[发明专利]一种微等离子体净化饮用水的方法

说明书

技术领域

本发明涉及饮用水杀菌消毒技术，特别是涉及一种微等离子体净化饮用水的方法。

背景技术

对饮用水进行杀菌，无论对于发展中国家还是发达国家，都是一个重要的问题。目前常用的消毒方法有加氯消毒和紫外线消毒，加氯消毒因其简单性和经济性，或许是液体消毒中应用最广泛的的技术。然而，氯对环境的影响逐渐成为一个突出的二次污染问题。紫外线消毒也存在灯管要定期更换，增加了投资成本等问题。因此，经济、高效地进行液体消毒灭菌，除改进现有的技术外，尚须发展新的技术。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种微等离子体净化饮用水的方法。该方法可实际应用于饮用水杀菌消毒，其特点在于在放电可控和系统成本低，具有潜在优势。

本发明为达到以上目的，是通过以下的技术方案来实现的：

提供一种微等离子体净化饮用水的方法，1)将饮用水引入微等离子体装置；2)打开气源，调节气体流量，待气流稳定后开启直流高压电源，当电压达到2500V左右时，气体被击穿，形成微等离子体；随后立即调节电压使微等离子体稳定在一定电压和电流水平，放电反应正式开始；放电处理5～10min可有效将饮用水中有害微生物杀死。

所述的微等离子体装置，包括给微等离子体装置供电的直流高压电源(1)和给微等离子体装置供气的气源(6)；微等离子体反应器采用塑料反应器(4)，阳极主体为1个或多个并联的毛细不锈钢管(2)，气体从气源(6)经过管路注入不锈钢电极体内直至反应器中，气体为氧气或空气；不锈钢电极垂直置于反应溶液上方，电极出气端距离水表面2mm；阴极为细钨棒(3)；钨棒与直流高压电源(1)的接地端连接；启动直流高压电源后，不锈钢电极与液面之间产生微等离子体(5)，体系形成通路。

本发明杀菌的原理：微等离子体形成产生大量高能电子，它们轰击液体中水分子生成许多活性粒子：

其中OH、H₂O₂和HO₂是强大的杀菌氧化剂，这种氧化物质可以导致酶活性的改变、脂类物质的氧化、蛋白质的降解，以及DNA的变性，从而导致细菌的死亡。

本发明可以根据实际要求控制饮用水杀菌过程，可简单、低成本、高处理效率且便捷地实现饮用水杀菌消毒。

附图说明

附图为本发明方法的装置示意图。

图中：1 直流高压电源、2 不锈钢管、3 钨棒、4 塑料反应器、5 微等离子体、6 气源。

具体实施方式

实施例

如附图所示，以加入消毒学指示菌大肠肝菌(编号：ATTC25922)的自来水为净化对象，进行水体杀菌。将100mL自来水引入微等离子体装置，微等离子体装置采用塑料反应器，高8.5cm，内径5.5cm。阳极主体为1个不锈钢管，长8cm，内径0.7mm。氧气从氧气源经过管路注入不锈钢电极体内直至反应器中。不锈钢电极垂直置于反应水上方，电极出气端距离水表面2mm。阴极为钨棒，长15cm，直径2mm。钨棒与直流高压电源的接地端连接。两个电极保持3cm的距离。启动直流高压电源后，不锈钢电极与液面之间产生微等离子体，体系形成通路。随后立即调节电压使微等离子体稳定在一定电压和电流水平，放电反应正式开始；细菌初始浓度为10⁴cfu/mL，放电处理10min，水中的细菌杀死率达到99.9％。