CN111646537A - 一种低温等离子水处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温等离子水处理装置，包括复数的高压电源、复数的等离子射流喷枪、储水室、进水单元、出水单元、供气单元以及底架；高压电源的一端通过气管与供气单元连接，高压电源的另一端与等离子射流喷枪对应连接；等离子射流喷枪固定于储水室上，等离子射流喷枪的口部插入储水室中；进水单元与储水室的进水口连接，出水单元与储水室的出水口连接；高压电源、进水单元和出水单元均固定于底架内部，储水室固定设于底架的上部，供气单元固定设于底架的一侧。本发明装置处理效率高，与水的作用体积大，能量利用率高，对气体的要求低；同时，由于水体与等离子体气体直接接触，产生的活性粒子浓度十分高；放电过程中稳定性优异。

Description

一种低温等离子水处理装置

技术领域

本发明属于水体杀菌消毒装置技术领域，具体涉及一种低温等离子水处理装置。

背景技术

随着人类日益增长的物质需求，对饮食品质的提高要求与日俱增，从植物灌溉生长到各种食材清洗，各个环节对水的用量越来越大，但是各种水源差别较大，一方面随着环境污染越来越严重，空气污染也会导致清洁的水中慢慢也会吸附有一定的污染物，另一方面，随着现有各种包装技术和养殖技术的发展，对于各种药物的使用越来越多，有一定的药物残留，果蔬肉类等食材使用之前都要经过水的清洗，还有自来水管道中也会长期富集有各种微生物等杂质，长期富集微生物，以及难清洗物品时，清洗难度大，浪费水，同时也会加入一定化学洗涤用品，也会造成水体的二次污染等等。因此如何制备一种高活性消毒水，不仅能够杀灭各种水源中的微生物，对水质能够有一定优化作用，提高清洗效率的同时，能够促进反应，达到节约用水的目标非常重要。

大气压冷等离子体是一种常温非平衡等离子体，是气体在大气压下由于得到外部强辐射、高电压和强度较高磁场的作用下而形成的总体接近室温的等离子体，其中含大量活性物质，包括带电粒子、具有化学活性的亚稳态物质(如臭氧、氢氧自由基和氧原子等)。研究显示，等离子体可对微生物及化学物质(如乙醇、乙醛、丙酮、苯、樟脑、丁烷、矿物油、有机氯、氰化物、硫化物、烷基化物等)进行杀灭及分解，使其变为无害物质(二氧化碳、水蒸汽、氧气等)。在整个反应过程中，条件温度基本维持在38℃~47℃。研究表明，等离子体能每1cm³产生一万亿多的自由基，因此它是有效的杀菌剂，等离子活性水也被证实能替代农药，抑制病菌虫害。

现有的利用放电等离子体对污水进行处理的方法和技术中，大多将高压电极位于液面以上，不与液面直接接触。等离子体直接作用于气体，其放电产物再进一步与液体相作用。由于放电气体中大部分活性粒子的寿命很短，其氧化作用无法得到充分利用。此外，也有采用等离子体在水体表面进行活化的方式，等离子体与水体接触仅仅停留在表面，作用面积小，而且对水面的平整度要求高，易行成短路，电极寿命低，故障率高；大量活性离粒子与水体没有足够的作用时间，没有得到充分利用，能量利用率低，需要专门的搅拌装置促进混合，导致此类装置结构复杂，成本高，功能单一，参数可调节性差等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的采用等离子体射流制备活性水的方法处理效率低，与水的作用体积小，能量利用率低，对气体的要求高，产量低，产生的活性粒子浓度不高，高压电极寿命短，引起电化学腐蚀，放电稳定性差等问题，提供一种低温等离子水处理装置，从而实现大量等离子体活性消毒水的生产。

本发明通过以下技术方案实现：

一种低温等离子水处理装置，包括复数的高压电源、复数的等离子射流喷枪、储水室、进水单元、出水单元、供气单元以及底架；所述高压电源的一端通过气管与供气单元连接，高压电源的另一端与等离子射流喷枪对应连接，供气单元产生的压缩空气经由高压电源进入等离子射流喷枪，在高压的激发下产生等离子体；所述的等离子射流喷枪固定于储水室上，等离子射流喷枪的口部插入储水室中，用于对储水室内的水体进行杀菌消毒处理；所述进水单元与储水室的进水口连接，所述出水单元与储水室的出水口连接；所述的高压电源、进水单元和出水单元均固定于底架内部，所述的储水室固定设于底架的上部，所述的供气单元固定设于底架的一侧。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的底架的内部设有第一腔室、第二腔室和第三腔室；所述第一腔室内设有进水单元，所述第三腔室内设有出水单元，所述第二腔室内设有高压电源；所述底架顶面对应第二腔室的位置设有储水室。

上述的储水室包括储水箱体、盖板、进水阀门、进水流量表、出水阀门、出水流量表以及排气阀门；所述的盖板盖合于储水箱体上，储水箱体的底部与底架的顶面固定，储水箱体的两侧对应设有进水口和出水口，进水口连接有进水阀门和进水流量表，出水口连接有出水阀门和出水流量表；盖板上设有排气口阀门，用于排出储水箱体内多余的气体；储水箱体的侧面设有与等离子射流喷枪数目对应的观察窗，用于观察储水室内对应的等离子射流喷枪的放电状况。

上述的等离子射流喷枪与高压电源一一对应，等离子射流喷枪的口部穿过盖板伸入储水箱体内，并完全浸入水体中，从枪口喷出的等离子气直接通入水体中；等离子射流喷枪与盖板的连接处设有喷枪固定圈，等离子射流喷枪通过喷枪固定圈上的锁紧螺钉与盖板连接，通过调节锁紧螺钉调节等离子射流喷枪插入的深度。

上述的进水单元和出水单元对称设置在储水室的两侧，进水单元包括进水水泵和进水桶，出水单元包括出水水泵和出水桶；所述的进水桶内存放处理前的水体，进水桶通过管道与储水箱体的进水口连接，进水桶与储水箱体的进水口连接的管道上设有进水水泵；所述的出水桶内存放处理后的水体，出水桶通过管道与储水箱体的出水口连接，出水桶与储水箱体的出水口连接的管道上设有出水水泵；所述的进水桶和出水桶之间还设有回流水泵，通过回流水泵将处理后的水体由出水水桶抽回进水水桶中。

上述的底架的顶面安装有进水泵调速旋钮、出水泵调速旋钮和回流泵调速旋钮，所述的进水泵调速旋钮用于调节进水水泵的开关和大小，所述的出水泵调速旋钮用于调节出水水泵的开关和大小，所述回流泵调速旋钮用于调节回流水泵的开关和大小。

上述的供气单元包括空气压缩机，三联件以及油水分离器，所述的三联件和油水分离器均固定连接在底架的侧壁上；所述的空气压缩机的出气端与三联件的进气口连接，三联件的出气口与油水分离器的进气口连接，油水分离器的出气口通过气管与高压电源连接，空气压缩机产生压缩空气经由三联件和油水分离器形成稳定干净的气源给高压电源供气。

上述的第二腔室背面装有可拆卸的活门板，所述活门板上装有散热口和散热风扇。

上述的底架底面的四角设有万向轮。

本发明的有益效果为：

本发明通过将待处理的水体通过水泵通入储水室中，将水面没过等离子射流喷枪的喷枪口，使得射流喷枪产生的等离子气喷入水体中，实现大量等离子体活性消毒水的生产。本发明采用等离子体射流制备活性水的方法处理效率高，与水的作用体积大，能量利用率高，对气体的要求低；同时，由于水体与等离子体气体直接接触，产生的活性粒子浓度十分高；且本发明通过高压电源连接射流喷枪的方式，相比于传统的放电方式，大幅提高电极寿命，不易引起电化学腐蚀，放电过程中稳定性优异，水体经过等离子体处理后，其瞬间的pH值，氧化还原电位等水质参数未发生变化，累计处理20分钟后，仅仅水的PH值降低5-6，其他并不发生改变，但各种活性粒子的存在改变了细菌病毒赖以生存的条件，使其不能继续存活，达到杀菌的目的。

附图说明

图1为本发明装置的整体结构示意图。

图2为本发明储水室与等离子射流喷枪连接示意图。

图3为本发明进水单元与出水单元连接示意图。

图4为本发明供气单元结构示意图。

图5为本发明底架的结构示意图。

图中序号，1-高压电源、2-等离子射流喷枪、3-储水室、7-底架、21-喷枪固定圈、22-锁紧螺钉、31-储水箱体、32-盖板、33-进水阀门、34-进水流量表、35-出水阀门、36-出水流量表、37-排气阀门、38-观察窗、41-进水水泵、42-进水桶、51-出水水泵、52-出水桶、81-回流水泵、411-进水泵调速旋钮、511-出水泵调速旋钮、811-回流泵调速旋钮、61-空气压缩机、62-三联件、63-油水分离器、71-第一腔室、72-第二腔室、73-第三腔室、74-活门板、75-散热口、76-散热风扇、77-万向轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。

参见图1，一种低温等离子水处理装置，包括复数的高压电源1、复数的等离子射流喷枪2、储水室3、进水单元、出水单元、供气单元以及底架7；所述高压电源1的一端通过气管与供气单元连接，高压电源1的另一端与等离子射流喷枪2对应连接，供气单元产生的压缩空气经由高压电源1进入等离子射流喷枪2，在高压的激发下产生等离子体，优选的，所述高压电源采用PG系列型号，其产生的高压和频率可调节，所述高压电源还可检测和控制气流量的大小；所述的等离子射流喷枪2固定于储水室3上，等离子射流喷枪2的口部插入储水室3中，用于对储水室3内的水体进行杀菌消毒处理，优选的，等离子射流喷枪采用PG-P系列型号；所述进水单元与储水室3的进水口连接，所述出水单元与储水室3的出水口连接；所述的高压电源1、进水单元和出水单元均固定于底架7内部，所述的储水室3固定设于底架7的上部，所述的供气单元固定设于底架7的一侧，参见图1和图5，本实施例中，所述底架7的内部设有第一腔室71、第二腔室72和第三腔室73；所述第一腔室71内设有进水单元，所述第三腔室73内设有出水单元，所述第二腔室72内设有高压电源1；所述底架7顶面对应第二腔室72的位置设有储水室3。

本实施例中，参见图2，所述的储水室3包括储水箱体31、盖板32、进水阀门33、进水流量表34、出水阀门35、出水流量表36以及排气阀门37，储水室的材料为304不锈钢；所述的盖板32盖合于储水箱体31上，储水箱体31的底部与底架7的顶面固定，储水箱体31的两侧对应设有进水口和出水口，进水口连接有进水阀门33和进水流量表34，出水口连接有出水阀门35和出水流量表36，用于调节进水流量流速和出水流量流速；盖板32上设有排气阀门37，用于排出储水箱体31内多余的气体；储水箱体31的侧面设有与等离子射流喷枪2数目对应的观察窗38，用于观察储水室内对应的等离子射流喷枪的放电状况。

本实施例中，参见图2，所述的等离子射流喷枪2与高压电源1一一对应，优选的，等离子射流喷枪2与高压电源1均设置与四组，等离子射流喷枪2的口部穿过盖板32伸入储水箱体31内，并完全浸入水体中，从枪口喷出的等离子气直接通入水体中；等离子射流喷枪2与盖板32的连接处设有喷枪固定圈21，等离子射流喷枪2通过喷枪固定圈21上的锁紧螺钉22与盖板32连接，通过调节锁紧螺钉22进而调节等离子射流喷枪2插入的深度。

本实施例中，参见图3，所述的进水单元和出水单元对称设置在储水室3的两侧，进水单元包括进水水泵41和进水桶42，出水单元包括出水水泵51和出水桶52；所述的进水桶42内存放处理前的水体，进水桶42通过管道与储水箱体31的进水口连接，进水桶42与储水箱体31的进水口连接的管道上设有进水水泵41；所述的出水桶52内存放处理后的水体，出水桶52通过管道与储水箱体31的出水口连接，出水桶52与储水箱体31的出水口连接的管道上设有出水水泵51；所述的进水桶42和出水桶52之间还设有回流水泵81，通过回流水泵81将处理后的水体由出水桶52抽回进水桶42中。参见图5，所述底架7的顶面安装有进水泵调速旋钮411、出水泵调速旋钮511和回流泵调速旋钮811，所述的进水泵调速旋钮411用于调节进水水泵41的开关和大小，所述的出水泵调速旋钮511用于调节出水水泵51的开关和大小，所述回流泵调速旋钮511用于调节回流水泵81的开关和大小。

本实施例中，参见图4，所述的供气单元包括空气压缩机61，三联件62以及油水分离器63，所述的三联件62和油水分离器63均固定连接在底架7的侧壁上；所述的空气压缩机61的出气端与三联件62的进气口连接，三联件62的出气口与油水分离器63的进气口连接，油水分离器63的出气口通过气管与高压电源1连接，空气压缩机61产生压缩空气经由三联件62和油水分离器63形成稳定干净的气源给高压电源1供气。

本实施例中，所述第二腔室72背面装有可拆卸的活门板74，所述活门板74上装有散热口75和散热风扇76，有利于装置运行过程中的散热。

本实施例中，所述底架7底面的四角设有万向轮77，方便整体装置的移动。

本发明的具体运行过程：

首次使用时，将需要处理的水体存放于进水单元的进水桶中，待处理的水体在进水水泵的作用下进入储水室，通过观察窗观察储水室内水体的位置，保证等离子射流喷枪完全浸入水体内，然后打开供气单元，供气单元产生的压缩空气经由高压电源进入射流喷枪，在高压的激发下产生等离子体，等离子体处理会直接处理水体中的有害细菌、微生物等，达到对储水室内的水体杀菌消毒的目的，然后处理后的水体在出水水泵的作用下进入出水单元的出水桶中，实现大量等离子体活性消毒水的生产，本发明还可以将处理后水体再次抽回，进行重复处理以达到完全消毒的效果。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种低温等离子水处理装置，其特征在于：包括复数的高压电源(1)、复数的等离子射流喷枪(2)、储水室(3)、进水单元、出水单元、供气单元以及底架(7)；所述高压电源(1)的一端通过气管与供气单元连接，高压电源(1)的另一端与等离子射流喷枪(2)对应连接，供气单元产生的压缩空气经由高压电源(1)进入等离子射流喷枪(2)，在高压的激发下产生等离子体；所述的等离子射流喷枪(2)固定于储水室(3)上，等离子射流喷枪(2)的口部插入储水室(3)中，用于对储水室(3)内的水体进行杀菌消毒处理；所述进水单元与储水室(3)的进水口连接，所述出水单元与储水室(3)的出水口连接；所述的高压电源(1)、进水单元和出水单元均固定于底架(7)内部，所述的储水室(3)固定设于底架(7)的上部，所述的供气单元固定设于底架(7)的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种低温等离子水处理装置，其特征在于：所述底架(7)的内部设有第一腔室(71)、第二腔室(72)和第三腔室(73)；所述第一腔室(71)内设有进水单元，所述第三腔室(73)内设有出水单元，所述第二腔室(72)内设有高压电源(1)；所述底架(7)顶面对应第二腔室(72)的位置设有储水室(3)。

3.根据权利要求2所述的一种低温等离子水处理装置，其特征在于：所述的储水室(3)包括储水箱体(31)、盖板(32)、进水阀门(33)、进水流量表(34)、出水阀门(35)、出水流量表(36)以及排气阀门(37)；所述的盖板(32)盖合于储水箱体(31)上，储水箱体(31)的底部与底架(7)的顶面固定，储水箱体(31)的两侧对应设有进水口和出水口，进水口连接有进水阀门(33)和进水流量表(34)，出水口连接有出水阀门(35)和出水流量表(36)；盖板(32)上设有排气阀门(37)，用于排出储水箱体(31)内多余的气体；储水箱体(31)的侧面设有与等离子射流喷枪(2)数目对应的观察窗(38)，用于观察储水室内对应的等离子射流喷枪的放电状况。

4.根据权利要求3所述的一种低温等离子水处理装置，其特征在于：所述的等离子射流喷枪(2)与高压电源(1)一一对应，等离子射流喷枪(2)的口部穿过盖板(32)伸入储水箱体(31)内，并完全浸入水体中，从枪口喷出的等离子气直接通入水体中；等离子射流喷枪(2)与盖板(32)的连接处设有喷枪固定圈(21)，等离子射流喷枪(2)通过喷枪固定圈(21)上的锁紧螺钉(22)与盖板(32)连接，通过调节锁紧螺钉(22)进而调节等离子射流喷枪(2)插入的深度。

5.根据权利要求3所述的一种低温等离子水处理装置，其特征在于：所述的进水单元和出水单元对称设置在储水室(3)的两侧，进水单元包括进水水泵(41)和进水桶(42)，出水单元包括出水水泵(51)和出水桶(52)；所述的进水桶(42)内存放处理前的水体，进水桶(42)通过管道与储水箱体(31)的进水口连接，进水桶(42)与储水箱体(31)的进水口连接的管道上设有进水水泵(41)；所述的出水桶(52)内存放处理后的水体，出水桶(52)通过管道与储水箱体(31)的出水口连接，出水桶(52)与储水箱体(31)的出水口连接的管道上设有出水水泵(51)；所述的进水桶(42)和出水桶(52)之间还设有回流水泵(81)，通过回流水泵(81)将处理后的水体由出水桶(52)抽回进水桶(42)中。

6.根据权利要求5所述的一种低温等离子水处理装置，其特征在于：所述底架(7)的顶面安装有进水泵调速旋钮(411)、出水泵调速旋钮(511)和回流泵调速旋钮(811)，所述的进水泵调速旋钮(411)用于调节进水水泵(41)的开关和大小，所述的出水泵调速旋钮(511)用于调节出水水泵(51)的开关和大小，所述回流泵调速旋钮(511)用于调节回流水泵(81)的开关和大小。

7.根据权利要求1所述的一种低温等离子水处理装置，其特征在于：所述的供气单元包括空气压缩机(61)，三联件(62)以及油水分离器(63)，所述的三联件(62)和油水分离器(63)均固定连接在底架(7)的侧壁上；所述的空气压缩机(61)的出气端与三联件(62)的进气口连接，三联件(62)的出气口与油水分离器(63)的进气口连接，油水分离器(63)的出气口通过气管与高压电源(1)连接，空气压缩机(61)产生压缩空气经由三联件(62)和油水分离器(63)形成稳定干净的气源给高压电源(1)供气。

8.根据权利要求2所述的一种低温等离子水处理装置，其特征在于：所述第二腔室(72)背面装有可拆卸的活门板(74)，所述活门板(74)上装有散热口(75)和散热风扇(76)。

9.根据权利要求2所述的一种低温等离子水处理装置，其特征在于：所述底架(7)底面的四角设有万向轮(77)。

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