[发明专利]一种非热电弧等离子体污水处理厂出水杀菌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及水处理技术，特别是涉及一种非热电弧等离子体污水处理厂出水杀菌的方法。

背景技术

常用的污水处理厂出水消毒方法有加氯消毒和紫外线消毒，然而加氯消毒的副产物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、高效地进行污水处理厂出水消毒灭菌，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，本发明提出一种非热电弧等离子体污水处理厂出水杀菌的方法。该方法特点是通过等离子体作用于出水，在水中发生一系列等离子体化学变化及反应，产生大量过氧化氢、氢氧自由基、臭氧、过氧氢自由基等活性粒子，能够有效将出水中有害微生物杀死。

本发明为达到以上目的，是通过以下的技术方案来实现的：

提供一种非热电弧等离子体污水处理厂出水杀菌的方法：1)将污水处理厂出水引入非热电弧等离子体装置；2)开启高压电源，在刀形不锈钢电极和水液面之间产生击穿电弧，打开气源，气流通过喷嘴驱动电弧沿着刀形电极滑动，形成非热电弧等离子体，等离子体诱发等离子体化学反应，对待处理污水处理厂出水进行杀菌消毒处理。

所述的非热电弧等离子体装置，包括高压电源(1)、刀形不锈钢电极(2)、喷嘴(5)、气源(6)；1个或多个并联的刀形不锈钢电极(2)作为一个电极，与高压电源(1)的一端连接，待处理水(4)作为另一个电极，与高压电源(1)的另一端连接；气体从气源(6)经过管路注入喷嘴直至反应器中，气体为氧气或空气；不锈钢电极水平置于待处理水上方，电极离水表面最小距离3～8mm；高压电源供电电压范围10000～20000V。

本发明杀菌的原理：等离子体产生大量高能电子，它们轰击水中水分子生成许多活性粒子：

其中活性粒子OH(氢氧自由基)、H₂O₂(过氧化氢)和O₃(臭氧)、HO₂(过氧氢自由基)等是强大的杀菌氧化剂，可以导致酶活性的改变、脂类物质的氧化、蛋白质的降解及DNA的变性，从而导致细菌的死亡。

本发明能够根据实际控制污水处理厂出水杀菌过程，简单、低成本、高处理效率且便捷地实现污水处理厂出水杀菌消毒。

附图说明

附图为本发明方法的装置示意图。

图中：1高压电源，2刀形不锈钢电极，3非热电弧等离子体，4待处理污水处理厂出水，5喷嘴，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)的水为模拟污水处理厂出水，进行污水处理厂出水杀菌。将5000mL纯净水引入非热电弧等离子体装置，4个并联的刀形不锈钢电极(2)作为一个电极，每个长80mm，宽30mm，厚3mm，不锈钢电极水平置于待处理水(4)上方，电极离水表面最小距离5mm。开启高压电源(1)，调节电压到10000V，在刀形不锈钢电极和水液面之间产生击穿电弧，打开空气气源(6)，空气流通过喷嘴(5)驱动电弧沿着刀形电极滑动，形成非热电弧等离子体(3)，等离子体诱发等离子体化学反应，在水中生成氧化氢、臭氧、氢氧自由基、氧自由基等活性粒子，1.1L/min液体从不锈钢电极(2)下流过，细菌初始浓度为10⁴cfu/mL，放电处理20s，水中的细菌杀死率达到97.6％。