[发明专利]污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及水处理领域，特别是一种污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法和装置。

背景技术

我国水污染状况目前相当严重，近几年来，工业废水和生活污水每天排放量近1.64亿吨，其中80%未经严格处理直接排入江河水域；全国1700条大河流近10万公里的河段中，近1/2河段受到污染，1/10河段被严重污染；90%以上的城市水域受到污染。另一方面，我国是世界上水资源严重短缺的国家之一，要用占世界6%的水去养活占世界20%的人，我国的人均饮用水拥有量仅为世界平均水平的1/4。因此，大力推进我国水质净化，迫在眉睫。饮用水安全的关键首先在于污染源的控制，其中污水废水的有机污染物及杀毒灭菌等的控制成为关键，国家亦相继出台《中华人民共和国污水综合排放标准》、《城镇污水处理厂污染物排放标准》、《城市污水处理厂污水污泥排放标准》等国家标准。

消毒灭菌是水质净化的最后一道工序。常用的水处理消毒工艺有卤素消毒(如氯气、二氧化氯)、氧化剂消毒(如臭氧、过氧乙酸)、辐射消毒(如紫外线)。在上述常用污水消毒技术中，或产生有毒的消毒副产物，存在“三致”物质，对人类和水生生物会产生长期毒性影响；或现场制取设备复杂，投资大、成本较高、设备管理复杂等；紫外线技术则存在光复合细菌再生、石英套管的污垢膜、大功率长寿命石英管的价格及高昂维护费、紫外光透射率、设备电耗较大等问题。由于这些原因，目前国内正需要一种低能耗、低成本、无二次污染的水处理消毒工艺和装置。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明的目的在于提供一种低能耗、无二次污染的污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法和装置。

本发明所采用的技术方案是：

一种污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法，含氧气体在等离子体发生器中反应产生等离子体自由基，等离子体自由基通过输送装置输送至消毒容器内的鼓泡装置后，再从所述鼓泡装置进入污水中，对所述消毒容器中的污水进行消毒灭菌。

所述等离子体发生器的放电形式为线板式、线筒式、板板式的一种或不少于一种的结合。

一种污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的装置，包括等离子体发生器和提供污水消毒环境的消毒容器，所述消毒容器内设有鼓泡装置，所述鼓泡装置与等离子体发生器间设有输送装置，所述输送装置包括连接在鼓泡装置与等离子体发生器间的输送通道。

所述输送装置包括连接在输送通道上的空压机。

所述消毒容器内设有两套鼓泡装置。

所述鼓泡装置包括设置在消毒容器底部的曝气器。

所述曝气器包括曝气头，所述曝气头为圆筒状或球状，孔径为0.1-2000微米。

所述等离子体发生器包括反应器本体和电源。

所述反应器本体为金属材质的圆柱体、长方体或正方体。

所述电源为高频高压电源。

本发明的有益效果是：在本发明中，含氧气体在等离子体发生器内发生离解和碰撞电离，产生等离子自由基活性物质，并将这些含有活性物质的气体通过鼓泡装置注入待处理污水中，从而氧化灭杀水中的病菌病毒，达到消毒灭菌的目的，由于采用了等离子体发生器，与传统紫外消毒相比，能耗大大降低，而且等离子自由基活性物质参与污水消毒后不产生二次污染物，更利于环保的实现。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明优选实施例中处理效果的曲线示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种污水中注入等离子体自由基灭菌消毒的方法，包括了以下的步骤：

（1）含氧气体在等离子体发生器1中反应产生等离子体自由基；含氧气体为空气、氧气或含氧气体混合物，含氧气体进入等离子体发生器1后，在等离子体发生器1的高压电场空间中发生离解和碰撞电离，产生等离子自由基，而等离子自由基含有等离子自由基活性物质（OH^-、O、O₃ 、O₂、OH·、H₂O₂等）；

（2）等离子体自由基通过输送装置产生的气压输送至消毒容器2内的鼓泡装置3中；

（3）等离子体自由基从鼓泡装置3中进入污水中，由于等离子自由基活性物质具有强氧化性，通过破坏氧化分解病菌病毒的细胞器、酶、DNA、RNA等从而达到灭菌消毒的效果。

等离子体发生器1的放电形式为线板式、线筒式、板板式的一种或不少于一种的任意结合。