CN1039581C

CN1039581C - 一种水处理装置

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Publication number: CN1039581C
Application number: CN95116412A
Authority: CN
Inventors: 刘力群
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-09-22
Filing date: 1995-09-22
Publication date: 1998-08-26
Anticipated expiration: 2015-09-22
Also published as: CN1134913A

Abstract

一种水处理装置，臭氧发生器将制备的臭氧通过输送臭氧管路进入由N(N＝1、2、3……)级文氏管组成的气、水混溶室，通过固定螺旋混流管和/或多节点孔板混流管接触反应，在接口处进入旋流式电场处理室，使气、水混溶液冷却臭氧发生器，而气、水混溶溶液本身亦在电场处理中提高了处理效率。消毒效果好，寿命提高数十倍，无污染，无残毒，广泛应用于旅游业、餐饮业、服务业、医院、家庭、公共场所的消毒及水处理。

Description

一种水处理装置

本发明涉及一种水处理装置，特别是一种即可以提供含臭氧水以用于它处，又可以于本装置内完成对水的臭氧氧化、电场等处理、净化、消毒的装置。

通常对水进行灭菌、消毒处理的方法有：化学类：氯法、碘法等，物理类：紫外线照射、活性碳，吸附过滤，高温消毒，膜法等。由于自然界水体所受污染日趋严重，传统对水的灭菌、消毒方法已暴露出一些弊端。如：使用氯消毒处理会导致水中生成THM(卤代烃、致癌物)；紫外线照射也由于紫外线在水体中的穿透能力有限(仅十几mm)而使消毒处理十分不彻底。在已往的消毒处理方法中或由于成本高，或由于操作复杂、使用不便，或由于处理效果不好，而使使用受到了限制。

臭氧是一种极强的氧化剂，其标准氧化电位为-2.07Ve，仅次于氟和原子氧；臭氧还是一种广谱灭菌剂，在常温下，对原核生物、直核生物、原生动物、后生动物都有极强的灭杀作用，由此，对于细菌霉菌、藻类、病毒、瞬间即可完成灭杀消毒作用；且臭氧最终产物为氧气，因此，臭氧是一种无残毒的广谱、强力杀菌消毒剂。

臭氧在灭菌、消毒的同时，还可以有效的降解所遇有毒、有害物，如烷烃、苯、酚、荼、蒽、烷基苯、氯苯、硝基苯、有机胺、木质素、腐植质、硫化物、氯化烷杀虫剂等，还可破坏剧毒的氰化物和苯并(a)芘、苯并蒽等强致癌物。臭氧还可以去除水中的铁、锰等金属离子，对水体的色度、浊度，对特殊气味口感的去除也十分有效。

目前家用型净水、消毒处理器，大多采用活性碳吸附，或使用纤维或膜的微滤或超滤，消毒多使用紫外线，三碘树脂或银离子。这些装置都存在消毒处理效果和使用寿命有限的问题。而以往所有用于水处理的臭氧装置，都是设备十分庞杂的工业规模大型设备，仅限于集中供水的消毒处理。

本发明的目的是提供一种新颖的、微水型化的、长寿命的，以空气为原料仅消耗电能的制备含臭氧水或直接进行臭氧处理的无害化装置。

本发明的目的是提供一种微小型的以电晕放电法制取臭氧的臭氧发生器。

本发明的目的是提供一种n(n＝1、2、3……)级文氏管组成的气、水混溶器；在其末级扩散段后，采用固定螺旋多节点孔板混流并可改变水流矢量方向结构的气、水混溶装置、用于含臭氧气体中的臭氧向水体中的转移和扩散。

本发明的目的是提供一种新的结构形式：臭氧发生器的外壳作为气、水混溶装置的一部分，使经该装置处理的水，进行臭氧处理的同时，还可进行电场处理，即可提高处理效率又可冷却臭氧发生器。

本发明是通过下述方案实现的：一种包括臭氧发生器、空气预处理器17、电源电路板2和含臭氧气体与水混溶反应装置的水处理装置，臭氧发生器的与高压电极5连通的上气室25通过通气管路18连通空气预处理器17；通过隔离高压电极5与接地低电压电极9的绝缘介质层7与高压电极间形成气体电晕放电器6所连通的下气室26、通臭氧管路14连通由n级(n＝1、2、3……)文氏管组成的气、水混溶室12；所述气、水混溶室的末级扩散段固接内壁设置固定螺旋的混流管131和/内壁设置多节点孔板的混流管132；通水口10通过气、水混溶室12、混流管131、132连通固接于外壳8一端的臭氧水出水口16。臭氧发生器由导电金属管构成的高电压电极5，设置于外侧的绝缘介质管7，设置于绝缘介质管7与高电压电极5之间留有间隙所形成的气体电晕放电室6，以及在绝缘介质管外缘，由水、外壳8浸于水中的接地低电压电极9组成。臭氧发生器外壳8与绝缘介质管7的间隙为旋流式气、水反应和电场处理室15。空气预处理器17为采用冷冻、干燥吸附剂、化学法干燥器的空气干燥器或采用膜分离富氧、吸附分离富氧的空气富氧处理器。在进水口10与气、水混溶室12之间连接一个可调节输入水流量与输入速率的电磁阀11。

本制备含臭氧水或臭氧水处理装置是由高电压电路、臭氧发生器、空气预处理装置、气、水混溶反应装置组成，且包容于同一装置机壳内，形成一体化结构，具有结构紧凑、体积小、重量轻、安装简捷、使用方便的特点。

本装置还可另附臭氧尾气消除还原处理装置及其它一些附属配部件。

本发明可广泛用于旅游业、餐饮业、服务业、医院、家庭、车船及公共卫生设施的卫生消毒及水处理消毒，还可用于矿泉水消毒处理，养殖业、种植业中病害防治和保鲜处理，以及散杂居民点、自备自来水源的消毒处理，赈灾临时供水的消毒处理，半导体蕊片清洗，仓贮水、高层建筑水箱、水塔的消毒处理，某些疾病的治疗，医疗器械的消毒等。

在本发明的结构设计中，对气、水混溶反应装置采用n(n＝1、2、3……)级文氏管组成的混溶器，且在其末级扩散段采用固定螺旋和多节点孔板混流管并与臭氧发生器相连，增设了电场对水的处理功能，延长了气、水混溶流程，同时气、水混溶溶液冷却了臭氧发生器。上述措施，促使本实用新型的处理效率高，耗电为40瓦左右。从使用寿命看，本发明工作时间为数万小时，而常规的紫外线消毒器仅工作2000-5000小时。

在本发明的气、水混溶接触反应装置中，有效的利用了臭氧发生器外壳，这样气、水混溶溶液形成旋流提高了反应效果，并受到电场的处理，同时冷却了臭氧发生器。另外处理后的空气进入臭氧发生器后经高电压电极管内壁进入气体电晕放电室，也可以冷却臭氧发生器，臭氧发生器在气、液双重冷却作用下，散热问题得到了极好的解决，可以大大提高臭氧发生器的性能和臭氧产量。

本发明有别于现有的家用型水处理器，是利用臭氧制备含臭氧水及进行水处理的，臭氧是一种强氧化剂，且又是一种广谱杀菌并对多种有毒有害物质有降解、消除作用，且本身不留残毒。

本发明采用电子高压电路驱动，其频率、脉宽、电压、电流均可调控，从而可以根据不同的工作对象调节，满足不同要求。

图1本发明结构示意图

图2臭氧发生器与高压电场剖面示意图

图3气、水混溶反应装置剖面示意图

现结合附图进一步叙述本发明的结构：

参见图1-3：本发明将臭氧发生装置，气、水混溶接触反应装置放置于同一容器机壳中，形成一体化装置。且臭氧发生器与气、水混溶接触反应装置连通，使含臭氧气、水混溶接触反应装置连通，使含臭氧气、水混溶溶液流经臭氧发生器时，进一步得到电场的处理，同时该气、水混溶溶液冷却臭氧发生器。

在臭氧发生装置中包含臭氧发生器，由电子元件构成区别于工频的高电压电源电路；空气干燥或富氧处理器17。

高电压电源电路板2由电子元器件组成，信号源由3524或494专用开关电源集成控制器提供，逆变功率输出使用大功率晶体管，或MOS管等。经变压器3升高电压后馈送至臭氧发生器高电压电极5，电路的频率，脉宽等参数可调控，以适应臭氧发生器的不同要求。电源插头1接市电220V，高压输出引线4，接线端子24接入高压电极5。

臭氧发生器采用电晕放电法制取臭氧。发生器由导电金属管构成高电压电极5；高电压电极外侧为绝缘介质管7，其与高电压电极间留有间隙，形成气体电晕放电室6，绝缘介质管外接地、水和臭氧发生器外壳构成的，低电压极9，或另设一接地低电压电极置于绝缘介质管外浸于水中。构成高电压电极的金属管以不锈钢为首选，或使用铝管。接地低电压电极9采用镀膜、涂膜导电层，导电网状物、液体或固体。

臭氧发生器的绝缘介质层7采用无机材料制作，如采用普通玻璃、高硼硬质玻璃，95料玻璃、石英玻璃、或搪瓷、陶瓷材料制作。

臭氧发生器内的气体通道由高电压电极管5内壁，和气体电晕放电室6组成，在气体的进、出口181、141设置上、下气室25、26。在上气室25的一端设置接口181，通过通气管路18连通空气预处理器17。

空气预处理器17为空气干燥处理或空气富氧处理或两者的组合。空气干燥处理采用冷冻、干燥剂吸附，或化学法干燥。在吸附干燥剂中采用硅胶、铝胶、分子筛。在空气富氧处理中，采用膜分离富氧或吸附分离富氧。

在下气室26的一端设置臭氧气体输出接口141。通过通臭氧管路14连通气、水混溶室的接口142并将臭氧发生器产出的臭氧输入水、水混溶室12。

气体中的氧分子被电离分解为氧原子后进一步和氧分子合成形成臭氧分子，其反应式：

电离

气、水混溶接触反应装置包括：由电磁阀11控制进水流量和速率的进水口10；与进水口10连通的由n(n＝1、2、3……)级文氏管组成的气、水混溶室12；在气、水混溶室末级扩散段后采用内壁附有固定螺旋的混流管131、或内壁附有多节点孔板的混流管132，或两者同时使用，不断改变水流矢量方向；混流管与在臭氧发生器，下部外壳8中设置的接口133连通。使经过气、水混溶的溶液进入由高电压电源电路、接地低电压电极9、外壳8与绝缘介质层7组成的间隙即旋流式气、水反应和电场处理室15中，这时通过气、水混溶溶液进一步得到电场处理，提高处理效率。完成在制备臭氧的同时，不断完成臭氧向水中转移与扩散的过程。

根据需要，本发明还设置了臭氧尾气消除还原装置19、参见图1：从尾气进气口20进入的尾气，通过电机和风扇21，通过电热元件或消除臭氧尾气的吸附剂、催化剂22，将臭氧经过处理转化为氧气从出气口23排出。

本发明的臭气产生、扩散转移并气、水反应过程是这样进行的：

制备臭氧所需空气经空气预处理器17处理后，通过通气管路18，从接口181进入上气室25，通过高电压电极管5的顶端流过高电压电极管内，从底端流出进入气体电晕放电室6，形成臭氧后的气体上升至电晕放电室6的上端进入下气室26，汇集后，经接口141流经通臭氧管路14，从接口142处进入气、水混溶室12；通过电磁阀11控制的与来自进水口10的水在n(n＝1、2、3……)文氏管组成的混溶器12里混溶，在固定螺旋式混流管131或多节点孔板混溶管132或其两者的组合进一步接触反应后，从接口133处进入臭氧发生器外壳为旋流式气水反应和电场处理室15，进一步反应处理后通过出水口16流出。本装置所需电能由电源插头1从市电电网中获取，通过电源电路板2调制到需要的电压、电流、频率、脉宽后，由高电压电流输出引线4馈入臭氧发生器。

实施例：

气、水混溶接触反应装置中的n(n＝1、2、3……)文氏管在末级扩散段采用固定螺旋式混流管131或多节点孔板混流管132或两者同时使用，与垂直于臭氧发生器外壳竖轴线，并在该垂面转动小于±45°角的方向与臭氧发生器，气、水混溶溶液反应，并与电场处理室15连接，使进入该反应室的气、水混溶溶液形成旋流。

由电子元件构成的高电压电源电路的频率10³-10⁴HZ、电压10³-10⁴V。

Claims

1.一种水处理装置，包括臭氧发生器、空气预处理器(17)、电源电路板(2)和含臭氧气体与水混溶反应装置，其特征是：臭氧发生器的与高压电极(5)连通的上气室(25)通过通气管路(18)连通空气预处理器(17)；通过隔离高压电极(5)与接地低电压电极(9)的绝缘介质层(7)与高压电极间形成气体电晕放电器(6)所连通的下气室(26)、通臭氧管路(14)连通由n级(n＝1、2、3……)文氏管组成的气、水混溶室(12)；所述气、水混溶室的末级扩散段固接内壁设置固定螺旋的混流管(131)和/或内壁设置多节点孔板的混流管(132)；通水口(10)通过气、水混溶室(12)、混流管(131)、(132)连通固接于外壳(8)一端的臭氧水出水口(16)；臭氧发生器外壳(8)与绝缘介质管(7)的间隙为旋流式气、水反应和电场处理室(15)。

2.按权利要求1所述的一种水处理装置，其特征是：臭氧发生器由导电金属管构成的高电压电极(5)、设置于外侧的绝缘介质管(7)，设置于绝缘介质管(7)与高电压电极(5)之间留有间隙所形成的气体电晕放电室(6)，以及在绝缘介质管外缘，由水、外壳(8)浸于水中的接地低电压电极(9)组成。

3.按权利要求1所述的一种水处理装置，其特征是：空气预处理器(17)为采用冷冻、干燥吸附剂，化学法干燥器的空气干燥器或采用膜分离富氧、吸附分离富氧的空气富氧处理器。

4.按权利要求1所述的一种水处理装置，其特征是：在进水口(10)与气、水混溶室(12)之间连接一个可调节输入水流量与输入速率的电磁阀(11)。