[发明专利]一种灭活水体中病原微生物的装置及方法

说明书

本发明公开一种灭活水体中病原微生物的装置及方法，装置包括反应罐、电晕放电系统、介质阻挡放电系统、气源、水源和出水口。电晕放电系统包括接地电极板和高压电极板，高压电极板与接地电极板之间形成电晕放电反应池，高压电极板上设置有若干放电针；介质阻挡放电系统包括同轴内管电极和同轴外管电极，同轴内管电极和同轴外管电极之间形成环形柱状气隙，同轴外管电极与所述反应罐之间形成介质阻挡放电反应池，环形柱状气隙与曝气头连接，曝气头位于介质阻挡放电反应池内，介质阻挡放电反应池与电晕放电反应池相连通；气源与环形柱状气隙和放电针连接，水源与电晕放电反应池连接，出水口用于排出废水。上述装置能够对水体中病原微生物灭活。

技术领域

本发明属于水污染控制领域，涉及水体中病原微生物污染控制，特别是涉及一种灭活水体中病原微生物的装置及方法。

背景技术

水是维持人类生命的重要物质，有时也是传播疾病的重要媒介。近几十年来，人类已不止一次地面对病原微生物通过水传播引发的疾病风险。据报道，全球26％的人类死亡都是由病原微生物直接或间接引起的，每年约1500多万例，受粪便、污水和垃圾污染的水环境中可能存在1000多种病原微生物，主要分为病毒、细菌、原生动物和寄生虫四类，可以引起肠胃炎、痢疾和败血症等疾病。我国由于经济的不断发展，城市化进展迅速，生活污水的排放量急剧增加，而目前，在我国的600多座城市中，有近1/6的城市没有污水处理能力，大量的生活污水被直接排入水体，含有人畜排泄物的生活污水，携带大量的病原微生物进入水体，直接威胁人们的安全和身体健康，特别是在贫困落后地区，介水传染病依然是危害当地人健康的重要疾病。因此，水体中病原微生物污染控制是目前亟待解决的水环境问题之一。

当前我国对于水体中的病原微生物的灭活主要是以加氯消毒为主。然而，氯在水中的作用是相当复杂的，它不仅可以起氧化反应，还可与水中天然存在的有机物起取代或加成反应生成具有有害作用的副产物。目前，已确定并且对人和动物有不利影响的副产物有三卤甲烷、卤代乙酸和高溴根离子，其中，三卤甲烷和卤代乙酸对人体有致癌和促癌作用。二氧化氯是被世界卫生组织确定的一种安全高效强力杀菌剂，是国际上公认的氯系消毒剂中比较理想的更新替代产品。二氧化氯对微生物的灭活范围广、灭活能力强，除对一般的细菌有杀灭作用外，对大肠杆菌等异养菌、铁细菌、硫酸盐还原菌等自养菌、脊髓灰质炎病毒、肝炎病毒、贾第虫孢囊等也有很好的杀灭作用，并且灭活效果基本不受pH值的影响，不产生抗药性，持续灭菌能力较氯长2倍。但是，二氧化氯也产生副产物。二氧化氯加到水中后主要被还原成亚氯酸盐，而亚氯酸盐可引起溶血性贫血和人体高铁血红蛋白的增加，被国际癌症研究所确定为致癌物类。

紫外线灭活水体中的病原微生物属于物理灭活方法，不需投加任何药剂，不产生副产物，也不增加污染物的遗传毒性，且杀菌速度快、灭菌率高、易操作、管理和自动化程度高，是一种绿色的灭活方法。但紫外线灭活存在不能解决消毒后病原微生物在管网中再污染的问题及电耗较大等缺点。紫外线的灭活效果与紫外线对水透射能力有关。水中的悬浮物质、溶解有机物和水分子对紫外线都有吸收作用。在水中悬浮浓度高时，它的消毒效果便不是很彻底。

臭氧是目前已知的化学消毒剂中最为有效的一种消毒剂。臭氧与水混合后形成的臭氧水溶液具有很强的杀菌作用，它能够迅速广泛地杀灭多种微生物和致病菌。根据目前的研究，无论在副产物的生成量和毒性，还是在出水的致突变性方面，臭氧都比氯气和二氧化氯理想。臭氧氧化能力很强，但也并非完美无缺。当原水中含有溴化物时，在臭氧的氧化作用下会形成对人体有害的溴酸盐。溴酸盐被国际癌症研究机构定为2B级(较高致癌可能性)的潜在致癌物。

综上所述，有必要提出一种新型的水体病原微生物灭活方案，以在确保灭活效果的同时，克服现有病原微生物灭活方案所存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种灭活水体中病原微生物的装置及方法，以解决上述现有病原微生物灭活技术所存在的灭活效果有瑕疵的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种灭活水体中病原微生物的装置，主要包括：