CN204454665U - 一种流光放电等离子体水消毒装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种流光放电等离子体水消毒装置，包括流光电晕等离子体反应器、电源和储水装置，所述电源用于给所述流光电晕等离子体反应器提供反应电压，所述储水装置用于盛装污水，所述流光电晕等离子体反应器与所述储水装置间通过空气管路连通，所述流光电晕等离子体反应器连接一空压机，所述空压机向所述流光电晕等离子体反应器内送入压缩空气。与现有技术相比，本实用新型的流光放电等离子体水消毒装置具有更强的污水消毒能力。
Description
技术领域
本实用新型属于污水处理技术领域，涉及一种流光放电等离子体水消毒装置。
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。
目前，利用流光放电制备等离子体是常用的手段，因此，一种流光放电等离子体水消毒装置是将该技术应用于实践的设备，该种设备用于污水处理时，其消毒能力主要决定于前期流光放电制备等离子体自由基时空气电离产生的等离子体自由基数量，数量越多则消毒能力越强，现有技术中，往往由于实际通入污水中的混杂着等离子体自由基的空气包含 的等离子体自由基溶度低，消毒效果并不明显。
实用新型内容
本实用新型的目的为了克服现有技术中的不足，提出一种消毒能力强的流光放电等离子体水消毒装置。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种流光放电等离子体水消毒灭菌装置，其至少包括有流光电晕等离子体反应器、电源和储水装置，上述电源与流光电晕等离子体反应器电连接，流光电晕等离子体反应器的出气口通过空气管路与储水装置连接；另外还设有一空压机，该空压机连接至流光电晕等离子体反应器的进气口并且其工作时向该流光电晕等离子体反应器内输送压缩空气以及提供整个装置空气流动的动力。
上述电源用于提供该流光电晕等离子体反应器的反应电压，流光电晕等离子体反应器在电源电压的作用下放电从而将输入该流光电晕等离子体反应器内的压缩空气电离产生等离子体自由基(包括H+、OH-、O、H及·OH等自由基，还有O3、O2、H2O2、电子、H2O-离子团等)，而储水装置则用来盛装污水；随后流光电晕等离子体反应器内被电离过的空气随空气管路进入储水装置，从而对储水装置内的污水进行消毒。
由于本装置设置有空压机并向流光电晕等离子体反应器内输送压缩空气，较现有技术中电离常压空气相比，压缩空气溶度高，电离后产生的等离子体自由基溶度也就越高，这些混杂着较高溶度的空气通入储水装置后，对储水装置内的污水起到更好的消毒效果，因此是一种消毒能力强的污水消毒灭菌装置。
实际应用中，一般选用功率较大的空压机输送压缩空气，而选用管径相对较小的空气管路，通过将输入流光电晕等离子体反应器内的空气流量设置得大于空气管路排出的空气，可实现保证流光电晕等离子体反应器内气压恒定，从而连续地对储水装置中的污水进行消毒。
优选的，所述空压机与所述流光电晕等离子体反应器之间设有加热器，压缩空气经过加热器加热后输入流光电晕等离子体反应器内。加热压缩空气更有利于流光电晕，温度越高流光电晕效果越好。
或者，优选的，所述空压机与所述流光电晕等离子体反应器之间连接有混合腔，还包括一氧化氮气瓶，该一氧化氮气瓶的出气口通过管路与混合腔连接，压缩空气加热后与所 述一氧化氮气瓶输出的一氧化氮气体在所述混合腔均匀混合后输入所述流光电晕等离子体反应器内。混合一氧化氮气体使得压缩空气更加均匀，更有利于流光电晕。
上述通过加热压缩空气以提高电晕效果的方式与压缩空气混合一氧化氮气体以提高电晕效果的方式二者任选其一，若要两者同时应用时，需将压缩空气先与一氧化氮气体混合后再对混合气体进行加热，这是因为一氧化氮气体具有冷却作用。
通常，等离子体自由基伴随空气通入污水中，在于污水进行接触后将污水中的大肠杆菌杀灭，达到消毒目的。因此，上述接触的时间及面积都将影响最后的消毒效果。为了延长上述等离子体自由基与污水中大肠杆菌的接触时间，通常可将上述空气管路连接于储水装置的下部，让该空气管路的出气口伸入到水底位置，这样从出气口出来的空气中的等离子体自由基就能从水底逐渐向上移动至水面，从而最大限度的延长了等离子体在污水中的停留时间，有助于提高消毒效果；另外针对通过增大接触面积来提高消毒效果的方式，可以采用在上述空气管路的出气口处设置鼓泡装置，该鼓泡装置将出气口的空气起到扩散的作用，从而达到增大等离子体自由基于污水接触面积的目的。该两种结构可同时应用于本次流光放电等离子体水消毒装置，效果更佳。
另外，在等离子体自由基制作上，实验证明高压及恒定的输入电压对流光电晕等离子体反应器内的等离子体自由基的产生率更高，因此上述电源选用高压电源，其输出电压在1至100千伏范围内可调；通过在电源与流光电晕等离子体反应器的连接线路上设置示波器，可以实时观察电压的变化情况，及时调节输入电压。
作为上述流光电晕等离子体反应器优选的结构方式，所述流光电晕等离子体反应器包括彼此相对的两电极；其中一个电极为芒刺状的电晕线，另一个电极为桶状不锈钢板，所述电晕线设于所述桶状不锈钢板内腔且与其内壁具有间隙；所述桶状不锈钢板两端设为开口状。
在上述优选的流光电晕等离子体反应器的结构方式下，所述电源的正极与电晕线连接，所述电源的负极与桶状不锈钢板连接并接地；或者，所述电源的正极与桶状不锈钢板连接，所述电源的负极与电晕线连接并接地。
优选的，所述桶状不锈钢板的桶内径为100mm，所述电晕线的直径为10mm，所述流光电晕等离子体反应器的长度为1000mm。
优选的，所述芒刺状的电晕线包括电晕线主体和相间地设置在电晕线主体外侧的芒刺结构，其相邻两个芒刺结构之间的间距为25mm。
优选的，所述芒刺结构包括环形主体和环设环形主体外圈的尖部。
附图说明
图1是本实用新型流光放电等离子体水消毒灭菌装置结构示意图；
图2是本实用新型流光电晕等离子体反应器的结构图；
图3是本实用新型的芒刺结构的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
参照附图1-3所示，本实用新型的一种流光放电等离子体水消毒灭菌装置，包括流光电晕等离子体反应器2、电源3和储水装置7，所述电源3用于给所述流光电晕等离子体反应器2提供反应电压，所述储水装置7用于盛装污水8，所述流光电晕等离子体反应器2的出气口与所述储水装置7间通过空气管路6连通，所述流光电晕等离子体反应器2的进气口连接一空压机1，所述空压机1向所述流光电晕等离子体反应器2内送入压缩空气。
在空压机1与流光电晕等离子体反应器2之间的管路上还设有加热器5，上述空压机1向流光电晕等离子体反应器2内输送的空气在输送至流光电晕等离子体反应器2之前，先经过加热器5加热，然后才进入流光电晕等离子体反应器2的。或者，在空压机1与流光电晕等离子体反应器2之间的管路上设有一混合腔10，另外还设有一个一氧化氮气瓶9，该一氧化氮气瓶9的出气口连接至混合腔10；上述空压机1向流光电晕等离子体反应器2内输送的空气在输送至流光电晕等离子体反应器2之前，在混合腔10中与一氧化氮气体混合，然后才进入流光电晕等离子体反应器2的。
上述电源3选用高压电源，其输出电压在1至100千伏范围内可调；在该电源3与流光电晕等离子体反应器2的连接线路上还设有示波器4；另外上述空气管路6的末端是出气口61，其通过在储水装置7的下部位置穿入并固定从而使出气口61伸入储水装置7内腔的底部，在出气口61处设有鼓泡装置62。
上述流光电晕等离子体反应器2包括彼此相对的两电极；其中一个电极为芒刺状的电晕线21，另一个电极为桶状不锈钢板22，所述电晕线21设于所述桶状不锈钢板22内腔且与其内壁具有间隙；所述桶状不锈钢板22两端设为开口状。
上述电源3的正极与电晕线21连接，上述电源3的负极与桶状不锈钢板22连接并接 地；或者，所述电源3的正极与桶状不锈钢板22连接，所述电源3的负极与电晕线21连接并接地。
上述桶状不锈钢板22的桶内径b为100mm，电晕线的直径c为10mm，流光电晕等离子体反应器的长度a为1000mm。
上述芒刺状的电晕线21包括电晕线主体211和相间地设置在电晕线主体211外侧的芒刺结构212，其相邻两个芒刺结构212之间的间距d为25mm。该芒刺结构212包括环状主体23和环形主体23外圈的尖部24。
与现有技术相比，本实用新型的流光放电等离子体水消毒灭菌装置由空压机向流光电晕等离子体反应器输入压缩空气，而且配合稳压阀的作用，流光电晕等离子体反应器内的空气压力高，空气溶度大，从而放电产生的等离子体自由基溶度大，用于对污水消毒具有更强的消毒能力。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型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，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型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，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种流光放电等离子体水消毒装置，包括流光电晕等离子体反应器、电源和储水装置，所述电源用于给所述流光电晕等离子体反应器提供反应电压，所述储水装置用于盛装污水，所述流光电晕等离子体反应器的出气口与所述储水装置通过空气管路连通，其特征在于，所述流光电晕等离子体反应器的进气口连接一空压机，所述空压机向所述流光电晕等离子体反应器内送入压缩空气。
2.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒装置，其特征在于，所述空压机与所述流光电晕等离子体反应器之间设有加热器，压缩空气经过加热器加热后输入流光电晕等离子体反应器内。
3.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒装置，其特征在于，所述空压机与所述流光电晕等离子体反应器之间连接有混合腔；还包括一氧化氮气瓶，该一氧化氮气瓶的出气口通过管路与混合腔连接，压缩空气加热后与所述一氧化氮气瓶输出的一氧化氮气体在所述混合腔均匀混合后输入所述流光电晕等离子体反应器内。
4.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒装置，其特征在于，所述空气管路连接于所述储水装置的下部，其出气口伸入储水装置内腔；所述空气管路的出气口处设有鼓泡装置。
5.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒装置，其特征在于，所述电源为高压电源，其输出电压在1至100千伏范围内可调。
6.根据权利要求1所述的一种流光放电等离子体水消毒装置，其特征在于，所述流光电晕等离子体反应器包括彼此相对的两电极；其中一个电极为芒刺状的电晕线，另一个电极为桶状不锈钢板，所述电晕线设于所述桶状不锈钢板内腔且与其内壁具有间隙；所述桶状不锈钢板两端设为开口状。
7.根据权利要求6所述的一种流光放电等离子体水消毒装置，其特征在于，所述电源的正极与电晕线连接，所述电源的负极与桶状不锈钢板连接并接地；或者，所述电源的正极与桶状不锈钢板连接，所述电源的负极与电晕线连接并接地。
8.根据权利要求6所述的一种流光放电等离子体水消毒装置，其特征在于，所述桶状不锈钢板的桶内径为100mm，所述电晕线的直径为10mm，所述流光电晕等离子体反应器的长度为1000mm。
9.根据权利要求6所述的一种流光放电等离子体水消毒装置，其特征在于，所述芒刺状的电晕线包括电晕线主体和相间地设置在电晕线主体外侧的芒刺结构，其相邻两个芒刺结构之间的间距为25mm。
10.根据权利要求9所述的一种流光放电等离子体水消毒装置，其特征在于，所述芒刺结构包括环形主体和环设环形主体外圈的尖部。
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| CN201520065122.9U CN204454665U (zh) | 2015-01-29 | 2015-01-29 | 一种流光放电等离子体水消毒装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN115594281A (zh) * | 2022-08-30 | 2023-01-13 | 西安西热水务环保有限公司（Cn） | 一种基于气体电离的高效氧化发生系统及方法 |
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Date of cancellation: 20200426 Granted publication date: 20150708 Pledgee: Guangzhou Branch of Guangzhou Bank Co., Ltd. Pledgor: GUANGDONG JIADE ENVIRONMENTAL PROTECTION TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: 2019440000126 |