CN104944539A

CN104944539A - 自来水无氯消毒杀菌系统

Info

Publication number: CN104944539A
Application number: CN201510401222.9A
Authority: CN
Inventors: 陈绩峰; 陈东升; 周国亚; 杜安洪; 潘艺锋; 顾志萍
Original assignee: Jiangsu Hongyou Environmental Protection Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Hongyou Environmental Protection Co Ltd
Priority date: 2015-07-10
Filing date: 2015-07-10
Publication date: 2015-09-30

Abstract

一种自来水无氯消毒杀菌系统，其特征是所述的系统包括甲酸贮存箱（1）、双氧水贮存箱（2）、反应箱（5）和投加计量泵（6），所述的投加计量泵（6）的输入端接反应箱（5）的输出端，投加计量泵（6）的输出端通过水管伸入自来水厂的出水口中并低剂量快速溶入水中在60秒内完成消毒杀菌并快速分解为水和二氧化碳，所述的反应箱（5）的输入端接甲酸贮存箱（1）和双氧水贮存箱（2）的输出端。本发明消毒杀菌效率高，无残留，运行成本低，维护方便。

Description

自来水无氯消毒杀菌系统

技术领域

本发明涉及一种水处理技术，尤其是一种自来水处理技术，具体地说是一种自来水无氯消毒杀菌系统。

背景技术

消毒杀菌技术广泛地应用于水处理领域，是水处理工艺的重要手段之一。现有的消毒杀菌技术主要有以下几类：

1. 有氯消毒杀菌。如：氯气，次氯酸钠，二氧化氯等；

2. 紫外线消毒杀菌；

3. 臭氧消毒杀菌；

4. 双氧水消毒杀菌；

5. 其他消毒杀菌方式：光催化技术、电场消毒杀菌技术、（铜银）合金消毒杀菌技术等。

上述消毒杀菌技术存在的主要问题是：

1. 有氯消毒杀菌技术。

这是一种被广泛用于城市自来水消毒杀菌的技术。其中：

氯气消毒杀菌会生成三卤甲烷等致癌物质。而氯气本身就有毒气，储存或使用均需要严格控制。

次氯酸钠消毒杀菌一般采用盐酸（HCl）加氯酸钠（Na₂ClO）反应而成。因盐酸属于危险品和易制毒化学品，市场的采购及运输储存都要求较高。

二氧化氯消毒杀菌一般通过电解食盐水而得，效率较低却耗能很大。

以上几种有氯消毒杀菌法均能产生对人体或自然环境危害的代谢产物，而且其最终产物中氯离子是工业生产中危害非常大的，它能对管道、设备等产生腐蚀作用。因其化学结构的稳定性，氯离子很难被去除

2．紫外线消毒杀菌技术。

紫外线消毒杀菌是利用适当波长破坏微生物细胞中的DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）的分子结构而起到消毒杀菌作用在使用过程中有以下缺点：

（1）无持续杀菌能力，在紫外线消失后会能再次污染。

（2）浊度及水中悬浮物对紫外线消毒杀菌有较大影响，降低消毒杀菌效果。

（3）紫外线灯套管容易结垢，影响紫外线光的透出和消毒杀菌效果。

（4）相对能耗较大。

3．臭氧杀毒消菌

臭氧杀毒消菌是利用其强氧化性对细菌、细胞壁及其内部DNA、RNA进行破坏起到杀灭作用，在使用过程中有以下缺点：

（1）.臭氧消毒杀菌主要存在的问题是生产设备（火花放电法）庞大、流程复杂，需较高的运行管理水平。臭氧制取率较低（1~2%），电能消耗大，基建设备投资较大、成本很高，不适合用于水量较大的消毒杀菌工艺。

（2）臭氧是一种不稳定的气体，在水中容易分解，单独采用臭氧消毒杀菌很难保证持续的效果。

（3）有研究表明臭氧和有机物反应会生成不饱和醛类，双氧化合物等有毒物质，在含有少量溴化物的时候会产生致癌性产物：主要降解产物有有机物：三溴甲烷、乙腈氯甲烷、1-1二溴酮等。无机性产物有溴酸盐、次溴酸等。其中最要主要的是溴酸盐，其最大允许浓度极低，美国标准为0.01mg/L。

（4）在臭氧处理后再加氯或氯胺会分别生成三氯硝基甲烷和氯化氰均有较大危害。

4．双氧水消毒杀菌

双氧水杀毒消菌也是利用其强氧化性起到消毒杀菌作用，其缺点是：

（1）.双氧水（H₂-O₂）可致人体遗传基因（DNA）损伤及基因突变，与各种病变发生关系密切。

（2）.双氧水可导致老鼠及家兔等动物致癌，从而可能对人类具备危险性。

（3）.双氧水可能加速人类衰老进程，其与老年痴呆尤其是早老性痴呆的发生和发展密切相关，作为强氧化剂通过耗损体内抗氧化物质，使抗氧化能力低下，抵抗力下降进一步造成各种疾病。

（4）.双氧水可能导致或加重白内障等眼部疾病，通过呼吸道可导致肺损伤，多次接触可导致人体毛发变白，皮肤变黄等。

（5）.小分子双氧水经口摄入很容易进入体内细胞和组织，可进入自由基反应链造成与自由基相关的许多疾病。

5.其他消毒杀菌方式-_---

由于其自身的局限性：如效率太低、能耗太大、投资太高和稳定性不够等因素不能被水处理市场广泛接受。

发明内容

本发明的目的是针对现有的自来水处理存在的残留大、效率低，成本高的问题，设计一种无残留、高效快速的自来水无氯消毒杀菌系统。

本发明的技术方案是：

一种自来水无氯消毒杀菌系统，其特征是它包括甲酸贮存箱1、双氧水贮存箱2、反应箱5和投加计量泵6，所述的投加计量泵6的输入端接反应箱5的输出端，投加计量泵6的输出端将反应箱5中生成的过氧甲酸以5-20PPM的剂量混入自来水厂的出水口中并低剂量快速溶入水中在60秒内完成消毒杀菌并快速分解为水和二氧化碳，所述的反应箱5的输入端接甲酸贮存箱1和双氧水贮存箱2的输出端。

所述的反应箱5连接有制冷系统。

所述的制冷系统由冷却液贮存箱3和压缩机4组成，冷却液从冷却液贮存箱3中流出，绕经反应箱5吸热后进入压缩机4压缩放热后再次进入冷却液贮存箱3中。

所述的甲酸贮存箱1设有硫酸催化剂添加装置7。

所述的催化剂的加入量为甲酸质量的0.1%-5%，甲酸浓度为20-40%。

所述的反应箱中甲酸和双氧水的体积比为1：0.5-2，反应温度不超过10℃。

所述的反应温度为0-4℃。

本发明的有益效果：

1. 消毒杀菌效率高：在10ppm条件下，60S内细菌消灭率达99.8%。

2. 最终代谢产物为CO₂与H₂O，不存在对人体有害的产物，不会对设备、管路等产生腐蚀。

3. 不受水体环境如温度、浊度等影响而降低消毒杀菌效率。

4. 设备结构简单、运行功率小，相比电解法、紫外线法、臭氧发生器等能节省空间约50%、节省运行成本70~80%。

5. 能满足自然水厂、城市污水厂等广泛水处理行业。

6.本发明结构简单，制造、安装方便，维护运行成本低。

附图说明

图1是本发明的系统组成结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例一。

如图1所示。

一种自来水无氯消毒杀菌系统，它包括甲酸贮存箱1、双氧水贮存箱2、反应箱5和投加计量泵6，如图1，所述的投加计量泵6的输入端接反应箱5的输出端，投加计量泵6的输出端以5-20PPM的剂量将反应箱5中生成的过氧甲酸混入自来水厂的出水口中并快速溶入水中在60秒内完成消毒杀菌并快速分解为水和二氧化碳，所述的反应箱5的输入端接甲酸贮存箱1和双氧水贮存箱2的输出端。为了提高过氧甲酸的生成效率，本发明在具体实施时还为反应箱5设计了由压缩机4和冷却液贮存箱3组成的制冷系统，冷却液从冷却液贮存箱3中流出，绕经反应箱5吸热后进入压缩机4压缩放热后再次进入冷却液贮存箱3中，反应箱5的工作温度不超过10℃，最佳工作温度为0-4℃，同时为了提高过氧甲酸的生成效率，利用硫酸作为催化剂，通过催化剂添加装置7预先加入到甲酸贮存箱1，根据原水的洁净度及过氧甲酸的用量，硫酸（浓度为95%以上）催化剂的加入量为甲酸质量的0.1%-5%，甲酸浓度为20-40%。

本发明的工作原理是：

甲酸与双氧水反应生成过氧甲酸（或称过氧化甲酸）

HCOOH+H₂O₂→HCOOOH+H₂O

HCOOOH→H₂O+CO₂↑

过氧甲酸为强氧化剂，其消毒杀菌原理为：利用其强氧化性破坏细菌病毒的细胞膜和DNA、RNA来达到消毒杀菌作用。

过氧化甲酸为无色液体，溶于苯、氯仿与水、乙醇、乙醚等混溶、易挥发。

过氧甲酸接触金属、金属氧化物及还原性物后或蒸馏时易爆炸，所以本发明实施例中的储存、反应、输送等装置均采用PP材质。

实验证明，如仅以甲酸及双氧水反应产生过氧甲酸效率仅为20~30%，但在酸性条件下（甲酸中溶入H₂S0₄进行催化），在冷却环境（温度0~4℃）时其反应效率为90%。

实施例二。

如图1所示。

一种污水高效无氯消毒杀菌方法，取0.1-3升浓度为95%以上的硫酸加入100升浓度为30%的甲酸中搅拌均匀后送入反应箱中，与100升（也可为50升或200升）浓度为30%的双氧水在0-4℃范围内进行反应，生成过氧甲酸（经测算反应效率为90%），将过氧甲酸按5-20PPM的剂量加入污水中，在60秒内快速溶解在水中并分解为二氧化碳和水，在分解过程中完成消毒和杀菌，实现自来水的清洁。

具体实施时甲酸、双氧水和硫酸的浓度发生变化时应根据本实施例的比例作适应性调整。

本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims

1.一种自来水无氯消毒杀菌系统，其特征是它包括甲酸贮存箱（1）、双氧水贮存箱（2）、反应箱（5）和投加计量泵（6），所述的投加计量泵（6）的输入端接反应箱（5）的输出端，投加计量泵（6）的输出端将反应箱（5）中生成的过氧甲酸以5-20PPM的剂量混入自来水厂的出水口中并低剂量快速溶入水中在60秒内完成消毒杀菌并快速分解为水和二氧化碳，所述的反应箱（5）的输入端接甲酸贮存箱（1）和双氧水贮存箱（2）的输出端。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述的反应箱（5）连接有制冷系统。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征是所述的制冷系统由冷却液贮存箱（3）和压缩机（4）组成，冷却液从冷却液贮存箱（3）中流出，绕经反应箱（5）吸热后进入压缩机（4）压缩放热后再次进入冷却液贮存箱（3）中。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述的甲酸贮存箱（1）设有硫酸催化剂添加装置（7）。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征是所述的催化剂的加入量为甲酸质量的0.1%-5%，甲酸浓度为20-40%。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述的反应箱中甲酸和双氧水的体积比为1：0.5-2，反应温度不超过10℃。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征是所述的反应温度为0-4℃。