發(fā)生器(I)包括反應(yīng)器本體(11)和電源(12 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的裝置，其特征在于所述反應(yīng)器本體(11)為金屬材質(zhì)的圓柱體、長方體或正方體。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的裝置，其特征在于所述電源(12)為高頻高壓電源。
全文摘要
本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，特別是一種污水中注入等離子體自由基滅菌消毒的方法，含氧氣體在等離子體發(fā)生器中反應(yīng)產(chǎn)生等離子體自由基，等離子體自由基通過輸送裝置輸送至消毒容器內(nèi)的鼓泡裝置后，再從鼓泡裝置進(jìn)入污水，對消毒容器中的污水進(jìn)行消毒滅菌。本發(fā)明還涉及到運(yùn)用上述方法進(jìn)行污水處理的裝置。在本發(fā)明中，含氧氣體在等離子體發(fā)生器內(nèi)發(fā)生離解和碰撞電離，產(chǎn)生等離子自由基活性物質(zhì)，并將這些含有活性組分的氣體通過鼓泡裝置注入待處理污水中，從而氧化滅殺水中的病菌病毒，達(dá)到消毒滅菌的目的，由于采用了等離子體發(fā)生器，與傳統(tǒng)紫外消毒相比，能耗大大降低，而且等離子自由基活性物質(zhì)參與污水消毒后不產(chǎn)生二次污染物，更利于環(huán)保的實現(xiàn)。
文檔編號C02F1/50GK102765787SQ20121024393
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月13日
發(fā)明者劉勇, 胡小吐, 鄧康 申請人:廣州埔瑪電氣有限公司