专利名称：污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水处理领域，特别是一种污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法和装置。
背景技术：
我国水污染状况目前相当严重，近几年来，工业废水和生活污水每天排放量近
I.64亿吨，其中80%未经严格处理直接排入江河水域；全国1700条大河流近10万公里的河段中，近1/2河段受到污染，1/10河段被严重污染；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，迫在眉睫。饮用水安全的关键首先在于污染源的控制，其中污水废水的有机污染物及杀毒灭菌等的控制成为关键，国家亦相继出台《中华人民共和国污水综合排放标准》、《城镇污水处理厂污染物排放标准》、《城市污水处理厂污水污泥排放标准》等国家标准。消毒灭菌是水质净化的最后一道工序。常用的水处理消毒工艺有卤素消毒(如氯气、二氧化氯)、氧化剂消毒(如臭氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线)。在上述常用污水消毒技术中，或产生有毒的消毒副产物，存在“三致”物质，对人类和水生生物会产生长期毒性影响；或现场制取设备复杂，投资大、成本较高、设备管理复杂等；紫外线技术则存在光复合细菌再生、石英套管的污垢膜、大功率长寿命石英管的价格及高昂维护费、紫外光透射率、设备电耗较大等问题。由于这些原因，目前国内正需要一种低能耗、低成本、无二次污染的水处理消毒工艺和装置。
发明内容
为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种低能耗、无二次污染的污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法和装置。本发明所采用的技术方案是
一种污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法，含氧气体在等离子体发生器中反应产生等离子体自由基，等离子体自由基通过输送装置输送至消毒容器内的鼓泡装置后，再从所述鼓泡装置进入污水中，对所述消毒容器中的污水进行消毒灭菌。所述等离子体发生器的放电形式为线板式、线筒式、板板式的一种或不少于一种的结合。—种污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的装置，包括等离子体发生器和提供污水消毒环境的消毒容器，所述消毒容器内设有鼓泡装置，所述鼓泡装置与等离子体发生器间设有输送装置，所述输送装置包括连接在鼓泡装置与等离子体发生器间的输送通道。所述输送装置包括连接在输送通道上的空压机。所述消毒容器内设有两套鼓泡装置。所述鼓泡装置包括设置在消毒容器底部的曝气器。
所述曝气器包括曝气头，所述曝气头为圆筒状或球状，孔径为0. 1-2000微米。所述等离子体发生器包括反应器本体和电源。所述反应器本体为金属材质的圆柱体、长方体或正方体。所述电源为高频高压电源。本发明的有益效果是在本发明中，含氧气体在等离子体发生器内发生离解和碰撞电离，产生等离子自由基活性物质，并将这些含有活性物质的气体通过鼓泡装置注入待处理污水中，从而氧化灭杀水中的病菌病毒，达到消毒灭菌的目的，由于采用了等离子体发生器，与传统紫外消毒相比，能耗大大降低，而且等离 子自由基活性物质参与污水消毒后不产生二次污染物，更利于环保的实现。
下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。图I是本发明的结构示意 图2是本发明优选实施例中处理效果的曲线示意图。
具体实施例方式如图I所示，一种污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法，包括了以下的步骤
(1)含氧气体在等离子体发生器I中反应产生等离子体自由基；含氧气体为空气、氧气或含氧气体混合物，含氧气体进入等离子体发生器I后，在等离子体发生器I的高压电场空间中发生离解和碰撞电离，产生等离子自由基，而等离子自由基含有等离子自由基活性物质(OH'O、O3、02、0H 、H202 等)；
(2)等离子体自由基通过输送装置产生的气压输送至消毒容器2内的鼓泡装置3中；
(3)等离子体自由基从鼓泡装置3中进入污水中，由于等离子自由基活性物质具有强氧化性，通过破坏氧化分解病菌病毒的细胞器、酶、DNA、RNA等从而达到灭菌消毒的效果。等离子体发生器I的放电形式为线板式、线筒式、板板式的一种或不少于一种的任意结合。一种污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的装置，包括等离子体发生器I和提供污水消毒环境的消毒容器2，所述消毒容器2内设有鼓泡装置3，所述鼓泡装置3与等离子体发生器I间设有输送装置，所述输送装置包括连接在鼓泡装置3与等离子体发生器I间的输送通道4
输送装置包括连接在输送通道4上的空压机5，空压机5收集环境中的空气并通过输送通道4将空气输送至鼓泡装置3中，由于等离子体发生器I的出口接入至输送通道4中，因此产生的等离子体自由基也随着压缩空气进入鼓泡装置3。鼓泡装置3安装在消毒容器2底部，每套鼓泡装置3包括同样是安装在消毒容器2底部的曝气器6。鼓泡装置3和曝气器6越多，分布在消毒容器2内就均匀，等离子体自由基与污水混合就越充分，消毒效果更理想。曝气器6由多个曝气头组成，这些曝气头为圆筒状或球状，在水平面上呈十字形布置，孔径为0. 1-2000微米。等离子体发生器I包括反应器本体11和电源12。反应器本体11由阴极和阳极构成了一个电场空间，含氧气体就在电场空间中发生离解和碰撞电离，产生等离子体自由基活性物质。反应器本体11为金属材质的圆柱体、长方体或正方体。电源12为高频高压电源。在本实施例中，发生器本体为不锈钢圆柱体结构，直径100 mm,阳极放电电极材质为不锈钢，形状为芒刺状，直径5 mm，共一根。电源12为高频高压电源。消毒容器2内设有2套鼓泡装置3，曝气头孔径200微米，呈十字形布置于反应容器的底部。选取粪大肠杆菌作为目标处理物，以空气作为等离子体发生器I的注入气体，污水取自污水处理厂，水量120 L，注入污水中的气量流量为5 m3/h，粪大肠杆菌为374000个/L，等离子体发生器I的二次电压为20 kV，处理时间在30分钟，在处理至21分钟时，粪大肠杆菌降至9800个/L，去除率为99. 7%，出水达到一级B出水标准(GB18918-2002);在处理至30分钟时，粪大肠杆菌降至960个/L，去除率为99. 9%，出水达到一级A出水标准(GB18918-2002)，如图2所示。
以上所述只是本发明优选的实施方式，其并不构成对本发明保护范围的限制。
权利要求
1.一种污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法，其特征在于含氧气体在等离子体发生器(I)中反应产生等离子体自由基，等离子体自由基通过输送装置输送至消毒容器(2)内的鼓泡装置(3)后，再从所述鼓泡装置(3)进入污水中，对所述消毒容器(2)中的污水进行消毒灭菌。
2.根据权利要求I所述的污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法，其特征在于所述等离子体发生器(I)的放电形式为线板式、线筒式、板板式中的一种或不少于一种的结合。
3.运用权利要求I所述的方法对污水进行灭菌消毒的装置，其特征在于包括等离子体发生器(I)和提供污水消毒环境的消毒容器(2)，所述消毒容器(2)内设有鼓泡装置(3)，所述鼓泡装置(3)与等离子体发生器(I)间设有输送装置，所述输送装置包括连接在鼓泡装置(3 )与等离子体发生器(I)间的输送通道(4)。
4.根据权利要求3所述的污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的装置，其特征在于所述输送装置包括连接在输送通道(I)上的空压机(5)。
5.根据权利要求3所述的污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的装置，其特征在于所述消毒容器(2)内设有两套鼓泡装置(3)。
6.根据权利要求3或5所述的污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的装置，其特征在于所述鼓泡装置(3)包括设置在消毒容器(2)底部的曝气器(6)。
7.根据权利要求6所述的污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的装置，其特征在于所述曝气器(6)包括曝气头，所述曝气头为圆筒状或球状，孔径为0. 1-2000微米。
8.根据权利要求3或4所述的污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的装置，其特征在于所述等离子体发生器(I)包括反应器本体(11)和电源(12 )。
9.根据权利要求8所述的污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的装置，其特征在于所述反应器本体(11)为金属材质的圆柱体、长方体或正方体。
10.根据权利要求8所述的污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的装置，其特征在于所述电源(12)为高频高压电源。
全文摘要
本发明涉及水处理领域，特别是一种污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法，含氧气体在等离子体发生器中反应产生等离子体自由基，等离子体自由基通过输送装置输送至消毒容器内的鼓泡装置后，再从鼓泡装置进入污水，对消毒容器中的污水进行消毒灭菌。本发明还涉及到运用上述方法进行污水处理的装置。在本发明中，含氧气体在等离子体发生器内发生离解和碰撞电离，产生等离子自由基活性物质，并将这些含有活性组分的气体通过鼓泡装置注入待处理污水中，从而氧化灭杀水中的病菌病毒，达到消毒灭菌的目的，由于采用了等离子体发生器，与传统紫外消毒相比，能耗大大降低，而且等离子自由基活性物质参与污水消毒后不产生二次污染物，更利于环保的实现。
文档编号C02F1/50GK102765787SQ20121024393
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月13日 优先权日2012年7月13日
发明者刘勇, 胡小吐, 邓康 申请人:广州埔玛电气有限公司