CN109987672A - 一种脉冲放电与二氧化钛光催化协同*** - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种二氧化钛光催化***，包括反应器、进气管、及气泵，所述反应器包括上盖、底座、绝缘塞、及高压电极，所述反应器上设有进水口和出水口；所述反应器的内部的腔室为反应室，所述底座上设有圆盘电极，且所述圆盘电极接地设置；所述反应室内设有二氧化钛球和导电球。在所述反应器内，喷嘴电极与圆盘电极、及导电珠之间产生脉冲放电，从而产生紫外光、等离子体、强电场等能量，二氧化钛球在紫外光的作用下进行光催化水处理，同时等离子体及强电场等也与水中的污染物发生物力或化学反应，进一步达到了对水中污染物的降解或脱除的目的；实现了在同一反应器内多水净化方式的同时进行，净化处理效率大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及***技术领域，尤其涉及一种脉冲放电与二氧化钛光催化协同***。
背景技术
近年来，水质污染问题日益严重，对社会和经济的发展造成巨大损失，并日益威胁到人类自身的生存，特别是饮用水的安全问题不容忽视。饮用水的安全问题多是由微生物、化学物质和物理等因素导致的污染引起的。我国多数城市的自来水采用氯进行消毒，其消毒过程产生的氯化物具有致癌、致畸、致细胞突变的“三致”作用。此外，自来水在运送过程中可能导致二次污染，因此，随着人们生活方式的改变，直接喝自来水的人有明显减少的趋势。在这种情况下，瓶装水、桶装水、及***开始进入越来越多的家庭，其中，***以成本低廉、品质保证和操作方便的优点，越来越收到人们的重视。但目前市场上的***依靠单纯的物理过滤和吸附过程，污染物去除不够彻底，且效率低下。
现在，市场上也涌现出光催化***，其工作原理为：复合光催化板上的二氧化钛在紫外灯的照射下，可以产生游离电子及空穴，利用空穴的氧化和电子的还原能力，产生氧化能力极强的自由基(活性羟基、超氧根离子、-COOH、H2O2等)，这些自由基可轻易破坏细菌的细胞膜，使细胞质流失，进而将细胞氧化，直接杀死细菌，分解水中对人体有害的大部分有机物及部分无机物。但其净化方式单一，不能进行多种效果的净水，而且，由于水中存在的污染物减小了紫外线的透过率，从而影响了水的处理效率。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种脉冲放电与二氧化钛光催化协同***，其实现了将二氧化钛光催化水处理、及放电等离子体的水处理两种作用在同一反应器内同时进行，水净化处理效率高。
本发明采用以下技术方案：
一种脉冲放电与二氧化钛光催化协同***，包括反应器、进气管、及气泵，所述反应器包括上盖、底座、绝缘塞、及高压电极，所述反应器上设有进水口和出水口；所述反应器的内部的腔室为反应室，其中：
所述高压电极穿过所述上盖和所述绝缘塞进入到所述反应室，其设于所述反应室的内部的一端为内部端，设于所述反应室的外部的一端为外部端，所述内部端设有一个或多个喷嘴电极，所述高压电极的内部设有腔室，所述腔室与所述进气管、及所述喷嘴电极的喷嘴相连通；所述进气管连通所述气泵；
所述底座上设有圆盘电极，所述圆盘电极位于所述反应室的内部，且所述圆盘电极接地设置；
所述反应室内还设有二氧化钛球和导电球，且所述二氧化钛球与所述喷嘴电极不相接触，所述导电珠与所述喷嘴电极不相接触。
在一种优选实施例中，所述进气管上连接有流量计，所述流量计用于调节所述进气管内气流的流速。
在一种优选实施例中，所述反应器为圆柱体状，且其材质为有机玻璃。
在一种优选实施例中，所述二氧化钛球包括位于内部的玻璃球，以及外表面的二氧化钛镀层。
在一种优选实施例中，所述导电珠为金属球。
在一种优选实施例中，所述进水口位于所述反应器壳体的上部，所述出水口位于所述反应器壳体的下部。
优选地，所述进水口连接有进水管，所述出水口连接有出水管。
在一种优选实施例中，脉冲放电与二氧化钛光催化协同***还包括水泵，所述水泵与所述进水管和所述出水管相连通。
在一种优选实施例中，所述高压电极连接有高压电源。
在一种优选实施例中，所述反应器上设有清水管。
与现有技术相对比，本发明的技术方案具有如下有益效果：
(1)脉冲放电产生能够产生紫外光，在紫外光的作用下，进行二氧化钛光催化作用；脉冲放电还产生等离子体，如高能电子、羟基、臭氧、过氧化氢等活性粒子，同时还存在强电场、冲击波等，这些物质或能量都可与污染物发生物理或化学反应，进一步达到了对水中污染物的降解或脱除的目的；实现了在同一反应器内多水净化方式的同时进行，净化处理效率大大提高。
(2)导电珠的设置，可以使喷嘴电极与地电极之间形成多条强放电通道，放电发光可有效激发其周围二氧化钛球上的二氧化钛的净化作用；
(3)喷嘴电极鼓气，使气流从其喷嘴喷出，促进了放电等离子体的生成，同时气流吹动二氧化钛球的滚动，使二氧化钛球上不同部位的二氧化钛被激发，提高了二氧化钛的利用率及水净化效率。
附图说明
构成本申请的一部分附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本发明提供的脉冲放电与二氧化钛光催化协同***的结构示意图；
图2为反应器的结构示意图。
图例说明：
1、反应器；10、反应室；11、进水口；12、出水口；13、上盖，14、底座；15、圆盘电极；16、接地桩；2、高压电极；21、空腔；22、绝缘塞；23、喷嘴电极；26、二氧化钛球；27、导电珠；31进水管；32、出水管；33、水泵；34、进气管；35、流量计；36、气泵；37、清水管。
具体实施方式
本发明提供一种脉冲放电与二氧化钛光催化协同***，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
本实施例提供了一种脉冲放电与二氧化钛光催化协同***，如图1和图2所示，包括反应器1、气泵36、及水泵33。所述反应器1为圆柱体状，其材质为有机玻璃。
所述反应器1的内部腔室为反应室10。反应器1包括上盖13、底座14、绝缘塞22及高压电极2，所述高压电极2穿过所述上盖1进入到所述反应室10，其设于所述反应室10的内部的一端为内部端，设于所述反应室10的外部的一端为外部端，所述内部端设有多个喷嘴电极23，所述高压电极2的内部设有空腔21，所述空腔21与所述喷嘴电极23的喷嘴相连通。所述气泵36通过进气管34连通所述空腔21，进而连通喷嘴电极23的喷嘴，且所述进气管34上设有流量计35，流量计35用于调节进气管34内的气体的流速。高压电极2的外部端连接有高压电源。所述上盖13上设有通孔，所述高压电极2通过通孔进入到反应室10，通孔处设有绝缘塞22。
如图1和图2所示，所述底座14上设有圆盘电极15，所述圆盘电极15位于所述反应室10的内部，且所述圆盘电极15通过接地桩16进行接地设置。所述反应室10内设有多个二氧化钛球26和多个导电球27，且所述二氧化钛球26与所述多喷嘴电极23不相接触；所述导电珠27与所述多喷嘴电极23不相接触。所述二氧化钛球26为表面镀有二氧化钛层的玻璃球，所述导电珠27为金属球。高压电极2接通高压电源后，脉冲放电发生于喷嘴电极23与圆盘电极15之间、及喷嘴电极23与多个导电珠27之间，强放电通道含有紫外光，二氧化钛球26上的二氧化钛镀层在紫外光的作用下被激发，从而实现了二氧化钛光催化净化处理。脉冲放电过程中还产生等离子体，如高能电子、羟基、臭氧、过氧化氢等活性粒子，这些物质可与水中的污染物发生物理或化学反应，进一步实现降解、脱除污染物的目的，并且这些活性物质自身会在短时间内衰减，而对环境没有二次污染。同时脉冲放电时的强电场、紫外发光、冲击波等能量也可协同水的净化过程。充分实现了多种方式的降解、脱除污染物的目的，净化效率大大提高。
气泵36通过进气管34将空气流从喷嘴电极23喷出，一方面有利于放电等离子体的生成，促进了反应器1内水的等离子体净化，另一方面吹动二氧化钛球26的转动，有利于二氧化钛球26上不同部位的二氧化钛被充分激发，充分提高了二氧化钛的利用率，并且可使发挥更长时间的作用。
如图1所示，所述反应器1上还设有进水口11、出水口12和清水管37，进水管31连通水泵33和进水口11，出水管32连通水泵33和出水口。待处理水可以经水泵33、从进水口11进入到反应室10，进行净化处理，然后经出水口12、出水管32、水泵33，再经进水管31、进水口11再回至反应室10，以建立循环净化过程。循环净化完成后的清水可以从清水管37排出。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (4)
1.一种脉冲放电与二氧化钛光催化协同***，其特征在于，包括反应器、进气管、及气泵，所述反应器包括上盖、底座、绝缘塞、及高压电极，所述反应器上设有进水口和出水口；所述反应器的内部的腔室为反应室，其中：
所述高压电极穿过所述上盖和所述绝缘塞进入到所述反应室，其设于所述反应室的内部的一端为内部端，设于所述反应室的外部的一端为外部端，所述内部端设有一个或多个喷嘴电极，所述高压电极的内部设有腔室，所述腔室与所述进气管、及所述喷嘴电极的喷嘴相连通；所述进气管连通所述气泵；
所述底座上设有圆盘电极，所述圆盘电极位于所述反应室的内部，且所述圆盘电极接地设置；
所述反应室内还设有二氧化钛球和导电球，且所述二氧化钛球与所述喷嘴电极不相接触，所述导电珠与所述喷嘴电极不相接触。
2.根据权利要求1所述的二氧化钛光催化***，其特征在于，所述二氧化钛球包括位于内部的玻璃球，以及外表面的二氧化钛镀层。
3.根据权利要求1所述的二氧化钛光催化***，其特征在于，所述进水口连接有进水管，所述出水口连接有出水管。
4.根据权利要求3所述的二氧化钛光催化***，其特征在于，还包括水泵，所述水泵与所述进水管和所述出水管相连通。
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