一種去除微生物的水淨化處理方法
2023-06-01 05:24:11
一種去除微生物的水淨化處理方法
【專利摘要】本發明公開了一種去除微生物的水淨化處理方法，包括：將電磁場發生器設置在換能器外，換能器包括水管以及纏繞於水管之上的至少兩組繞組線圈；設置脈衝頻率控制裝置和脈衝強度控制裝置，並通過導線與電磁場發生器連接；將電磁場發生器輸出的脈衝信號通過換能器產生變頻直流脈衝電磁場，利用變頻直流脈衝電磁場對流經換能器中的水進行處理，去除水中微生物；其中，變頻直流脈衝電磁場的頻率範圍為800Hz~60KHz，脈衝信號強度範圍為0.5~10V。採用本發明，所述水淨化處理方法利用變頻直流脈衝電磁場進行流體處理，其能廣泛有效地去除水中絕大部分微生物、殺菌滅藻。
【專利說明】一種去除微生物的水淨化處理方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及汙水處理領域，尤其涉及一種去除微生物的水淨化處理方法。
【背景技術】
[0002]當前，環境問題越來越受到各國政府的重視，原因就在於環境的惡化不僅僅是感官上的問題，更重要的是它已經開始對人類的生命健康、經濟的可持續發展形成了威脅，給人類的生存也敲響了警鐘，其中水生態系統的惡化尤為突出。
[0003]水在自然狀態下的汙染主要是微生物繁殖引起的。據世界衛生組織統計，全球每天約有2500人死於與飲水相關的疾病，其汙染仍以生物學原因為主。發達國家每年由於生物性水汙染而染病的群眾高達10萬人數，發展中國家更為嚴重，每年僅死於生物性汙染的飲水所致腹瀉病的兒童高達600萬人。
[0004]生物性水汙染一般是由於貯水的時間過長或其他外界因素的介入，導致大量的微生物滋生，從而威脅人們的生活用水安全。傳統方法採用氯化工藝來進行水處理，但是存在以下缺點:一是氯化工藝增加了出水中的消毒副產物，如三滷甲烷、滷代乙酸等致癌、致突變物質的含量，對飲用水安全造成了影響；二是該工藝不能100%殺滅微生物，有效率不高。
【發明內容】
[0005]本發明所要解決的技術問題在於，提供一種利用超聲波頻段變頻直流脈衝電磁場進行流體處理、去除水中微生物的水淨化處理方法，其能廣泛有效地去除水中絕大部分微生物、殺菌滅藻。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明提供了一種去除微生物的水淨化處理方法，包括:`` 將電磁場發生器設置在換能器外，所述換能器包括水管以及纏繞於所述水管之上的至少兩組繞組線圈；
設置脈衝頻率控制裝置和脈衝強度控制裝置，並通過導線與所述電磁場發生器連接；將所述電磁場發生器輸出的脈衝信號通過所述換能器產生變頻直流脈衝電磁場，利用所述變頻直流脈衝電磁場對流經所述換能器中的水進行處理，去除水中微生物；
其中，所述變頻直流脈衝電磁場的頻率範圍為800Hz飛OKHz，脈衝信號強度範圍為0.5~10V。
[0007]作為上述方案的改進，所述變頻直流脈衝電磁場的頻率範圍為800Hz~l KHz0
[0008]作為上述方案的改進，所述變頻直流脈衝電磁場的頻率範圍為12 KHz^20 KHz0
[0009]作為上述方案的改進，所述變頻直流脈衝電磁場的脈衝信號強度範圍為0.5~0.6V、1.8~2V、或 9.5~IOV。
[0010]作為上述方案的改進，所述去除微生物的水淨化處理方法還包括:
設置溫度控制裝置，所述溫度控制裝置將水的溫度控制在25~35°C。
[0011]作為上述方案的改進，所述去除微生物的水淨化處理方法還包括:設置定時器，所述定時器將所述脈衝信號的單次持續時間控制在0.09、.097s、或者^ 0.13s。
[0012]作為上述方案的改進，所述水管為金屬管。
[0013]作為上述方案的改進，所述兩組繞組線圈纏繞方向相同，且具有相同的繞組線。
[0014]作為上述方案的改進，所述兩組繞組線圈之間的間隔與所述每組繞組線圈的寬度相同。
[0015]作為上 述方案的改進，所述電磁場發生器設有直流輸出脈衝端，所述換能器的繞組線圈的兩端分別與所述直流輸出脈衝端連接。
[0016]本發明利用超聲波頻段變頻直流脈衝電磁場進行流體處理，其原理如下:
本發明為利用抑制微生物、細菌、紅蟲、藻類等的有效電磁輻射頻段，通過頻率掃描進行殺菌、滅藻。電磁感應對生物作用的機理主要是共振效應、非熱效應和累積效應以及磁化水作用和磁記憶機理等。
[0017]一、共振效應:本發明產生的變頻直流脈衝電磁場中的部分頻率與微生物、藻物等的細胞頻率相近，從而使隨水流過管道的微生物出現細胞膜的共振，導致微生物細胞膜振破死亡。
[0018]二、非熱效應:生物器官和組織都存在微弱的電磁場，它們是穩定和有序的，一旦受到外界電磁波的幹擾，處於平衡狀態的微弱電磁場即遭到破壞，其正常循環機能會遭受破壞。
[0019]三、累積效應:非熱效應作用於生物體後，機體傷害尚未來得及自我修復之前再次受到不同頻率電磁波輻射的話，其傷害程度就會發生累積，久之會成為永久性病態或危及生存。
[0020]因此，微生物、細菌、紅蟲、藻物在本發明產生的超聲波頻段變頻直流脈衝電磁場的作用下，產生非熱效應使其正常循環機能會遭受破壞，再加上累積效應使其傷害程度就會發生累積，達到去除微生物、紅蟲，殺菌滅藻的目的。
[0021]四、磁化水的作用和磁記憶機理:水流通過線圈形成的磁場會與磁場磁力線形成切割，改變了水分子間的氫鍵，水的大分子團結構被打破，形成小分子團水；同時水分子氫角的改變會形成新的水分子簇，這些水分子簇因氫角方向性問題不會做到緊密堆積，只能形成一定結構的短鏈。由於某些小水分子簇結構容易被藻類、紅蟲、微生物等過量吸收，造成生物細胞水腫死亡，達到去除微生物、紅蟲,殺菌滅藻的目的。
[0022]而且，在不同作用頻率的影響下，會產生不同結構和長短的水分子鏈，這種水分子鏈具有一定的記憶時間，一般在水中可保持十幾分鐘到120小時的記憶時間。因此，在一段時間內電磁波作用下，即使功率很小，微生群體、紅蟲、藻類也無法生長，從而達到抑制和殺滅的功效。
[0023]實施本發明，具有如下有益效果:
本發明提供了一種利用超聲波頻段變頻直流脈衝電磁場進行流體處理、去除水中微生物的水淨化處理方法，其能廣泛有效地去除水中絕大部分微生物、殺菌滅藻。而且，本發明具有高效率，適用性強，低功耗，低碳環保的特點，具體如下:
本發明利用變頻直流脈衝電磁場進行流體處理，將所述電磁場發生器輸出的脈衝信號通過所述換能器產生變頻直流脈衝電磁場，變頻直流脈衝電磁場通過繞組線圈傳導至水管的管壁與管中的流體，通過改變頻率，利用水和生物體的共振效應、非熱效應和累積效應，無需接觸流體即可實現廣泛有效地去除水中絕大部分微生物、殺菌滅藻，高效率，適用性強。
[0024]本發明採用的水管為金屬管。本發明通過金屬管道為內芯和繞組線圈組成的電感元件，將電磁輻射的作用範圍控制在需要處理的金屬管道和管內流體，結合超聲波頻段電磁波變頻技術，實現了在極低功率(如100瓦左右)下低碳環保的全功能長效流體處理，實現低功耗、低碳環保。
[0025]本發明設有脈衝頻率控制裝置、脈衝強度控制裝置、溫度控制裝置和定時器，實現掃頻變頻，進一步對頻率、電流、電壓、時間和溫度的實行共同精確控制，他們彼此之間產生協同效應，進一步加強本發明的水處理、去除水中絕大部分微生物的效果，實現了紅蟲的去除率達99%、藻類的去除率達90%、微生物的去除率高達70%、有機物的去除率高達50%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]圖1是本發明一種去除微生物的水淨化處理方法第一實施例的流程圖；
圖2是本發明一種去除微生物的水淨化處理方法第二實施例的流程圖；
圖3是本發明去除微生物的水淨化處理方法第一實施例採用的水處理器的結構示意
圖；
圖4是圖3水處理器中的換能器的結構示意圖；
圖5是圖3水處理器中的電磁場發生器的結構示意圖； 圖6是圖3水處理器中的脈衝頻率控制裝置的結構示意圖；
圖7是圖3水處理器中的脈衝強度控制裝置的結構示意圖；
圖8是本發明去除微生物的水淨化處理方法第二實施例採用的水處理器的結構示意
圖；
圖9是圖8水處理器中溫度控制裝置的結構示意圖；
圖10是殺菌率隨脈衝強度的變化曲線圖；
圖11是殺菌率隨脈衝強度單次持續時間的變化曲線圖；
圖12是殺菌率隨溫度的變化曲線圖。
【具體實施方式】
[0027]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述。
[0028]參見圖1，本發明提供了一種去除微生物的水淨化處理方法的第一實施例，包括: S101，將電磁場發生器設置在換能器外，所述換能器包括水管以及纏繞於所述水管之
上的至少兩組繞組線圈。
[0029]所述水管為金屬管。
[0030]優選地，所述兩組繞組線圈纏繞方向相同，且具有相同的繞組線。所述兩組繞組線圈之間的間隔與所述每組繞組線圈的寬度相同。
[0031]所述電磁場發生器設有直流輸出脈衝端，所述換能器的繞組線圈的兩端分別與所述直流輸出脈衝端連接。[0032]S102，設置脈衝頻率控制裝置和脈衝強度控制裝置，並通過導線與所述電磁場發生器連接。
[0033]其中，所述變頻直流脈衝電磁場的頻率範圍為800Hz~60KHz，脈衝信號強度範圍為0.5~10V。
[0034]優選地，所述變頻直流脈衝電磁場的低頻頻率範圍為800Hz~l KHz。所述變頻直流脈衝電磁場的高頻頻率範圍為12 KHz~20 KHz0
[0035]優選地，所述變頻直流脈衝電磁場的脈衝信號強度範圍為0.5^0.6V、1.8~2V、或9.5~10V。
[0036]S103，將所述電磁場發生器輸出的脈衝信號通過所述換能器產生變頻直流脈衝電磁場，利用所述變頻直流脈衝電磁場對流經所述換能器中的水進行處理，去除水中微生物。
[0037]參見圖2，本發明提供了一種去除微生物的水淨化處理方法的第二實施例，包括: S201，將電磁場發生器設置在換能器外，所述換能器包括水管以及纏繞於所述水管之
上的至少兩組繞組線圈。
[0038]所述水管為金屬管。
[0039]優選地，所述兩組繞組線圈纏繞方向相同，且具有相同的繞組線。所述兩組繞組線圈之間的間隔與所述每組繞組線圈的寬度相同。
[0040]所述電磁場發生器設有直流輸出脈衝端，所述換能器的繞組線圈的兩端分別與所述直流輸出脈衝端連接。
[0041]S202，設置脈衝頻率控制裝置、脈衝強度控制裝置、溫度控制裝置和定時器，並通過導線與所述電磁場發生器連接。
[0042]其中，所述變頻直流脈衝電磁場的頻率範圍為800Hz飛OKHz ；
脈衝信號強度範圍為0.5~IOV ；
所述溫度控制裝置將水的溫度控制在25~35°C ；
所述定時器將所述脈衝信號的單次持續時間控制在0.09、.097s、或者> 0.13s。
[0043]優選地，所述變頻直流脈衝電磁場的低頻頻率範圍為800Hz~l KHz。所述變頻直流脈衝電磁場的高頻頻率範圍為12 KHz~20 KHz0
[0044]優選地，所述變頻直流脈衝電磁場的脈衝信號強度範圍為0.5^0.6V、1.8~2V、或9.5~10V。
[0045]優選地，所述溫度控制裝置將水的溫度控制在30°C。
[0046]優選地，所述定時器將所述脈衝信號的單次持續時間控制在0.09s、或者>0.13s0
[0047]S203，將所述電磁場發生器輸出的脈衝信號通過所述換能器產生變頻直流脈衝電磁場，利用所述變頻直流脈衝電磁場對流經所述換能器中的水進行處理，去除水中微生物。
[0048]參見圖3，本發明提供了去除微生物的水淨化處理方法第一實施例採用的水處理器的結構示意圖，包括:
用於產生變頻直流脈衝電磁場的電磁場發生器1，與所述電磁場發生器I分別相連的換能器2、脈衝頻率控制裝置3、脈衝強度控制裝置4。
[0049]所述換能器2包括水管21以及纏繞於所述水管21之上的至少兩組繞組線圈22 ； 所述脈衝頻率控制裝置3的頻率控制範圍為800Hz~60KHz。[0050]優選地，所述脈衝頻率控制裝置3將變頻直流脈衝電磁場的低頻頻率範圍控制為800Hz~I KHz，將高頻頻率範圍控制為12 KHz~20 KHz。
[0051]所述脈衝強度控制裝置4的脈衝信號強度範圍為0.5~10V。
[0052]優選地，所述脈衝強度控制裝置4的脈衝信號強度範圍為0.5^0.6V、1.8^2V、或
9.5~10V。
[0053]需要說明的是，脈衝頻率控制裝置3、脈衝強度控制裝置4並通過導線與所述電磁場發生器I連接。
[0054]還需要說明的是，電磁場發生器I與電源相連。
[0055]優選地，電磁場發生器I與交流電源相連。
[0056]更佳地，電磁場發生器I與220V交流電源相連。
[0057]其中，參見圖4，所述換能器2包括水管21以及纏繞於所述水管21之上的兩組繞組線圈22。所述水管21為金屬管。兩組繞組線圈22之間相互組成互感線圈。
[0058]優選地，所述水管21為含碳金屬管。
[0059]需要說明的是，本發明同樣可以採用兩組以上的繞組線圈22，優選採用偶數組的繞組線圈22，例如兩組、四組、六組、八組。
[0060]本實施例中採用的兩組繞組線圈22纏繞在水管21上組成換能器2，僅僅是其中一種較佳的實施方式而已。
[0061]優選地，所述兩組繞組線圈22纏繞方向相同，且具有相同的繞組線。
[0062]優選地，所述兩組繞組線圈22之間的間隔與所述每組繞組線圈的寬度相同。
[0063]所述繞組線圈22為多股銅線。
[0064]優選地，所述繞組線圈22採用的銅線的截面面積為1.0-2.5mm2。
[0065]更佳地，所述繞組線圈22採用的銅線的截面面積為1.38^1.5mm2。
[0066]所述繞組線圈22由10-35圈的銅線纏繞而成。
[0067]優選地，所述繞組線圈22由25~35圈的銅線纏繞而成。
[0068]更佳地，所述繞組線圈22由31圈的銅線纏繞而成。
[0069]其中，參見圖5，所述電磁場發生器I包括:
用於產生脈衝信號源的脈衝發生器11 ；
用於將所述脈衝發生器11產生脈衝信號源進行信號放大的功放板12 ；
用於顯示所述脈衝發生器11和功放板12工作狀態的工作顯示板13 ；
用於向所述脈衝發生器11和功放板12提供電源的電源單元14 ；
用於控制所述脈衝發生器11和功放板12電源的開啟與關閉的開關單元15。
[0070]本發明利用電磁場發生器I產生的超聲波頻段變頻直流脈衝電磁場進行水處理，實現殺菌滅藻、除有機物的目的。
[0071]其中，參見圖6，所述脈衝頻率控制裝置3包括驅動器31和與所述驅動器31連接的信號發生器32 ；
所述信號發生器32包括可編程的微處理器33。
[0072]本發明可通過脈衝頻率控制裝置3中信號發生器32的微處理器33控制驅動器31向所述電磁場發生器I輸出變頻驅動信號，以驅動所述電磁場發生器I產生具有不同頻率範圍的高頻變頻磁場，並將所述電磁場發生器I發生的變頻直流脈衝電磁場的頻率範圍控制在800Hz飛OKHz，從而對受到所述磁場作用的水進行處理。
[0073]優選地，所述變頻直流脈衝電磁場的低頻頻率範圍為800Hz~l KHz。所述變頻直流脈衝電磁場的高頻頻率範圍為12 KHz~20 KHz0
[0074]其中，參見圖7，所述脈衝強度控制裝置4包括:
用於將所述電磁場發生器I產生的脈衝信號強度控制在0.5^10V的電壓調節裝置41 ； 用於檢測所述電磁場發生器I產生的脈衝信號強度大小的電壓傳感器42。
[0075]優選地，電壓調節裝置41將變頻直流脈衝電磁場的脈衝信號強度範圍控制為
0.5~0.6V、1.8~2V、或 9.5~IOV。
[0076]參見圖8、圖9，本發明提供了去除微生物的水淨化處理方法第二實施例採用的水處理器的結構示意圖，包括:
用於產生變頻直流脈衝電磁場的電磁場發生器1，與所述電磁場發生器I分別相連的換能器2、脈衝頻率控制裝置3、脈衝強度控制裝置4、溫度控制裝置5和定時器6。
[0077]與圖3至圖7所述的去除微生物的水淨化處理方法第一實施例採用的水處理器不同的是，圖8、圖9所示的水處理器增加設置了溫度控制裝置5和定時器6。
[0078]所述定時器6將所述脈衝信號的單次持續時間控制在0.09、.097s、或者^ 0.13s。
[0079]優選地，所述定時器6將所述脈衝信號的單次持續時間控制在0.09s、或者>
0.13s0`[0080]其中，所述溫度控制裝置5包括:
用於將被處理水的溫度控制在25~35 °C的溫度調節裝置51 ；
用於檢測所述被處理水的溫度大小的溫度傳感器52。
[0081]優選地，溫度調節裝置51將水的溫度控制在30°C。
[0082]本發明設有脈衝頻率控制裝置3、脈衝強度控制裝置4、溫度控制裝置5和定時器6，實現掃頻變頻，以及對頻率、電流、電壓、時間和溫度的精確控制，從而對紅蟲、藻類、微生物、有機物等具有高效的處理能力。
[0083]當本發明對脈衝頻率、脈衝強度(電壓、電流)、脈衝強度單次持續時間和溫度的實行單獨精確控制，其水處理效果如下:
1、脈衝頻率對水處理的效果的影響
設置步進頻率為500 Hz、間隔時間5 ms、單向掃描，溫度30°C，進行了 6個範圍的掃頻
試驗，試驗結果如下:
【權利要求】
1.一種去除微生物的水淨化處理方法，其特徵在於，包括: 將電磁場發生器設置在換能器外，所述換能器包括水管以及纏繞於所述水管之上的至少兩組繞組線圈； 設置脈衝頻率控制裝置和脈衝強度控制裝置，並通過導線與所述電磁場發生器連接；將所述電磁場發生器輸出的脈衝信號通過所述換能器產生變頻直流脈衝電磁場，利用所述變頻直流脈衝電磁場對流經所述換能器中的水進行處理，去除水中微生物； 其中，所述變頻直流脈衝電磁場的頻率範圍為800Hz~60KHz，脈衝信號強度範圍為0.5~10V。
2.如權利要求1所述的去除微生物的水淨化處理方法，其特徵在於，所述變頻直流脈衝電磁場的頻率範圍為800Hz~I KHz0
3.如權利要求1所述的去除微生物的水淨化處理方法，其特徵在於，所述變頻直流脈衝電磁場的頻率範圍為12 KHz~20 KHz0
4.如權利要求1所述的去除微生物的水淨化處理方法，其特徵在於，所述變頻直流脈衝電磁場的脈衝信號強度範圍為0.5^0.6V、1.8~2V、或9.5~10V。
5.如權利要求1所述的去除微生物的水淨化處理方法，其特徵在於，還包括: 設置溫度控制裝置，所述溫度控制裝置將水的溫度控制在25~35°C。
6.如權利要求1所述的去除微生物的水淨化處理方法，其特徵在於，還包括: 設置定時器，所述定時器將所述脈衝信號的單次持續時間控制在0.09、.097s、或者
7.如權利要求1所述的去除微生物的水淨化處理方法，其特徵在於，所述水管為金屬管。
8.如權利要求1所述的去除微生物的水淨化處理方法，其特徵在於，所述兩組繞組線圈纏繞方向相同，且具有相同的繞組線。
9.如權利要求8所述的去除微生物的水淨化處理方法，其特徵在於，所述兩組繞組線圈之間的間隔與所述每組繞組線圈的寬度相同。
10.如權利要求1所述的去除微生物的水淨化處理方法，其特徵在於，所述電磁場發生器設有直流輸出脈衝端，所述換能器的繞組線圈的兩端分別與所述直流輸出脈衝端連接。
【文檔編號】C02F1/48GK103626267SQ201210306707
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年8月27日 優先權日:2012年8月27日
【發明者】謝崇澤 申請人:廣州昭合環保科技有限公司