CN105174387B - 一种水处理药液制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水处理药液制备装置，包括机壳和设置于机壳内的水泵、药液发生器、控制器，控制器上连接有电源并通过电信号连接水泵和药液发生器，在机壳上设有入水口和出水口，所述的药液发生器为设有电解液入口和杀菌液出口的电解槽，所述水泵连接入水口和电解液入口，出水口连接杀菌液出口。本发明解决了水产养殖中实现杀菌液现制现用的技术问题，以池塘水为处理水体，引入药液发生器，通过电解反应制得杀菌液，与使用传统消毒制剂相比，可节约成本在80%以上，除此之外，该制备装置的主要部件均设置在机壳内，还可为水产养殖提供结构紧凑、实用、方便的使用环境，适宜广泛推广使用。
Description
技术领域
本发明是一种水处理药液制备装置，具体涉及水产养殖过程中制备杀菌消毒液的装置，属于杀菌消毒设备技术领域。
背景技术
水产养殖中消毒剂的合理应用，是养殖成败的关键因素。养殖过程中存在大量细菌、真菌、病毒等，预防鱼病，在清塘消毒、养殖水质消毒、鱼虾等体表消毒，避免引起养殖过程中出现鱼类细菌性、病毒性感染，影响鱼、虾、蟹等水生动物品质，影响养殖户效益，影响水产行业的发展。为解决这些问题，人们研究出了多种灭菌方法，如生石灰、漂白粉、二氧化氯、聚维酮碘等化学药品，成本高，存在灭菌不彻底、杀菌时间长、危害人体等缺点。
如专利文献CN2707778（一种次氯酸钠消毒液制备机，2005.07.06）提出的一种在机壳内设有盐水箱和次氯酸钠发生器的消毒液制备装置，开机后，能快速连续的制出浓度准确稳定的消毒原液，适于在家庭、医院、宾馆、餐厅、发廊、养殖场、食品厂等地方杀菌消毒使用。由于该制备装置选择次氯酸钠作为消毒液，次氯酸钠在使用过程中会对人体造成危害，具有安全隐患，不利于广泛推广应用。
又如专利文献CN204643915U（一种制备养殖用绿色消毒液的系统装置，2015.09.16）提出的一种通过循环电解含微量氯化钠的自来水，以获得具有优良杀菌能力的电解水制备装置，绿色环保，与传统的化学消毒剂相比较有显著优势。该制备装置虽然选择自来水作为电解液，但由于自来水中氯离子的含量极低，若需获得具有杀菌能力的电解水则需要对电解过程进行控制，制备成本高，制备时间长。
基于上述情况，本发明提出了一种消毒杀菌药液制备装置，该制备装置设计合理，能有效控制水体中病原微生物和藻类的数量，减少养殖动物的发病概率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水处理药液制备装置，该装置解决了水产养殖中实现杀菌液现制现用的技术问题，以池塘水为处理水体，引入药液发生器，通过电解反应制得杀菌液，与使用传统消毒制剂相比，可节约成本在80%以上，除此之外，该制备装置的主要部件均设置在机壳内，还可为水产养殖提供结构紧凑、实用、方便的使用环境，适宜广泛推广使用。
本发明通过下述技术方案实现：一种水处理药液制备装置，包括机壳和设置于机壳内的水泵、药液发生器、控制器，控制器上连接有电源并通过电信号连接水泵和药液发生器，在机壳上设有入水口和出水口，所述的药液发生器为设有电解液入口和杀菌液出口的电解槽，所述水泵连接入水口和电解液入口，出水口连接杀菌液出口。
本发明适用于水产养殖领域，使用机壳用于保护和安置水泵、电解槽、控制器、电源等部件，使用时，以池塘水为引入水体，无需添加任何化学药品，只需使用食用盐提供氯离子，经电解槽的电化学反应现场制备得到杀菌液，然后投入使用，是一种小型、实用、方便的杀菌液制备装置。
为方便使用和灵活组装，在本发明中，所述的电解槽包括内设有模块的模具外壳，模块包括极板和模具板，极板卡嵌于模具板内，模具板呈叠加式安装并包覆于模具外壳内，在模具板上设有与模具外壳连通的进水孔和出水孔。
在所述的模具板上设有限制水流呈S型流动的档条，档条能延长水体经过电解槽的时间。
所述模块的数量为四组，四组模块环绕设置，每组模块中模具板和极板的数量为八块，极板为钛材镀贵金属极板，模具外壳和模具板为改性聚苯乙烯塑料制作而成。在本发明中，八块极板正、负极交替叠加使用，由于极板正负极板模型一样，在组装过程中接线头采用反向组装的方式，模具板开模采用对称设计，为后期极板的多样性提供便利。
为进一步的加强本发明的内部空间优化，缩小设备体积，本发明在所述的机壳内设有隔板，所述隔板将机壳内的空腔设置成由上至下的三层容纳空间，一层容纳空间设置控制器，一层容纳空间设置电源，一层容纳空间设置药液发生器和水泵，入水口和出水口设置在对应有药液发生器和水泵的容纳空间的机壳侧壁。
所述的水泵为高压隔膜泵，本发明使用高压隔膜泵的目的是：体积小、耐腐蚀、自吸式、水流量大，能到达600～700L/h，能满足设备小型化的同时，达到水流量、生产时间与药液有效性浓度效果三者的一定比例关系。
为加强本发明的控制性能，所述的控制器为PLC控制器，实际使用时，PLC控制器主要控制水泵的启/停；控制电解槽的供电电源的启/停；控制电解槽反应效率电流、电压参数的调节；定时电源供给电解槽反应时间的设定；电解槽内部正、负极时间的设定；制备药液剩余时间的显示、反应过程中电流、电压的显示等等。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
（1）本发明解决了现有技术中使用化学药品消毒杀菌成本高的问题，采用现制现用的药液发生器，以池塘水为进入水体，经电化反应可制备得到安全无污染具备高效杀菌效果的复合杀菌电化水，适用于池塘水质、鱼虾体表消毒、清塘消毒杀菌等水产产业链的应用，且成本低廉。
（2）本发明原理简单，使用时，以池塘水为引入水体，无需添加任何化学药品，只需使用食用盐提供氯离子，经电解槽的电化学反应现场制备得到杀菌液，在池塘养殖过程中，利用生产的复合、高效的杀菌效果，可实现杀菌率达99.9%。
（3）本发明结构设计合理，水泵、电解槽、控制器、电源等部件分三层隔离安置在机壳内，方便使用的同时，还能节约装置体积，便于使用。
（4）本发明涉及的电解槽通过电化学反应，可制备得到含有效氯浓度为500mg/L、臭氧50mg/L、过氧化氢50 mg/L、pH=8.0～9.0、氧化还原电位为800-1300mV的杀菌电化水（杀菌液），经实践证明，该杀菌电化水定量杀菌结果表现出，1mL杀菌电化水作用时间1min内，处理细菌浓度106-107常见菌：金黄色葡萄球菌、大肠埃希菌、白色念珠菌、枯草芽孢杆菌，杀菌率100%；1mL杀菌电化水作用时间1min内，处理细菌浓度在107-108的不动杆菌、维氏气单胞菌、豚鼠气单胞菌、嗜水气单胞菌，杀菌率达100%。
附图说明
图1为本发明的流程框图。
图2为本发明模具外壳的结构示意图。
图3为本发明模具板的结构示意图。
图4为本发明的结构示意图。
图5为第二次实验中10L3‰浓度食盐水的电解曲线图。
图6为第三、四次试验中30L3‰浓度食盐水的电解曲线图。
其中，1—机壳，2—水泵，3—药液发生器，4—控制器，5—电源，6—入水口，7—出水口，8—模具外壳，9—极板，10—模具板，11—进水孔，12—出水孔，13—档条，14—隔板。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1：
本实施例提出了一种水处理药液制备装置，包括机壳1和设置于机壳1内的水泵2、药液发生器3、控制器4，上述结构的连接方式如图1所示，控制器4上连接有电源5并通过电信号连接水泵2和药液发生器3，在机壳1上设有入水口6和出水口7，药液发生器3为设有电解液入口和杀菌液出口的电解槽，所述水泵2连接入水口6和电解液入口，出水口7连接杀菌液出口。
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上对电解槽进行了限定，如图2、图3所述，电解槽包括内设有模块的模具外壳8，模块包括极板9和模具板10，极板9卡嵌于模具板10内，模具板10呈叠加式安装并包覆于模具外壳8内，在模具板10上设有与模具外壳8连通的进水孔11和出水孔12，模具板10上还设有限制水流呈S型流动的档条13，水流方向如图3虚线所示。
在本实施例中，模块的数量为四组，四组模块环绕设置，每组模块中模具板10和极板9的数量为八块，极板9为钛材镀贵金属极板，模具外壳8和模具板10为改性聚苯乙烯塑料制作而成。
实施例3：
本实施例与实施例2的区别在于，本实施例在机壳1内设有隔板14，如图4所示，隔板14将机壳1内的空腔设置成由上至下的三层容纳空间，一层容纳空间设置控制器4，一层容纳空间设置电源5，一层容纳空间设置药液发生器3和水泵2，入水口6和出水口7设置在对应有药液发生器3和水泵2的容纳空间的机壳1侧壁。
在本实施例中，水泵2采用高压隔膜泵，控制器4采用PLC控制器。
为测定本实施例的有效性，将本实施例制备得到的杀菌液（杀菌电化水）与二氧化氯鱼药进行成分分析和有效氯测定。
（一）对杀菌电化水的有效氯浓度进行测定，试验方法如下：
第一、第二次试验参照环境标准“HJ551-2009水质 二氧化氯的测定 碘量法”和国标“5750.11-2006 生活饮用水标准检验方法 消毒剂指示碘量法”测定电化食盐水及活性二氧化氯有效氯浓度。如表1、表2所示。
表1杀菌电化水与二氧化氯鱼药成分分析及有效氯测定 第一次试验
表2 杀菌电化水与二氧化氯鱼药成分分析及有效氯测定 第二次试验
第三、第四次试验参照国标“5750.11-2006生活饮用水标准检验方法 消毒剂指示碘量法”测定电化食盐水有效氯浓度。如表3所示。
表3
照上述几次重复试验可得，复合杀菌水主要成分为次氯酸（ClO-）、二氧化氯（ClO2）、亚氯酸盐（ClO2 -）、氯气（Cl2），如有效氯浓度提高到1205.3～1985.2mg/L范围内的某一数值时，即开始产生氯酸盐（ClO3 -）。
根据第二次实验数据，10L3‰浓度食盐水电解曲线如图5所示，其中五步碘量法所测数值比国标法大，我们以国标法为准，总体上接近直线上升趋势。
根据第三和第四次试验数据，30L3‰浓度食盐水电解曲线如图6所示，基本上为直线上升趋势。
另，按照国标法测定的有效氯浓度准确值与快速检测试纸所测基本吻合，一般试纸刚刚显示达到500ppm的杀菌电化水实际有效氯浓度为433-478mg/L。
（二）对二氧化氯鱼药进行有效氯测定：
按照所购买二氧化氯鱼药所示，配制标准配法：一当量二氧化氯放入十当量水体中溶解，搅拌静置15min后，稀释2000倍后泼洒到池塘，治疗用量约为100g/亩·米。故所配二氧化氯标准溶液的质量浓度为50mg/L，该溶液按国标法测不出，可能在国标法检测限以下，因此放大质量浓度检测。
按国标法所得数据，选择第四次试验数据进行计算：5.5g/L质量浓度的二氧化氯溶液测得有效氯浓度为1196.3mg/L，如此换算二氧化氯标准溶液（50mg/L）的有效氯浓度为10.88mg/L。而将100g二氧化氯放入1亩·米，即达到0.15mg/L的质量浓度，换算成有效氯的浓度即为0.033mg/L。
综合上述所述：按照二氧化氯鱼药所示用法配制出的二氧化氯标准溶液有效氯浓度为10.88mg/L，泼洒到1亩·米池塘后水体有效氯浓度为0.033mg/L。因此，同等条件下，复合杀菌水杀菌效率优于二氧化氯。
为确定本实施例杀菌电化水泼洒池塘的最佳用量，将本实施例制备得到的杀菌液（杀菌电化水）与二氧化氯进行杀菌对比试验。参照国标GB 4789-2010采用稀释平板法，36℃±1 ℃培养 48 h±2 h后进行计数。
实验过程如下：
第一步：30L3‰浓度食盐水电解制备复合杀菌水，500ppm即可，同时配制5g/L质量浓度二氧化氯溶液，并以国标法测定两种溶液的有效氯浓度；
第二步：按照有效氯当量相同的原则，计算30L池塘水体需施加5g/L质量浓度二氧化氯溶液的量以及500ppm复合杀菌水的量，此为理论用量；
第三步：取若干塑料桶，洗净，置入30L池塘水，其一按第二步计算用量添加5g/L质量浓度二氧化氯溶液，其二按第二步计算用量添加500ppm复合杀菌水，剩余的塑料桶按500ppm杀菌电化水理论用量翻倍（表格中以倍数计）加入；搅拌均匀后静置，取静置前以及30min后的水样，检测菌落总数。实验数据如表4、表5所示。
表4
表5
综合三次试验的数据，可知：
1）市场上二氧化氯标准用法投加到池塘中，整体有效氯浓度仅为0.033mg/L，按此有效氯当量对水体消毒，二氧化氯鱼药的杀菌率仅19.6%，复合杀菌水的杀菌率仅为17.6%，两者杀菌率接近；
2）按有效氯当量逐步放大，从1倍到33.3倍，杀菌率逐渐增大，9倍时杀菌率达58.8%，33.3倍时杀菌率达到99.99%以上，虽此倍数下二氧化氯鱼药杀菌率也为99.99%，但细菌总量远比杀菌电化水组多1个数量级（二氧化氯组细菌总数为1.5×103，杀菌水组为1.0×102），因此，当用量增大到33.3倍时，复合杀菌水具有显著的优势；
3）有效氯500ppm复合杀菌水理论用量为30L池塘水体投加1.73mL，换算成1亩·米水体即施加38.46L。建议池塘泼洒时500ppm复合杀菌水最佳用量选定在9～33.3倍理论用量，此用量时杀菌率远高于1倍理论用量，但实际应用时仍按照实际情况定。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种水处理药液制备装置，其特征在于：包括机壳（1）和设置于机壳（1）内的水泵（2）、药液发生器（3）、控制器（4），控制器（4）上连接有电源（5）并通过电信号连接水泵（2）和药液发生器（3），在机壳（1）上设有入水口（6）和出水口（7），所述的药液发生器（3）为设有电解液入口和杀菌液出口的电解槽，所述水泵（2）连接入水口（6）和电解液入口，出水口（7）连接杀菌液出口，
所述的电解槽包括内设有模块的模具外壳（8），模块包括极板（9）和模具板（10），极板（9）卡嵌于模具板（10）内，模具板（10）呈叠加式安装并包覆于模具外壳（8）内，在模具板（10）上设有与模具外壳（8）连通的进水孔（11）和出水孔（12），在所述的模具板（10）上设有限制水流呈S型流动的档条（13），所述模块的数量为四组，四组模块环绕设置，每组模块中模具板（10）和极板（9）的数量为八块，极板（9）为钛材镀贵金属极板，模具外壳（8）和模具板（10）为改性聚苯乙烯塑料制作而成，
在所述的机壳（1）内设有隔板（14），所述隔板（14）将机壳（1）内的空腔设置成由上至下的三层容纳空间，一层容纳空间设置控制器（4），一层容纳空间设置电源（5），一层容纳空间设置药液发生器（3）和水泵（2），入水口（6）和出水口（7）设置在对应有药液发生器（3）和水泵（2）的容纳空间的机壳（1）侧壁。
2.根据权利要求1所述的一种水处理药液制备装置，其特征在于：所述的水泵（2）为高压隔膜泵。
3.根据权利要求2所述的一种水处理药液制备装置，其特征在于：所述的控制器（4）为PLC控制器。
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