CN209989118U - 等离子体与脉冲电场联用杀菌装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，该装置包括：等离子体灭菌装置用于对带菌液体进行均匀放电，以产生活性物质进行杀菌，获取等离子体处理后的带菌液体；脉冲电场装置与等离子体灭菌装置相连，脉冲电场装置用于在电场作用下，对等离子体处理后的带菌液体的芽孢的内外侧产生跨膜电压，以在跨膜电压累积到预设阈值后杀死芽孢，获取最终杀菌后的带菌液体。该装置通过联用等离子体灭菌装置和脉冲电场装置，先使用等离子体处理，再用脉冲电场杀灭，使得杀菌效果远高于单独作用的情况，且提高了处理效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及水体杀菌技术领域，特别涉及一种等离子体与脉冲电场联用杀菌装置。
背景技术
当前杀灭水中细菌病原体的等离子手段有很多，相关技术中有许多研究者提出了使用等离子体或者脉冲电场杀灭水中细菌的方法，但是大多数方法都是针对大肠杆菌等抗性较弱的细菌。想抗性较强细菌中的芽孢含水量极低，且外膜结构复杂，造成单独使用脉冲电场或者等离子体处理效果均不理想，效果欠佳。
等离子体在液体中单独作用时会先跟水反应产生活性物质，在通过液体扩散将活性物质传输到细胞表面，该过程大大削弱了等离子体的处理效果。而芽孢等具有特殊的外表面结构，活性物质更难进入，使得杀菌效果非常不理想。在脉冲电场单独作用处理液体中大肠杆菌之类的抗性较弱的细菌效果较好，在处理芽孢等细菌的时候，由于其含水量很低下很难发生极化，因此无法产生足够的跨膜电压破坏细胞。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本实用新型的目的在于提出一种等离子体与脉冲电场联用杀菌装置。
为达到上述目的，本实用新型提出了等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，包括：等离子体灭菌装置，所述等离子体灭菌装置用于对带菌液体进行均匀放电，以产生活性物质进行杀菌，获取等离子体处理后的带菌液体；脉冲电场装置，所述脉冲电场装置与所述等离子体灭菌装置相连，所述脉冲电场装置用于在电场作用下，对所述等离子体处理后的带菌液体的芽孢的内外侧产生跨膜电压，以在所述跨膜电压累积到预设阈值后杀死芽孢，获取最终杀菌后的带菌液体。
本实用新型的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，通过前一级等离子体放电，使得细菌荷电，后一极脉冲电场使得细菌产生跨膜电压破坏细胞结构，达到联合杀菌作用，使得杀灭芽孢类的强抗性细菌有着显著的效果，且杀灭效果强、处理速度快和处理量大。
进一步地，所述等离子体灭菌装置采用多层平板介质阻挡放电结构，表面涂层为多孔陶瓷，以大面积均匀放电产生活性物质。
可选地，还包括：第一供电组件，所述第一供电组件与所述等离子体灭菌装置相连，以提供满足第一预设条件的高频窄脉冲电源供电；第二供电组件，所述第二供电组件与所述脉冲电场装置相连，以提供满足第二预设条件的低频宽脉冲供电。
进一步地，所述等离子体灭菌装置包括：第一水箱、第一入水口、第一出水口、鼓气口、多孔鼓气板、存储室、第一电极、所述多孔陶瓷、接地母线、高压母线和排气孔。
可选地，所述脉冲电场装置包括：第二入水口、第二出水口、第二水箱和第二电极。
进一步地，所述第一水箱和所述第二水箱均为有机玻璃水箱，为所述带菌液体提供杀菌场所。
进一步地，所述带菌液体从所述第一入水口流入，将所述等离子体处理后的带菌液体从所述第一出水口流出，再从所述第二入水口流入所述脉冲电场装置内进一步杀菌，获取到所述最终杀菌后的带菌液体后从所述第二出水口流出。
进一步地，所述多孔陶瓷覆盖在所述第一电极外表面，以构成介质阻挡放电。
进一步地，在所述第二水箱两侧均放置一片所述第二电极，以连接在所述第二供电组件上，以产生脉冲电场杀菌。
本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本实用新型一个实施例的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置结构示意图；
图2是本实用新型一个实施例的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置中等离子体灭菌装置结构示意图；
图3是本实用新型一个实施例的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置中脉冲电场装置结构示意图。
附图标记说明：
10-等离子体与脉冲电场联用杀菌装置、100-等离子体灭菌装置、101-第一水箱、102-第一入水口、103-第一出水口、104-鼓气口、105-多孔鼓气板、106-存储室、107-第一电极、108-多孔陶瓷、109-接地母线、110-高压母线、111-排气孔、200-脉冲电场装置、201-第二入水口、202-第二出水口、203-第二水箱204-第二电极、300-第一供电组件和400-第二供电组件。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参照附图描述根据本实用新型实施例提出的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置。
图1是本实用新型一个实施例的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置结构示意图。
如图1所示，该等离子体与脉冲电场联用杀菌装置10包括：等离子体灭菌装置100和脉冲电场装置200。
其中，如图2所示，等离子体灭菌装置100用于对带菌液体进行均匀放电，以产生活性物质进行杀菌，获取等离子体处理后的带菌液体。
进一步地，等离子体灭菌装置包括：第一水箱101、第一入水口102、第一出水口103、鼓气口104、多孔鼓气板105、存储室106、第一电极107、多孔陶瓷108、接地母线109、高压母线110和排气孔111。
进一步地，在本实用新型的一个实施例中，等离子体灭菌装置采用多层平板介质阻挡放电结构，表面涂层为多孔陶瓷，以大面积均匀放电产生活性物质。其中，多孔陶瓷覆盖在第一电极外表面，以构成介质阻挡放电。
进一步地，等离子体灭菌装置底部有气道，可以鼓入氧气、空气和稀有气体等，进一步降低产生等离子体的电压，同时将等离子体产生的活性物质与液体充分混匀，提高杀菌效果。另外，等离子体灭菌装置的鼓气装置，将气体通入待处理液体进一步提高杀菌效果。
具体而言，第一水箱101为有机玻璃水箱是等离子体处理带菌液体的主要场所；第一入水口102带菌液体从该口流入；第一出水口103带菌液体从该口流出；鼓气口，104将气体从该口鼓入到存储室中，气体流速0.01-1L/min；多孔鼓气板105，该板由多孔材料构成，气体可以穿过，液体不能穿过，通气后，板面上会会产生大量均匀的细小气泡。储气室106为将气体气压均匀的分散到整个水箱底部，使得通气时能在整个地面均匀产生气体；第一电极107电极均为金属材料，且电极距离4mm-20mm；多孔陶瓷108陶瓷覆盖在金属电极外表面，构成介质阻挡放电结构，能够产生均匀放电，放电与水的接触面积更大。提高处理效率，陶瓷厚度可以为0.2-1mm；接地母线109所有接地电极均连接在接地母线109上，即该母线与大地连接；高压母线110，所有高压电极均连接在高压母线110上，高压母线110与高频窄脉冲电源连接，其中，高频窄脉冲电源的电源参数可以包括：电压峰值20kV-50kV、频率100Hz-13.56MHz和脉宽100ns-10us；排气孔111将水箱中多余的气体从该孔排出。
如图3所示，脉冲电场装置200与等离子体灭菌装置100相连，脉冲电场装置200用于在电场作用下，对等离子体处理后的带菌液体的芽孢的内外侧产生跨膜电压，以在跨膜电压累积到预设阈值后杀死芽孢，获取最终杀菌后的带菌液体。
进一步地，脉冲电场装置200包括：第二入水口201、第二出水口202、第二水箱203和第二电极204。
具体地，第二入水口201，带菌液体从等离子体部分第一出水口103出来流入脉冲电场部分进行处理。第二出水口202，脉冲电场处理后的液体从第二出水口202排出。第二水箱203为有机玻璃水箱，装载脉冲电场处理后的液体，是脉冲电场作用的主要场所。第二电极204在水箱两侧各防止一片金属电极，连接在低频宽脉冲的电源上，用于产生脉冲电场杀菌，其中，电极距离4mm-20mm，电源参数可以为：电压峰值20kV-50kV，频率0.1-100Hz，脉宽10us-100ms。
需要说明的是，等离子体与脉冲电场联用杀菌装置10还包括：第一供电组件300和第二供电组件400，其中，第一供电组件300与等离子体灭菌装置100相连，以提供满足第一预设条件的高频窄脉冲电源供电；第二供电组件400与脉冲电场装置200相连，以提供满足第二预设条件的低频宽脉冲供电。其中，第一预设条件和第二预设条件即为电压峰值频率和脉宽的大小，本领域技术人员可以在不用状况下对大小进行调整，故在此不做具体的限定。
简单来讲，等离子体灭菌装置的第一出水口103与脉冲电场装置中的第二入水口201连接，进而带菌液体从第一入水口流入，将等离子体处理后的带菌液体从第一出水口流出，再从第二入水口流入脉冲电场装置内进一步杀菌，获取到最终杀菌后的带菌液体后从第二出水口流出。
综上，等离子体与脉冲电场联用杀菌装置的杀菌原理为：等离子体与脉冲电场联用时，第一步，先将带菌液体通入等离子体反应腔体。在第一电极表面包覆的多孔陶瓷介质、水箱底部的鼓气装置以及高频窄脉冲电源条件下，等离子体反应腔将会产生大面积均匀放电。该放电与带菌液体充分接触混合。产生的活性物质可以杀灭大部分抗性较弱的细菌，诸如大肠杆菌，同时将较难杀灭的芽孢荷电。第二步再用脉冲电场施加在已经荷电的芽孢上，芽孢内外层在电场的作用下发生极化作用，从而产生跨膜电压，当跨膜电压累积到一定程度从而杀死芽孢。
根据本实用新型实施例提出的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，通过前一级等离子体放电，使得细菌荷电，后一极脉冲电场使得细菌产生跨膜电压破坏细胞结构，达到联合杀菌作用，使得杀灭芽孢类的强抗性细菌有着显著的效果，且杀灭效果强、处理速度快和处理量大。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (9)
1.一种等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，其特征在于，包括：
等离子体灭菌装置，所述等离子体灭菌装置用于对带菌液体进行均匀放电，以产生活性物质进行杀菌，获取等离子体处理后的带菌液体；
脉冲电场装置，所述脉冲电场装置与所述等离子体灭菌装置相连，所述脉冲电场装置用于在电场作用下，对所述等离子体处理后的带菌液体的芽孢的内外侧产生跨膜电压，以在所述跨膜电压累积到预设阈值后杀死芽孢，获取最终杀菌后的带菌液体。
2.根据权利要求1所述的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，其特征在于，还包括：
第一供电组件，所述第一供电组件与所述等离子体灭菌装置相连，以提供满足第一预设条件的高频窄脉冲电源供电；
第二供电组件，所述第二供电组件与所述脉冲电场装置相连，以提供满足第二预设条件的低频宽脉冲供电。
3.根据权利要求1所述的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，其特征在于，所述等离子体灭菌装置包括：第一水箱、第一入水口、第一出水口、鼓气口、多孔鼓气板、存储室、第一电极、多孔陶瓷、接地母线、高压母线和排气孔。
4.根据权利要求1中所述的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，其特征在于，所述脉冲电场装置包括：第二入水口、第二出水口、第二水箱和第二电极。
5.根据权利要求3中所述的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，其特征在于，所述第一水箱为有机玻璃水箱，为所述带菌液体提供杀菌场所，所述带菌液体从所述第一入水口流入，将等离子体处理后的带菌液体从所述第一出水口流出。
6.根据权利要求4中所述的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，其特征在于，所述第二水箱为有机玻璃水箱，为所述带菌液体提供杀菌场所，等离子体处理后的带菌液体从所述第二入水口流入所述脉冲电场装置内进一步杀菌，获取到所述最终杀菌后的带菌液体后从所述第二出水口流出。
7.根据权利要求1中所述的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，其特征在于，所述等离子体灭菌装置采用多层平板介质阻挡放电结构，表面涂层为多孔陶瓷，以大面积均匀放电产生活性物质。
8.根据权利要求3中所述的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，其特征在于，所述多孔陶瓷覆盖在所述第一电极外表面，以构成介质阻挡放电。
9.根据权利要求4中所述的等离子体与脉冲电场联用杀菌装置，其特征在于，在所述第二水箱两侧均放置一片所述第二电极，以产生脉冲电场杀菌。
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| CN109384291B (zh) * | 2018-12-19 | 2024-07-19 | 清华大学 | 等离子体与脉冲电场联用杀菌装置及方法 |
| CN112358015A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-02-12 | 赣南师范大学 | 一种介质阻挡放电低温等离子体污水处理单元 |
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| GR01 | Patent grant | ||
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