[实用新型]一种灾害环境下的车载饮用水应急消毒净化装置

说明书

技术领域

本实用新型属于气体放电应用技术及饮用水安全保障技术领域，涉及一种可车载移动的饮用水处理系统，尤其是一种灾害环境下的车载饮用水应急消毒净化装置。 

背景技术

我国是自然灾害和生化灾害频繁发生的国家，突发卫生事件也时有发生，在灾害发生地域，水源往往会受到严重污染，供水系统也会遭受严重破坏，生活饮用水难以保障。不仅如此，随着我国工业快速发展和城市化进程加快，大量工业和生活污水被直接排入受纳水体，致使82％水域和93％城市饮用水水源被污染，产生大量的致癌、致畸、致突变物质，饮用水安全受到严重威胁；同时，我国部分农村贫困地区人口分散，社会经济发展不平衡，饮用水安全问题比城市更为严峻；另外，我国边防部队驻地分散、点多、线长、面宽，饮水卫生与安全问题极为突出，官兵身体健康和生命安全受到危害。因此，适用于灾区、战地以及水质污染地区的饮用水应急净化技术与装置对保障受灾群众生活用水、减少群众因灾损失、确保灾区社会稳定，提升我国对突发事件的应急处理能力具有重要意义。 

目前，国内外饮用水应急净化多数采用吸附过滤的技术模式，如美国的野战轻型净水器采用的是反渗透技术，英国的“救命”水壶(Lifesaver Bottle)采用的是多孔聚合物过滤技术，过滤孔径小于10^-9m，瑞士的手动加压滤水器采用的是0.2μm掺银陶瓷过滤技术，天津军事医学科学院研制的野战班用净水器， 采用功能性过滤及吸附材料作为净化单元，兰州铁道学院研制的小型净水器，采用了双层高分子滤膜吸附过滤技术及活性炭与消毒树脂混合吸附灭菌技术。采用吸附过滤技术模式的应急净水设备的结构虽然简单、多样，但普遍存在着处理量低(一般不超过5吨/小时)，滤芯易堵塞、不易再生，使用寿命短等问题；有些还需要投加化学药剂辅助杀灭微生物，因此会产生有毒副产物，出水有异味，并且还须配备消毒药剂对分装容器、管道预先消毒灭菌。 

使用消毒灭菌剂也是饮用水应急消毒净化的常用模式，消毒灭菌剂主要有氯(Cl₂)、氯胺(NH₂Cl、NHCl₂)和二氧化氯(ClO₂)等，在小型净水装置中或在应急状况下，也可使用漂白粉[CaO·2Ca(ClO)₂·3H₂O]、漂白精[Ca(ClO)₂]及次氯酸钠(NaClO)等，作用是氧化降解化学毒剂、有机污染物以及杀灭致病微生物。存在的问题是消毒灭菌时间长、投加剂量大、选择性强、生化反应后会残留氯有机污染物，如三氯甲烷和卤乙酸等 

饮用水应急消毒净化需要解决污染源多样、净化时间长、二次污染等难题，要求所使用的消毒灭菌剂生化反应速度快，反应速率常数大于10⁷L/mol·s，具有广谱致死特性，消毒剂本身无毒性，无药剂残留，反应的最终产物为CO₂、H₂O及无机盐等，稳定性好，成本低，易操作。 

羟基自由基(·OH)是强氧化剂，氧化电位高达2.8V、具有广谱致死特性，反应速度极快，其反应速率常数是氯、过氧化氢和臭氧等氧化剂的10⁷倍以上，在数秒内即可完成整个生化反应过程；剩余的·OH可分解成O₂和H₂O，无任何残余药剂，能够满足饮用水应急消毒净化的要求。然而，目前的羟基自由基主要是通过光激发氧化技术和光催化氧化技术产生，虽然在去除有机污染物时的效率很高、甚至能使有机污染物矿化，转变成无害物质，但这些方法产生羟基自由基的浓度很低，还难以解决饮用水应急消毒净化问题，更不能用于饮用水 运输容器和管道的消毒灭菌。大连博羽环保技术开发有限公司(实用新型专利，申请号：200820218658.X；发明专利，申请号：200810228249.2)发展了一种利用臭氧/空化效应协同产生羟基自由基的方法，并将其应用到应急深度处理水和消毒灭菌溶液的制取上，提升了羟基自由基的产生量。但这种方法也存在一些问题：仅使用臭氧在水中分解引发自由基链反应产生羟基自由基的过程不稳定，受水质状况影响非常大；射流器空化作用非常有利于提高气体在水中的溶解度，但对产生羟基自由基引发剂HO₂^-的促进作用有限，产生的羟基自由基浓度不够理想；羟基自由基链反应在主管路二次混合过程中会造成部分链反应中断，降低了饮用水消毒灭菌的效率。