設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于低溫等離子體應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器。其特征在于纖維過濾簾設(shè)在等離子體放電電極之間，纖維過濾簾既作為過濾器，又是水流的導(dǎo)流幕簾。纖維過濾簾是表面噴涂了納米晶光催化劑的微米纖維布，纖維布比表面積大，吸附能力強(qiáng)，對污染物有強(qiáng)吸附特性。本發(fā)明充分利用了纖維過濾簾對污染物的強(qiáng)吸附能力和納米晶催化劑的光催化能力，以及等離子體對污染物的強(qiáng)分解能力，既可大幅提高單次凈化效率，又能時刻保持纖維過濾簾表面的清潔度、強(qiáng)吸附能力和光催化能力，可廣泛應(yīng)用于污水處理、健康水生產(chǎn)和活化水生產(chǎn)。
【專利說明】設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于低溫等離子體應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種設(shè)有纖維過濾簾的等離子體水凈化器。

【背景技術(shù)】
[0002]微纖維織物等具有高孔隙率和高表面積的材料，對污染物有很強(qiáng)吸附能力，一直被廣泛應(yīng)用于水過濾系統(tǒng)中作為過濾料。然而，目前采用微纖維作為過濾料的水過濾系統(tǒng)中，過濾料均無有效的自清潔方法，需要定期更換新的纖維過濾料。定期的維護(hù)，不僅增加材料成本，也增加過濾系統(tǒng)的維護(hù)成本，并且，對用戶使用造成不便。一旦維護(hù)不及時，不但不能凈化水質(zhì)，還可能導(dǎo)致水源的二次污染，安全性無保障。因此，纖維過濾料有必要增加即時自清潔功能，不讓污染物長期滯留在過濾料表面，一方面確保過濾系統(tǒng)在長期使用中都能時刻保持纖維過濾料表面的清潔度和強(qiáng)吸附能力，安全性有保障；另一方面節(jié)省了大量維護(hù)成本和更換纖維過濾料的費(fèi)用，提高過濾系統(tǒng)的使用經(jīng)濟(jì)性。
[0003]然而，纖維本身是無源過濾料，本身不具備分解或者清理表面污染物的能力，即只收集不處理，需要考慮與其他有源凈化系統(tǒng)的結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的即時自清潔功能。
[0004]近年來，低溫等離子體技術(shù)作為一種新興的污染物處理技術(shù)，具有流程短、效率高、適用范圍廣等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢氣處理、除塵、汽車尾氣處理、廢水處理、臭氧合成和活化水領(lǐng)域。低溫等離子體技術(shù)主要是基于大氣壓放電等離子體技術(shù)，利用大氣壓放電所產(chǎn)生的臭氧、氧原子、羥基等活性自由基團(tuán)與大氣或者水中污染源的深度氧化和分解反應(yīng)，來達(dá)到脫除大氣或者水中有害物質(zhì)的目的，同時伴隨紫外光解、沖擊波作用，從而脫除大氣或者水中的有機(jī)物、殺滅病菌。即利用等離子體中的各種活性自由基和紫外線的強(qiáng)氧化作用和滅菌效應(yīng)，降解有機(jī)污染源、沉降金屬離子、殺滅病菌，對生活和工業(yè)排放的污染源均有普遍適用性，體積緊湊，投資低，不受環(huán)境限制，受到廣泛認(rèn)可。
[0005]然而，目前公開的等離子體水處理裝置和方法都存在能效偏低，單位能耗高等問題，單次凈化效果遠(yuǎn)低于預(yù)期，原因是目前用于處理污水的等離子體裝置都是基于介質(zhì)阻擋放電、電暈放電、火花放電或熱平衡等離子體。一方面由于氣壓高，放電只能在局部小區(qū)域內(nèi)激發(fā)等離子體，并且，碰撞頻率高、自由程短，等離子體中活性自由基擴(kuò)散性差、壽命短，不易于充分與水中污染源接觸反應(yīng)，因此，活性自由基的利用率不高，導(dǎo)致處理效率低；另一方面水流快速通過放電隙，污染物與等離子體接觸時間太短暫，或者有部分污染物沒機(jī)會與等離子體接觸，未被等離子體分解就離開放電區(qū)，因此，單次凈化效果不佳，需要長時間反復(fù)循環(huán)處理才能達(dá)到預(yù)期目的，處理效率低下，不僅能耗高，也適合規(guī)?；茝V。單純增加放電強(qiáng)度對提高單次凈化效果并無顯著效果，反而會進(jìn)一步增加能耗。如何使污染物較長時間滯留在放電區(qū)與等離子體充分接觸，才是提高單次凈化效果的有效途徑。
[0006]微纖維對污染物有強(qiáng)吸附能力，而等離子體則具有強(qiáng)分解能力，二者結(jié)合具有互補(bǔ)性:微纖維優(yōu)先吸附污染物，使污染物不會隨水流或氣流快速離開放電區(qū)，使污染物與等離子體有充分接觸機(jī)會和分解時間，大幅提高單次凈化效果；等離子體的強(qiáng)分解能力能即時清潔吸附于纖維表面的污染物，使纖維表面在長期應(yīng)用中均無污染物堆積，時刻保持表面的清潔度和強(qiáng)吸附能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是通過在放電電極之間的放電隙中設(shè)置纖維過濾簾，將水導(dǎo)流成水簾，大大增加水與等離子體接觸的界面，同時延長水流經(jīng)過等離子體區(qū)的時間，并使污染源優(yōu)先吸附于纖維過濾簾上，可以較長時間滯留在等離子體區(qū)，被等離子體充分分解，從而達(dá)到大大提高凈化效率和單次凈化效果的目的。
[0008]所述的設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器，包括高壓電極組1、地電極2、噴水管/纖維過濾簾桿3、進(jìn)水管4、纖維過濾簾5、纖維過濾簾桿6、水箱7、水泵8、過濾器9、高壓電源/電控單元10、機(jī)殼面板11、機(jī)殼側(cè)板12和換氣風(fēng)扇13 ;其特征在于高壓電極組I與地電極2之間設(shè)有纖維過濾簾5，纖維過濾簾5 —端掛在噴水管/纖維過濾簾桿3上，另一端系于纖維過濾簾桿6上，纖維過濾簾5與高壓電極組I和地電極2平行，三者均作垂直設(shè)置，噴水管/纖維過濾簾桿3的一端封閉，另一端接進(jìn)水管4，噴水管/纖維過濾簾桿3向纖維過濾簾5噴水，水沿纖維過濾簾5向下導(dǎo)流形成水簾，流經(jīng)高壓電極組I與地電極2之間的等離子體區(qū)，被凈化處理后，流入水箱7，水泵8抽出水箱7中的凈水，流經(jīng)過濾器9再次過濾后輸出，機(jī)殼面板11內(nèi)側(cè)設(shè)有高壓電源/電控單兀10,多孔的機(jī)殼側(cè)板12內(nèi)側(cè)設(shè)有換氣風(fēng)扇13，換氣風(fēng)扇13驅(qū)動氣流從放電電極一側(cè)進(jìn)入，流經(jīng)等離子體區(qū)，從另一側(cè)的多孔機(jī)殼側(cè)板排出。
[0009]所述的纖維過濾簾5設(shè)在高壓電極組I與地電極2之間的放電隙中。水經(jīng)纖維過濾簾導(dǎo)流經(jīng)過等離子體區(qū)時，與等離子體形成大面積的接觸界面，流速比水自由落體飛過的速度更慢，因此，等離子體直接分解水中污染源的效率更高；并且，纖維過濾簾有很大的比表面積，對污染源有強(qiáng)吸附能力，水中污染源會優(yōu)先吸附于纖維過濾簾表面，長時間滯留在等離子體區(qū)，最終被等離子體充分分解。
[0010]所述的纖維過濾簾5是由微纖維編織成，其表面涂覆有納米晶T12光催化劑。納米晶T12光催化劑涂覆于纖維過濾簾表面，一方面增加比表面積，即增強(qiáng)表面咐附能力；另一方面，來自等離子體的紫外輻射與納米晶T12光催化劑聯(lián)合作用，增強(qiáng)凈化效率。
[0011]所述的高壓電極組I是金屬棒外套介質(zhì)管組成的電極陣列。介質(zhì)管可以有限阻斷電極間電流通道，一方面抑制電弧的發(fā)生，另一方面有效保護(hù)電極。
[0012]所述的地電極2是裸金屬板，或者與高壓電極組I同樣的金屬棒外套介質(zhì)管組成的電極陣列。高壓電極和地電極均采用金屬棒外套介質(zhì)管組成的電極陣列有利于保護(hù)電極，并且，防止了電極被腐蝕產(chǎn)生的二次污染，尤其適合于飲用水凈化；地電極裸露則利于縮小放電電極間距，并使裝置變得更簡易，對于工業(yè)污水凈化更實(shí)用。
[0013]所述的高壓電極組I與地電極2之間的放電隙間隔在l_12mm之間。依據(jù)單介質(zhì)層還雙介質(zhì)層，以及纖維過濾簾厚度，在l-12mm范圍內(nèi)調(diào)整兩電極間距，使裝置工作在優(yōu)化的放電狀態(tài)。
[0014]所述的換氣風(fēng)扇13設(shè)置在多孔的機(jī)殼側(cè)板12內(nèi)側(cè)，或者設(shè)置在機(jī)殼頂板下方，靠近電極組的邊緣。等離子體分解污染源時需要消耗氧氣，換氣風(fēng)扇驅(qū)動氣流經(jīng)過等離子體區(qū)，不斷補(bǔ)充等離子體區(qū)的氧氣，保障了等離子體區(qū)的氧氣供給。
[0015]所述的過濾器9設(shè)在水泵8的出水口。等離子體凈化主要去除水中可降解的污染源，如果水中還有無機(jī)物，經(jīng)過濾器再次凈化后，就能達(dá)到徹底凈化的目的。
[0016]所述的水泵8設(shè)置在水箱7的底部。設(shè)置水泵可以使水有一定的輸出水壓通過過濾器，并排出凈化器，凈水不需要借助重力排出，凈化器放置高度較靈活，使用更便捷。
[0017]所述的纖維過濾簾5與高壓電極組I和地電極2平行，三者均作垂直設(shè)置。纖維過濾簾與高壓電極組和地電極平行，但不接觸；纖維過濾簾與高壓電極組和地電極均作垂直設(shè)置，水在重力作用下沿纖維過濾簾流下，形成大面積水簾。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1、設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈化器示意圖。
[0019]圖2、設(shè)有纖維過濾簾的放電單元結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中1-高壓電極組，2-地電極，3-噴水管/纖維過濾簾桿，4-進(jìn)水管，5-纖維過濾簾，6-纖維過濾簾桿，7-水箱，8-水泵，9-過濾器，10-高壓電源/電控單元，11-機(jī)殼面板，12-機(jī)殼側(cè)板，13-換氣風(fēng)扇。

【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如圖1所示:
采用內(nèi)徑2mm,壁厚Imm,長500mm的石英玻璃管作為介質(zhì)管，內(nèi)套2mm直徑的實(shí)心不銹鋼條，整齊排列組成高壓電極組1，夾在兩塊鋁板地電極2中間，放電隙寬3_ ;在高壓電極組上下兩側(cè)分別平行設(shè)置直徑6_的噴水管/纖維過濾簾桿3和纖維過濾簾桿6，將0.2mm厚的玻璃纖維布穿過高壓電極組I兩側(cè)的放電隙，包在噴水管/纖維簾桿3和纖維簾桿6外壁上，構(gòu)成基本放電單元，如圖2所示。將四組基本放電單元2組裝在一起,相鄰兩組放電單元共用一個地電極，構(gòu)成放電單元陣列，放置到機(jī)殼內(nèi)并固定，將四個放電單元的噴水管/纖維簾桿3接到公共的進(jìn)水管4上。將換氣風(fēng)扇13垂直于電極平面設(shè)置在機(jī)殼側(cè)板12內(nèi)側(cè)。活性碳和麥飯石混合濾心的過濾器9設(shè)置在水泵8的出水口上。將2千瓦高壓電源/電控單元10設(shè)置在機(jī)殼面板內(nèi)側(cè)，水泵8設(shè)置在水箱7的底板上，靠近面板和未設(shè)置換氣風(fēng)扇13的機(jī)殼側(cè)板。過濾器9出水口從機(jī)殼頂板伸出機(jī)殼。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器，包括高壓電極組(I)、地電極(2)、噴水管/纖維過濾簾桿(3 )、進(jìn)水管(4)、纖維過濾簾(5 )、纖維過濾簾桿(6 )、水箱(7 )、水泵(8 )、過濾器(9)、高壓電源/電控單元(10)、機(jī)殼面板(11)、機(jī)殼側(cè)板(12)和換氣風(fēng)扇(13);其特征在于高壓電極組(I)與地電極(2)之間設(shè)有纖維過濾簾(5)，纖維過濾簾(5)—端掛在噴水管/纖維過濾簾桿(3)上，另一端系于纖維過濾簾桿(6)上，纖維過濾簾(5)與高壓電極組(I)和地電極(2)平行，三者均作垂直設(shè)置，噴水管/纖維過濾簾桿(3)的一端封閉，另一端接進(jìn)水管(4)，噴水管/纖維過濾簾桿(3)向纖維過濾簾(5)噴水，水沿纖維過濾簾(5)向下導(dǎo)流形成水簾，流經(jīng)高壓電極組(I)與地電極(2)之間的等離子體區(qū)，被凈化處理后，流入水箱(7)，水箱(7)的底部設(shè)有水泵(8)，水泵(8)抽出水箱(7)中的凈水，經(jīng)過濾器(9)再次過濾后輸出，機(jī)殼面板(11)內(nèi)側(cè)設(shè)有高壓電源/電控單元(10 )，多孔的機(jī)殼側(cè)板(12 )內(nèi)側(cè)設(shè)有換氣風(fēng)扇(13)，換氣風(fēng)扇(13)驅(qū)動氣流從放電電極一側(cè)進(jìn)入，流經(jīng)放電區(qū)，從另一側(cè)的多孔機(jī)殼側(cè)板排出。
2.如權(quán)利要求1所述的設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器，其特征是所述的纖維過濾簾(5 )設(shè)在高壓電極組(I)與地電極(2 )之間的放電隙中。
3.如權(quán)利要求1所述的設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器，其特征是所述的纖維過濾簾(5)是由微纖維編織成，其表面涂覆有納米晶T12光催化劑。
4.如權(quán)利要求1所述的設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器，其特征是所述的高壓電極組(I)是金屬棒外套介質(zhì)管組成的電極陣列。
5.如權(quán)利要求1所述的設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器，其特征是所述的地電極(2)是裸金屬板，或者與高壓電極組(I)同樣的金屬棒外套介質(zhì)管組成的電極陣列。
6.如權(quán)利要求1所述的設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器，其特征是所述的高壓電極組(I)與地電極(2)之間的放電隙間隔在l-15mm之間。
7.如權(quán)利要求1所述的設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器，其特征是所述的換氣風(fēng)扇(13)設(shè)置在多孔的機(jī)殼側(cè)板(12)內(nèi)側(cè)，或者設(shè)置在機(jī)殼頂板下方，靠近電極組的邊緣。
8.如權(quán)利要求1所述的設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器，其特征是所述的過濾器(9)設(shè)在水泵(8)的出水口上。
9.如權(quán)利要求1所述的設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器，其特征是所述的水泵(8)設(shè)置在水箱(7)的底部。
10.如權(quán)利要求1所述的設(shè)有纖維過濾簾的等離子體凈水器，其特征是所述的纖維過濾簾(5)與高壓電極組(I)和地電極(2)平行，三者均作垂直設(shè)置。
【文檔編號】C02F9/08GK104276703SQ201310282993
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】孫紅梅, 區(qū)瓊榮 申請人:孫紅梅