一種能產生活性氧的微電解裝置的製作方法
2023-05-23 23:34:11 1
專利名稱：一種能產生活性氧的微電解裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於水處理技術領域，具體涉及一種能產生活性氧的微電解裝置，用於在
水中產生活性氧物質進行有機物降解和殺滅菌藻。
背景技術：
超聲波技術是現今科學技術的發展前沿，但目前將超聲波技術和其他技術組合併
應用於水處理領域的案例尚不多見。本發明中提供了一種將超聲波技術與微電解技術結合
進行水質淨化的裝置，藉由兩種技術的綜合作用，除去水中有機物，殺滅微生物。
超聲波通常對有機物存在兩種降解機理空化理論和自由基理論，通過上述機制，
超聲波會在水中引起聲空化反應和引發水中活性物質生成大量自由基，並能促進後續的微
電解單元產生更多活性氧物質，增強裝置整體的殺菌淨化作用。同時利用超聲波對水中有
機物和懸浮物的機械剪切作用和絮凝作用，還能進一步提高超聲波和微電解對有機物和菌 藻類物質的去除率。 根據研究表明，水中溶解氣體對超聲波降解有機物存在影B向，影響主要包括兩方 面一是溶解氣體對空化泡的性質和空化強度有重要影響；二是溶解氣體產生的自由基也 參與降解反應過程。在水中有溶解氣體的情況下，超聲降解速率會增加，空氣對降解速率影 響最顯著。因此，本發明裝置中包含有水射器。整個系統中，射流加壓溶氧模塊採用水-氣 射流技術，依靠加壓泵所提供的高速噴射水流在射流器的氣室部分形成負壓，從大氣中直 接吸入供加壓溶氣水所必需的空氣，增加水中氧氣濃度。射流器兼具供氣和溶氣的作用。 水通過水射器後，水中的溶解性氣體增加，從而能提高超聲波對有機物的降解的作用，以增 強反應能力，加大對汙染物的去除和菌藻類的滅活。當空化泡崩潰時產生的衝擊波和射流， 使 0H和 H自由基及11202進入整個溶液中與有機物產生反應，使其降解。
微電解技術是近年來應用在水處理領域的熱點技術。它的原理是利用經過特殊 處理的貴金屬電極在直流電場的作用下，在容器中形成穩定的直流微電解電場，水在通過 微電解電場時，水分子和其他水中活性分子(如02)等被電場激活反應，生成各類活性物質 (如 0H、 H、 H202、 02—等)。由於此類活性物質極不穩定，反應活性極高，因此能在較高的 氧化還原電位下與水中存在的多種有機物反應，使其碳鏈被截斷，轉化為無毒無害的小分 子或徹底降解為0)2和1120，並能吸附到各種微生物表面或進入微生物內部，氧化其生化循 環中的反應物質，阻斷生命過程，使其失活被殺滅。
發明內容
本發明的目的是為水處理提供一種低能耗、綠色無汙染的新型淨化裝置，即能產 生活性氧的微電解裝置。通過超聲波技術和微電解技術的聯用，最大程度發揮兩者技術的 優點，增加活性氧物質的生成量，從而達到降解有機物，滅活菌藻的目的，改善處理水體的 水質。
本發明裝置是這樣構成的它的主要部分有加壓泵，水射器，溶氧及超聲波反應器，超聲波發生器，微電解反應器，微電解發生器，微電解控制器。其中，加壓泵與水射器相連，水射器與溶氧及超聲波反應器底部的進水口相連；超聲波發生器設置於溶氧及超聲波反應器的側面，並相連接；溶氧及超聲波反應器與微電解反應器由管道連接；微電解反應器由金屬外殼和金屬外殼中軸線上的微電解電極組成，所述微電解電極的上端和所屬金屬外殼分別與微電解發生器的正極和負極相連接；微電解控制器與微電解反應器相連接，微電解反應器的下側壁設有出水口。其結構簡圖l所示。 本發明中，超聲波發射器產生的超聲波頻率為41 65kHZ，聲能密度0. 10-0. 15W/cm3。微電解發生器在微電解控制器的控制下輸出4 IOV直流電。 本發明中，進水口布置在溶氧及超聲波反應器側壁，出水口布置在微電解反應器側壁。水流在溶氧及超聲波反應器內呈旋轉上升狀態，在微電解反應器內呈旋轉下降狀態。水流入溶氧及超聲波反應器內時已被充入空氣，藉助超聲波發生器產生的頻率為41-65kHz、聲能密度0. 10-0. 15W/cm3超聲波，水和水中的溶解性氣體能夠發生聲化學反應被激活或生成活性氧物質。在微電解反應器內連接有從微電解發生器接出的微電解電極。微電解發生器通過微電解控制器進行輸出控制。工作時微電解發生器在微電解控制器控制下輸出4-10V直流電，使流入微電解反應器內的水產生更多的活性氧物質。通過在溶氧及超聲波反應器和微電解反應器內產生的活性氧物質與水中有機物和菌藻的反應，達到改善淨化水質的目的。 本發明的優點在於，這是一種安全、低能耗的產生活性氧物質的水處理裝置，通過超聲波技術和微電解技術的結合，能產生大量、充足的活性氧物質，能高效率地降解有機物，顯著對菌藻類進行滅活，明顯改善和淨化了水質，且裝置結構簡單，操作簡便，安全可罪。
圖1為本發明裝置結構圖示。 圖中標號1為加壓泵，2為水射器，3為進水口，4為溶氧及超聲波反應器，5為超聲波發射器，6為微電解反應器，7為微電解發生器，8為微電解控制器，9為微電極電極，IO為出水口
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明裝置作進一步的描述。 如圖l所示，本發明裝置由加壓泵1，水射器2，溶氧及超聲波反應器4，超聲波發生器5，微電解反應器6，微電解發生器7，微電解控制器8構成。在連接進水管路安裝有加壓泵1和水射器2，通過加壓泵1產生的進水壓力，使水通過水射器2並使水產生加壓溶氧過程，空氣被溶解進入水中。在溶氧及超聲波反應器4側壁安裝有進水口 3和超聲波發生器5，水在進入溶氧及超聲波反應器4後，依靠超聲波發生器5產生頻率為41kHz、聲能密度0. 10W/cm3的超聲波，對水和水中溶解氣體產生聲化學反應，激活和產生活性氧物質。經過超聲波處理的水流通過連接溶氧及超聲波反應器4和微電解反應器6的管道，進入微電解反應器6。微電解電極9為含有貴金屬(如釕、銥)的鈦基電極，位於外殼的中軸線上，其上端與微電解發生器7上的正極輸出端連接，微電解反應器6金屬外殼與微電解發生器7上的負極輸出端連接。通過微電解控制器8的控制，微電解發生器7輸出直流電，安裝在微電解反應器6內的微電解電極9與微電解反應器6金屬外殼間形成微電解電場。水流在通過微電解電場時，持續生成活性氧物質。
實施案例 當採用本發明裝置處理水(某景觀水)時，水經過加壓溶氧過程後，在超聲波的作用下，水分子和水中溶解氣體分子發生聲化學反應，被激活或直接生成活性氧物質，活性氧物質以 0H、 02—等形式存在。進水流入微電解反應器後，微電解電極依靠前面被活化的活性氧物質前體，繼續通過微電解作用產生更多活性氧物質。由於活性氧物質多為自由基和不穩定離子，氧化還原電位高，氧化能力強，能和水中存在的有機物發生氧化還原反應，從而進行有機物降解，並能結合到菌藻細胞體上進行反應，破壞其生化反應，致使失活。通過如下方法可以進行定性檢測在處理水中，加入發光類細菌，通過檢驗該類細菌是否發光來判斷其是否被抑制或失活；當向處理水中加入SOD(超氧化物歧化酶)後，再加入發光細菌，發光細菌可以得到最大程度恢復。 試驗表明，處理水中的菌藻類能大部分被殺滅(細菌總數和大腸桿菌降低了99. 0%以上)，水中溶解性有機物大部分被降解為小分子物質。
權利要求
一種能產生活性氧的微電解裝置，其特徵在於由加壓泵，水射器，溶氧及超聲波反應器，超聲波發生器，微電解反應器，微電解發生器，微電解控制器構成；其中，加壓泵與水射器相連，水射器與溶氧及超聲波反應器底部的進水口相連；超聲波發生器設置於溶氧及超聲波反應器的側面，並相連接；溶氧及超聲波反應器與微電解反應器由管道連接；微電解反應器由金屬外殼和金屬外殼中軸線上的微電解電極組成，所述微電解電極的上端和所屬金屬外殼分別與微電解發生器的正極和負極相連接；微電解控制器與微電解反應器相連接，微電解反應器的下側壁設有出水口。
2. 根據權利要求l所述的裝置，其特徵在於超聲波發生器產生的超聲波為頻率為 41-65kHz、聲能密度0. 10-0. 15W/cm3。
3. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於微電解發生器在微電解控制器下輸出4 10V直流電。
4. 根據權利要求1所述的裝置，其特徵在於微電解電極為含貴金屬的鈦基電極。
全文摘要
本發明屬於水處理技術領域，具體為一種能產生活性氧的微電解裝置。該裝置由水射器，超聲波發生器，溶氧及超聲波反應器，微電解發生器，微電解反應器，微電解控制器構成。超聲波發生器產生的超聲波在溶氧及超聲波反應器內發生作用，激活和產生活性氧物質，微電解發生器在微電解控制器的控制下，通過電極之間的電場作用，在微電解反應器產生活性氧物質。本裝置利用超聲波和微電解電池的共同作用，能殺滅菌藻、降解有機物，最終達到淨化水質的目的。
文檔編號C02F1/36GK101786752SQ20101012188
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月11日 優先權日2010年3月11日
發明者吳永華, 張毅強, 秦曉, 韓柏平 申請人:韓柏平;吳永華;張毅強;秦曉