一種直接微等離子體凈化飲用水方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及飲用水凈化技術(shù)，特別是涉及一種直接微等離子體凈化飲用水方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 世界上大多數(shù)公共供水都是經(jīng)過(guò)氯氣處理，這是一種普遍采用的行之有效的凈水 方法。近年來(lái)，使用非氯替代品呈增長(zhǎng)趨勢(shì)，主要是氯氣儲(chǔ)存罐的安全性問(wèn)題耗費(fèi)了大量人 力物力。利用等離子體產(chǎn)生的臭氧和紫外線作為氯氣替代品已經(jīng)商用化，而直接等離子體 水處理系統(tǒng)也正在研宄中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種直接微等離子體凈化飲用水方法，該方法無(wú)需 化學(xué)品，可迅速打開(kāi)和關(guān)閉，特別適用供水系統(tǒng)。
[0004] 本發(fā)明為達(dá)到以上目的，是通過(guò)以下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：
[0005] 提供一種直接微等離子體凈化飲用水方法，1)將飲用水通過(guò)進(jìn)料口引入微等離子 體裝置；2)啟動(dòng)與上電極和下電極相連的高壓電源，微等離子體反應(yīng)器開(kāi)始工作；3)施加 的高電壓將電極之間的飲用水擊穿電離，形成微弧微等離子體，處于等離子體區(qū)域中的飲 用水，在高能電子、自由基活性物質(zhì)以及電場(chǎng)的作用下，發(fā)生等離子體化學(xué)反應(yīng)，可有效將 飲用水中有害微生物殺死，凈化后的飲用水由出料口排出。
[0006] 所述的微等離子體裝置，包括微等離子體反應(yīng)器及給微等離子體反應(yīng)器供電的高 壓電源；微等離子體反應(yīng)器包括進(jìn)料口、石英容器、上電極、下電極、上聚四氟乙烯密封圈、 下聚四氟乙烯密封圈、上反應(yīng)接頭、下反應(yīng)接頭、上聚四氟乙烯法蘭、下聚四氟乙烯法蘭、出 料口；上電極和下電極通過(guò)高壓電線與高壓電源相連接，上電極和下電極同軸置于石英容 器內(nèi)，上電極和下電極形狀和材料相同，為帶有尖端的不銹鋼棒；石英容器通過(guò)上反應(yīng)接 頭、下反應(yīng)接頭固定，并在上下連接處分別設(shè)置上聚四氟乙烯密封圈和下聚四氟乙烯密封 圈；上反應(yīng)接頭通過(guò)上聚四氟乙烯法蘭支撐，下反應(yīng)接頭通過(guò)下聚四氟乙烯法蘭支撐；石 英容器設(shè)置進(jìn)料口和出料口，飲用水通過(guò)進(jìn)料口引入微等離子體反應(yīng)器，在裝置工作時(shí)，飲 用水將完全暴露在微弧微等離子體區(qū)域中。
[0007] 本發(fā)明殺菌的原理：微弧微等離子體形成產(chǎn)生大量高能電子，它們轟擊液體中水 分子生成許多活性粒子：
[0008] H2O + e +H + -OH + H2O2 + H3O+ + HO2 + e叫
[0009] 其中0H、H2O2和HO2是強(qiáng)大的殺菌氧化劑，這種氧化物質(zhì)可以導(dǎo)致酶活性的改變、 脂類物質(zhì)的氧化、蛋白質(zhì)的降解，以及DNA的變性，從而導(dǎo)致細(xì)菌的死亡。
【附圖說(shuō)明】
[0010] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011] 圖1中：1微等離子體反應(yīng)器，2高壓電源，3進(jìn)料口，4石英容器，5上電極，6下電 極，7上聚四氟乙稀密封圈，8下聚四氟乙稀密封圈，9上反應(yīng)接頭，10,下反應(yīng)接頭，11上聚 四氟乙烯法蘭，12下聚四氟乙烯法蘭，13出料口，14微弧微等離子體。
【具體實(shí)施方式】
[0012] 實(shí)施例
[0013] 如附圖1所示，本發(fā)明的微等離子體裝置包括微等離子體反應(yīng)器1和高壓電源2， 微等離子體反應(yīng)器1包括進(jìn)料口 3、石英容器4、上電極5、下電極6、上聚四氟乙烯密封圈7、 下聚四氟乙烯密封圈8、上反應(yīng)接頭9、下反應(yīng)接頭10、上聚四氟乙烯法蘭11、下聚四氟乙烯 法蘭12、出料口 13。上電極5和下電極6通過(guò)高壓電線與高壓電源2相連接，上電極5和 下電極6同軸置于石英容器4內(nèi)，為帶有尖端的不銹鋼棒；石英容器4通過(guò)上反應(yīng)接頭9、 下反應(yīng)接頭10固定，并在上下連接處分別設(shè)置上聚四氟乙烯密封圈7和下聚四氟乙烯密封 圈8 ;上反應(yīng)接頭9通過(guò)上聚四氟乙烯法蘭7支撐，下反應(yīng)接頭10通過(guò)下聚四氟乙烯法蘭8 支撐；石英容器4設(shè)置進(jìn)料口 3和出料口 13,飲用水通過(guò)進(jìn)料口 3進(jìn)入微等離子體反應(yīng)器 1，在裝置工作時(shí)，飲用水完全暴露在微弧微等離子體14區(qū)域中。
[0014] 實(shí)驗(yàn)條件：上電極5和下電極6為帶有尖端的直徑6mm、長(zhǎng)12cm不銹鋼棒，高壓電 源2輸入電壓為1000V。以加入消毒學(xué)指示菌大腸肝菌（編號(hào)：ATTC25922)的自來(lái)水為凈 化對(duì)象，細(xì)菌初始濃度為10 5cfu/mL，進(jìn)行飲用水殺菌。將200mL自來(lái)水引入微等離子體裝 置進(jìn)行循環(huán)凈化處理，自來(lái)水通過(guò)進(jìn)料口引入微等離子體裝置；2)啟動(dòng)與上電極和下電極 相連的高壓電源，調(diào)節(jié)電壓到1000V，微等離子體反應(yīng)器開(kāi)始工作；3)施加的高電壓1000V 將電極之間的飲用水擊穿電離，形成微弧微等離子體，處于等離子體區(qū)域中的飲用水，在高 能電子、自由基活性物質(zhì)以及電場(chǎng)的作用下，發(fā)生等離子體化學(xué)反應(yīng)，循環(huán)直接等離子體處 理20min，水中的細(xì)菌殺死率達(dá)到99. 3%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種直接微等離子體凈化飲用水方法，其特征在于該方法的步驟如下：將飲用水通 過(guò)進(jìn)料口引入微等離子體裝置；啟動(dòng)與上電極和下電極相連的高壓電源，微等離子體反應(yīng) 器開(kāi)始工作；施加的高電壓將電極之間的飲用水擊穿電離，形成微弧微等離子體，處于等離 子體區(qū)域中的飲用水，在高能電子、自由基活性物質(zhì)以及電場(chǎng)的作用下，發(fā)生等離子體化學(xué) 反應(yīng)，可有效將飲用水中有害微生物殺死，凈化后的飲用水由出料口排出。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直接微等離子體凈化飲用水方法，其特征在于所述的 微等離子體裝置，包括微等離子體反應(yīng)器及給微等離子體反應(yīng)器供電的高壓電源；微等離 子體反應(yīng)器包括進(jìn)料口、石英容器、上電極、下電極、上聚四氟乙烯密封圈、下聚四氟乙烯密 封圈、上反應(yīng)接頭、下反應(yīng)接頭、上聚四氟乙烯法蘭、下聚四氟乙烯法蘭、出料口；上電極和 下電極通過(guò)高壓電線與高壓電源相連接，上電極和下電極同軸置于石英容器內(nèi)，上電極和 下電極形狀和材料相同，為帶有尖端的不銹鋼棒；石英容器通過(guò)上反應(yīng)接頭、下反應(yīng)接頭固 定，并在上下連接處分別設(shè)置上聚四氟乙烯密封圈和下聚四氟乙烯密封圈；上反應(yīng)接頭通 過(guò)上聚四氟乙烯法蘭支撐，下反應(yīng)接頭通過(guò)下聚四氟乙烯法蘭支撐；石英容器設(shè)置進(jìn)料口 和出料口，飲用水通過(guò)進(jìn)料口引入微等離子體反應(yīng)器，在裝置工作時(shí)，飲用水將完全暴露在 微弧微等離子體區(qū)域中。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種直接微等離子體凈化飲用水方法，將飲用水引入包括微等離子體反應(yīng)器及高壓電源的微等離子體裝置；啟動(dòng)高壓電源，微等離子體反應(yīng)器開(kāi)始工作；施加的高電壓將電極之間的飲用水擊穿電離，形成微弧微等離子體，處于等離子體區(qū)域中的飲用水，在高能電子、自由基活性物質(zhì)以及電場(chǎng)的作用下，發(fā)生等離子體化學(xué)反應(yīng)，可有效將飲用水中有害微生物殺死。本發(fā)明可以根據(jù)實(shí)際要求控制飲用水殺菌過(guò)程，無(wú)需化學(xué)品，可迅速打開(kāi)和關(guān)閉，特別適用供水系統(tǒng)。
【IPC分類】C02F1-72, C02F1-30, C02F1-50
【公開(kāi)號(hào)】CN104609499
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510021595
【發(fā)明人】杜長(zhǎng)明
【申請(qǐng)人】中山大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日