CN104591355A - 一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法，是利用放电电极在电源电压的作用下使电极间隙里的空气出现离解和碰撞，从而电离产生等离子体自由基，再利用这种等离子体自由基灭杀污水中的大肠杆菌。该方法具有污水处理能力强、使用成本低的优点。

Description

一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法
技术领域
本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法。
背景技术
改革开放以来，我国水污染状况相当严重，我国水污染量在1997年就占全球总量的22％。在持续数十年的巨额财政投入支持下，我国水环境质量的现状却仍然不容乐观。根据相关数据统计可知，2010年我国污水排放总量为640亿吨，预计后期我国污水排放总量增速会在3％～5％之间。许多工业废水和生活污水未经严格处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，我国是世界上水资源严重短缺的国家之一，要用占世界6％的水去养活占世界20％的人，我国的人均饮用水拥有量仅为世界平均水平的1/4。因此，大力推进我国水质净化研究具有十分重要的现实意义。
当前，一般常用的消毒方式是液氯、二氧化氯、紫外线和臭氧消毒等。在上述几种常用污水消毒技术中，液氯和二氧化氯消毒杀菌效率高，但易产生有毒的消毒副产物，腐蚀性强，受pH影响大，现场制取设备复杂，设备管理复杂等；紫外线技术虽操作简单，无有害残余物质，运行维修管理费用低，但是存在电耗大，紫外灯管与石英套管需定期更换，对处理水的水质要求较高等问题；臭氧消毒有高广谱抗菌性，对细菌、病毒、芽孢均有灭杀作用，并且接触时间短，DBP产生量少，但是需现场制备，有毒，高腐蚀性，初期投资成本较高。因此开发一种低能耗、成本低、无二次污染的消毒工艺和装置是很必要的。
等离子体水处理技术一种兼具高能电子辐射、自由基和臭氧氧化、紫外光分解和冲击波碎裂等多种作用于一体的消毒技术，具有高效、快速、广谱、无二次污染等优点。20世纪80年代后期至今，等离子体水处理技术逐步进入快速发展阶段，因其单位能量下极高的等离子体自由基产额，伴随数量可观的学术成果，代表未来发展趋势。但是，目前等离子体水处理技术还不成熟，难以适用工业上应用。
发明内容
本发明的目的为了克服现有技术中的不足，提出一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法。该方法具有污水处理能力强、使用成本低的优点。
本发明的原理是利用放电电极在电源电压的作用下，可以使电极间隙里的空气出现离解和碰撞，从而电离产生等离子体自由基(H+、OH-、O、H及·OH等自由基，还有O3、O2、H2O2、电子、H2O-离子团等)，而这种等离子体自由基可灭杀污水中的大肠杆菌。
本发明的技术方案至少包括以下步骤：
(1)电压作用于流光电晕等离子体反应器，使流光电晕等离子体反应器内的放电电极放电，从而将流光电晕等离子体反应器间隙里的空气电离形成等离子体自由基；
(2)将步骤(1)中电离后的空气通入污水中进行消毒。
上述步骤(1)中的电压优先选用值域在1-100kv的高压，该高压可以由高压发生器提供。在高电压的作用下，上述流光电晕等离子体反应器内的放电电极的放电强度高，从而使空气电离程度高，可制备得更高溶度等离子体自由基的混杂空气。
上述步骤(1)中在流光电晕等离子体反应器内电离后的空气，通过空气输送系统输入至污水中进行消毒，该空气输送系统包括提供空气流动动力的装置及空气流通通道，因此作为一种较优的方案，上述空气输送系统由空压机、流量计和管道组成；空压机的出风口连接至流光电晕等离子体反应器的一端，用于给流光电晕等离子体反应器内送入空气以及提供空气流动的动力，管道从流光电晕等离子体反应器的另一端接入并延伸至污水中，从而使空压机、流光电晕等离子体反应器、管路三者间形成一条畅通的空气通道。
上述步骤(2)中空气通入污水中时采用冒泡法通入，这样将一整条大的气流分散成若干的小气流、气泡在污水中流动，从而将气流中的等离子自由基充分与污水接触，对污水进行更彻底消毒，增加了等离子体自由基的利用率。
从原理上来说，本方法可以对任何污染程度的污水进行消毒，只是不同污染程度污水消毒时对应所需的条件及处理结果有所差异。因此，根据实验得出本方法步骤(2)中对污水消毒的时间为10-60分钟为宜，而污水的污染程度以初始包含的大肠杆菌溶度计算，其初始值为0-1500000个/升，而且最佳的值是480000个/升，其最佳的效果体现在综合消毒时间、能耗成本及消毒效果后计算得出的。另外，在步骤(2)中，影响消毒效果和消毒成本的因素还有气体通入的速度以及气体通入的位置，若是通入过快，则导致空气中的等离子体自由基未充分利用就从污水中排出，造成浪费，若是通气过慢，则又会增加消毒的时间，因此，本方法最佳的气体通入速度为5-15m3/h；气体通入的位置则是指气体从污水的何种深度处通入，如果深度不足，等离子体自由基提前从污水中溢出，得不到充分利用，如果深度太深，则上层的污水得不到等离子体自由基的消毒作用；因此最佳的通入位置为30-200厘米。
附图说明
图1是实施例二中电压与大肠杆菌去除率变化曲线图；
图2是实施例三中污水初始大肠杆菌溶度对去除率影响曲线图；
图3是实施例四中的变化曲线图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
实施例一：
在室温的条件下，将高压发生器输出的30kv的高压作用于流光电晕等离子体反应器，此时，流光电晕等离子体反应器内的放电电极放电，将流光电晕等离子体反应器间隙里的空气电离形成等离子体自由基；与此同时，将提前准备好的水样体积V＝50L的待消毒污水盛于水槽中，水深为60cm，消毒处理前污水的大肠杆菌初始浓度为480000个/L；空压机通过管道将空气送入流光电晕等离子体反应器内，再经管道流入待消毒污水中，上述空压机推送空气的速度为8m3/h，且是从水槽底板以冒泡的方式进入待消毒污水中，在经过45min消毒处理后，污水的大肠杆菌去除率是98.57％。
实施例二：
在实施例一的基础上，通过改变高压发生器的输出电压，大肠杆菌的去除率出现变化，得到了附图1的变化曲线。
实施例三：
在实施例一其他条件不变的情况下，仅改变污水的大肠杆菌初始浓度，得到附图2所示变化曲线。因此大肠杆菌初始浓度不同的情况下，本方法对污水大肠杆菌的灭杀效果趋势一致，随着时间的增加，大肠杆菌去除率也在不断升高，在45min时其去除率几乎都在90％以上，且大肠杆菌去除率随着初始浓度的增大而增大，但到一定浓度后再增加浓度其去除率增势变缓，这是因为水样初始大肠杆菌浓度越大则单位时间内进入电极放电区的大肠杆菌数量越多，等离子体的利用率越高，使得去除率提高。
实施例四：
在实施例一其他条件不变的情况下，将实施例一中的污水盛于170cm的透明圆柱装置中，并得到了分别盛于两者中对消毒效果的对比曲线如附图3所示。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法，其特征在于包括以下步骤：
(1)电压作用于流光电晕等离子体反应器，使流光电晕等离子体反应器内的放电电极放电，从而将流光电晕等离子体反应器间隙里的空气电离形成等离子体自由基；
(2)将步骤(1)中电离后的空气通入污水中进行消毒。
2.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法，其特征在于，所述电压为高压发生器输出的高压，其值为1—100kv。
3.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法，其特征在于步骤(2)所述电离后的空气是通过空气输送系统通入污水中。
4.根据权利要求3所述的一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法，其特征在于，所述空气输送系统是由空压机、流量计和管道组成。
5.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法，其特征在于，步骤(2)所述电离后的空气是采用冒泡法通入待消毒污水中。
6.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法，其特征在于，步骤(2)所述消毒的时间为10—60分。
7.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法，其特征在于，步骤(2)污水的大肠杆菌初始浓度为0—1500000个/升。
8.根据权利要求7所述的一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法，其特征在于，步骤(2)所述污水的大肠杆菌初始浓度为480000个/升。
9.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法，其特征在于，步骤(2)所述电离后的空气的通入的速度为5—15m3/h。
10.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒灭菌的方法，其特征在于，步骤(2)所述电离后的空气从待消毒污水的水底通入，所述待消毒污水的水深为30-200厘米。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106178028A (zh) * 2016-08-11 2016-12-07 大连民族大学 一种利用等离子体活化水溶液进行设备消毒杀菌的方法
CN107473327A (zh) * 2017-10-16 2017-12-15 东华大学 利用低温等离子体去除大肠杆菌的方法
WO2018205863A1 (zh) * 2017-05-08 2018-11-15 程久华 化学液体的等离子体处理设备、方法及其在处理污水中的应用

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1460647A (zh) * 2003-06-13 2003-12-10 大连海事大学 在船上输送压载水过程中杀灭生物的方法及设备
CN1594120A (zh) * 2004-06-23 2005-03-16 大连理工大学 脉冲放电等离子体诱导光催化处理有机废水方法及装置
CN101705599A (zh) * 2009-11-04 2010-05-12 安徽汇泽通环境技术有限公司 一种等离子体洗衣机
KR20120012020A (ko) * 2010-07-30 2012-02-09 한국기계연구원 마이크로 버블을 이용한 플라즈마 방전 반응식 선박 평형수 살균 처리장치
US20120156093A1 (en) * 2009-09-03 2012-06-21 Osaka University Method and apparatus for supplying liquid with ions, sterilization method and apparatus
CN102765787A (zh) * 2012-07-13 2012-11-07 广州埔玛电气有限公司 污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法和装置
CN102764574A (zh) * 2012-07-16 2012-11-07 广东佳德环保科技有限公司 流光放电等离子体自由基注入烟气的脱硫脱硝方法
JP5099612B2 (ja) * 2011-04-26 2012-12-19 独立行政法人国立高等専門学校機構 液体処理装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1460647A (zh) * 2003-06-13 2003-12-10 大连海事大学 在船上输送压载水过程中杀灭生物的方法及设备
CN1594120A (zh) * 2004-06-23 2005-03-16 大连理工大学 脉冲放电等离子体诱导光催化处理有机废水方法及装置
US20120156093A1 (en) * 2009-09-03 2012-06-21 Osaka University Method and apparatus for supplying liquid with ions, sterilization method and apparatus
CN101705599A (zh) * 2009-11-04 2010-05-12 安徽汇泽通环境技术有限公司 一种等离子体洗衣机
KR20120012020A (ko) * 2010-07-30 2012-02-09 한국기계연구원 마이크로 버블을 이용한 플라즈마 방전 반응식 선박 평형수 살균 처리장치
JP5099612B2 (ja) * 2011-04-26 2012-12-19 独立行政法人国立高等専門学校機構 液体処理装置
CN102765787A (zh) * 2012-07-13 2012-11-07 广州埔玛电气有限公司 污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法和装置
CN102764574A (zh) * 2012-07-16 2012-11-07 广东佳德环保科技有限公司 流光放电等离子体自由基注入烟气的脱硫脱硝方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106178028A (zh) * 2016-08-11 2016-12-07 大连民族大学 一种利用等离子体活化水溶液进行设备消毒杀菌的方法
WO2018205863A1 (zh) * 2017-05-08 2018-11-15 程久华 化学液体的等离子体处理设备、方法及其在处理污水中的应用
CN107473327A (zh) * 2017-10-16 2017-12-15 东华大学 利用低温等离子体去除大肠杆菌的方法

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