一種非熱電弧等離子體汙水處理廠出水殺菌的方法

2023-04-22 21:27:31

一種非熱電弧等離子體汙水處理廠出水殺菌的方法
【專利摘要】本發明公開一種非熱電弧等離子體汙水處理廠出水殺菌的方法，將汙水處理廠出水引入包括高壓電源、1個或多個並聯的刀形不鏽鋼電極、噴嘴、氣源的非熱電弧等離子體裝置；開啟高壓電源，在刀形不鏽鋼電極和水液面之間產生擊穿電弧，打開氣源，氣流通過噴嘴驅動電弧沿著刀形電極滑動，形成非熱電弧等離子體，等離子體誘發等離子體化學反應，產生大量過氧化氫、臭氧、氫氧自由基等活性粒子，能夠有效將待處理汙水處理廠出水中的有害微生物殺死。本發明可以根據實際控制水體殺菌過程，簡單、低成本、高處理效率且便捷地實現排水安全保障。
【專利說明】-種非熱電弧等離子體汙水處理廠出水殺菌的方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及水處理技術，特別是涉及一種非熱電弧等離子體汙水處理廠出水殺菌 的方法。

【背景技術】
[0002] 常用的汙水處理廠出水消毒方法有加氯消毒和紫外線消毒，然而加氯消毒的副產 物氯對環境的影響逐漸成為一個突出的二次汙染問題。紫外線消毒也存在燈管要定期更 換，增加了投資成本等問題。因此，經濟、高效地進行汙水處理廠出水消毒滅菌，除改進現有 的技術外，尚鬚髮展新的技術。


【發明內容】

[0003] 為解決上述問題，本發明提出一種非熱電弧等離子體汙水處理廠出水殺菌的方 法。該方法特點是通過等離子體作用於出水，在水中發生一系列等離子體化學變化及反應， 產生大量過氧化氫、氫氧自由基、臭氧、過氧氫自由基等活性粒子，能夠有效將出水中有害 微生物殺死。
[0004] 本發明為達到以上目的，是通過以下的技術方案來實現的：
[0005] 提供一種非熱電弧等離子體汙水處理廠出水殺菌的方法：1)將汙水處理廠出水 引入非熱電弧等離子體裝置；2)開啟高壓電源，在刀形不鏽鋼電極和水液面之間產生擊穿 電弧，打開氣源，氣流通過噴嘴驅動電弧沿著刀形電極滑動，形成非熱電弧等離子體，等離 子體誘發等離子體化學反應，對待處理汙水處理廠出水進行殺菌消毒處理。
[0006] 所述的非熱電弧等離子體裝置，包括高壓電源（1)、刀形不鏽鋼電極（2)、噴嘴 (5)、氣源（6) ;1個或多個並聯的刀形不鏽鋼電極（2)作為一個電極，與高壓電源（1)的一 端連接，待處理水（4)作為另一個電極，與高壓電源（1)的另一端連接；氣體從氣源（6)經 過管路注入噴嘴直至反應器中，氣體為氧氣或空氣；不鏽鋼電極水平置於待處理水上方，電 極離水表面最小距離3?8mm ;高壓電源供電電壓範圍10000?20000V。
[0007] 本發明殺菌的原理：等離子體產生大量高能電子，它們轟擊水中水分子生成許多 活性粒子：
[0008] H2O + O2 + e .H + -OH + H2O2 + H3O+ + HO2 + O3 + e叫
[0009] 其中活性粒子OH(氫氧自由基）、H2O2 (過氧化氫）和O3 (臭氧）、HO2 (過氧氫自 由基）等是強大的殺菌氧化劑，可以導致酶活性的改變、脂類物質的氧化、蛋白質的降解及 DNA的變性，從而導致細菌的死亡。
[0010] 本發明能夠根據實際控制汙水處理廠出水殺菌過程，簡單、低成本、高處理效率且 便捷地實現汙水處理廠出水殺菌消毒。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011] 附圖為本發明方法的裝置示意圖。
[0012] 圖中：1高壓電源，2刀形不鏽鋼電極，3非熱電弧等離子體，4待處理汙水處理廠出 水，5噴嘴，6氣源。

【具體實施方式】
[0013] 實施例
[0014] 如附圖所示，以加入消毒學指示菌大腸肝菌（編號：ATTC25922)的水為模擬汙水 處理廠出水，進行汙水處理廠出水殺菌。將5000mL純淨水引入非熱電弧等離子體裝置，4個 並聯的刀形不鏽鋼電極（2)作為一個電極，每個長80mm，寬30mm，厚3mm，不鏽鋼電極水平置 於待處理水（4)上方，電極離水表面最小距離5mm。開啟高壓電源（1)，調節電壓到10000V， 在刀形不鏽鋼電極和水液面之間產生擊穿電弧，打開空氣氣源（6)，空氣流通過噴嘴（5)驅 動電弧沿著刀形電極滑動，形成非熱電弧等離子體（3)，等離子體誘發等離子體化學反應， 在水中生成氧化氫、臭氧、氫氧自由基、氧自由基等活性粒子，I. lL/min液體從不鏽鋼電極 (2)下流過，細菌初始濃度為104cfu/mL，放電處理20s，水中的細菌殺死率達到97. 6%。
【權利要求】
1. 一種非熱電弧等離子體汙水處理廠出水殺菌的方法，其特徵在於該方法的步驟如 下：將淨水廠出水引入非熱電弧等離子體裝置；開啟高壓電源，在刀形不鏽鋼電極和水液 面之間產生擊穿電弧，打開氣源，氣流通過噴嘴驅動電弧沿著刀形電極滑動，形成非熱電弧 等離子體，等離子體誘發等離子體化學反應，對待處理汙水處理廠出水進行殺菌消毒。
2. 根據權利要求1所述的一種非熱電弧等離子體汙水處理廠出水殺菌的方法，其特徵 在於所述的非熱電弧等離子體裝置，包括高壓電源、刀形不鏽鋼電極、噴嘴、氣源；1個或多 個並聯的刀形不鏽鋼電極作為一個電極，與高壓電源的一端連接，待處理水作為另一個電 極，與高壓電源的另一端連接；氣體從氣源經過管路注入噴嘴直至反應器中，氣體為氧氣或 空氣；不鏽鋼電極水平置於待處理水上方，電極離水表面最小距離3?8mm ;高壓電源供電 電壓範圍10000?20000V。
【文檔編號】C02F1/50GK104276627SQ201410477884
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月11日 優先權日:2014年9月11日
【發明者】杜長明 申請人:中山大學