基于微酸性電解處理養(yǎng)殖水的裝置及處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于微酸性電解處理養(yǎng)殖水的裝置及處理方法。包括進(jìn)水水泵、液體混合器、消毒反應(yīng)器、內(nèi)循環(huán)水泵、微酸性電解處理槽、單向閥和出水水泵；進(jìn)水水泵的一端接待消毒處理的養(yǎng)殖水，進(jìn)水水泵的另一端與液體混合器的一個(gè)輸入端相連接，經(jīng)消毒反應(yīng)器后分為二路，一路接出水水泵，另一路經(jīng)內(nèi)循環(huán)水泵、微酸性電解處理槽、單向閥與液體混合器的另一個(gè)輸入端相連接。通過對混合比參數(shù)、有效氯濃度、以及反應(yīng)時(shí)間的控制，在有效殺滅微生物的同時(shí)，控制處理后水體中的余氯濃度和pH6.4～6.9值。本發(fā)明具有高效、節(jié)能、廣譜、環(huán)保、無消毒副產(chǎn)物的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于飲用水、養(yǎng)殖水、泳池水、或工業(yè)廢水等水處理系統(tǒng)中的消毒環(huán)節(jié)。
【專利說明】基于微酸性電解處理養(yǎng)殖水的裝置及處理方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水消毒處理裝置及處理方法，尤其是涉及一種基于微酸性電解處理養(yǎng)殖水的裝置及處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水處理的目的是利用一定物理或化學(xué)方法，把水中的污染物質(zhì)分離出來，或者將其轉(zhuǎn)化分解成無毒無害的穩(wěn)定物質(zhì)，而消毒處理是水處理工藝流程中不可缺少的重要環(huán)節(jié)。目前，廣泛使用的水消毒技術(shù)包括:氯化消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、以及紫外線消毒等技術(shù)。
[0003]氯化消毒是目前應(yīng)用最為廣泛的傳統(tǒng)水消毒方式，一般限于較大型的水處理廠使用。氯化消毒能較快地殺滅水中微生物，成本不高，但是消毒過程中會(huì)產(chǎn)生有害副產(chǎn)物，例如有機(jī)氯化物，此類物質(zhì)不僅使水體產(chǎn)生異臭和異味，而且有毒副作用與致癌作用，會(huì)對人體健康產(chǎn)生嚴(yán)重危害。
[0004]二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，在同樣條件下，通常表現(xiàn)出比氯更好的殺菌效率，盡管二氧化氯在水處理中具有較為廣泛的應(yīng)用和明顯的優(yōu)勢，但是二氧化氯遇光時(shí)易分解，生成氧氣和氯氣而引起爆炸，并且在某些水質(zhì)條件下，會(huì)產(chǎn)生醛類、亞氯酸鹽、微量鹵化物和氯酸鹽等有毒副產(chǎn)物。
[0005]臭氧具有很好的殺滅微生物和病毒的效果，殺菌能力是氯的600-3000倍。此外，臭氧能夠增加水中的溶解氧，減少水中BOD和C0D，對水體具有脫色去臭效果。但是臭氧消毒所需設(shè)備龐大，流程復(fù)雜，制取臭氧的產(chǎn)率較低(1%_2%)，電能消耗大，運(yùn)行成本很高。在一些水質(zhì)條件下，臭氧消毒也會(huì)產(chǎn)生溴酸鹽等消毒副產(chǎn)物，并且臭氧不穩(wěn)定，在水中容易分解，難以保持持續(xù)的 殺菌效果。
[0006]紫外消毒是一種利用紫外線殺滅細(xì)菌的簡便快速的消毒方法，紫外線消毒技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)比較明顯，無消毒副產(chǎn)物風(fēng)險(xiǎn)，在小水量時(shí)有明顯經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，在很低的消毒劑量和較短的停留時(shí)間條件下，能夠有效殺滅致病菌。但是，紫外消毒效果受較多因素的影響，待消毒處理的原水必須經(jīng)過良好的預(yù)處理，所需紫外線輻照劑量也難以明確，由于輻射衰減，殺菌效果不均勻，無法保持持續(xù)的殺菌效果。
[0007]綜上可見，雖然目前廣泛使用的常規(guī)水處理消毒技術(shù)，能夠有效殺滅水體中微生物，降低微生物安全風(fēng)險(xiǎn)，但同時(shí)也存在諸如產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物、運(yùn)行成本高、或無持續(xù)殺菌效果等問題。隨著人們對環(huán)境問題的不斷關(guān)注，以及水質(zhì)污染在不少地區(qū)日益加劇的現(xiàn)狀，現(xiàn)有的水處理消毒技術(shù)，已經(jīng)不能很好的滿足實(shí)際需求與公眾期望。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為了解決【背景技術(shù)】中存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于微酸性電解處理養(yǎng)殖水的裝置及處理方法，將微酸性電解處理技術(shù)應(yīng)用于養(yǎng)殖水的消毒處理。
[0009]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一、一種基于微酸性電解處理養(yǎng)殖水的裝置
包括進(jìn)水水泵、液體混合器、消毒反應(yīng)器、內(nèi)循環(huán)水泵、微酸性電解處理槽、單向閥和出水水泵；進(jìn)水水泵的一端接待消毒處理的養(yǎng)殖水，進(jìn)水水泵的另一端與液體混合器的一個(gè)輸入端相連接，經(jīng)消毒反應(yīng)器后分為二路，一路接出水水泵，另一路經(jīng)內(nèi)循環(huán)水泵、微酸性電解處理槽、單向閥與液體混合器的另一個(gè)輸入端相連接。
[0010]所述微酸性電解處理槽為無隔膜式電解槽。
[0011]二、一種基于微酸性電解處理養(yǎng)殖水的處理方法
將需要消毒處理的養(yǎng)殖水進(jìn)入進(jìn)水水泵，通過液體混合器、消毒反應(yīng)器、內(nèi)循環(huán)水泵、微酸性電解處理槽、單向閥和出水水泵的內(nèi)循環(huán)回路，對部分養(yǎng)殖水進(jìn)行微酸性電解處理，使水體中具有10-30mg/L有效氯成分，從單向閥進(jìn)入液體混合器再與需要消毒處理的養(yǎng)殖水混合，維持電解槽出水PH5.0~6.5微酸性，并在消毒反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行消毒反應(yīng)；通過對混合比參數(shù)、有效氯濃度、以及反應(yīng)時(shí)間的控制，在有效殺滅微生物的同時(shí)，控制處理后水體中的余氯濃度和PH6.4~6.9值。
[0012]所述對混合比參數(shù)、有效氯濃度、以及反應(yīng)時(shí)間的控制的方法:
1)待消毒處理的養(yǎng)殖水進(jìn)入進(jìn)水水泵的流量Ql與出水水泵的流量Q7滿足如下關(guān)系，流量單位為立方米/分鐘:
Q1=Q7
2)進(jìn)水水泵的流量Ql與內(nèi)循環(huán)水泵的流量Q4的比值被定義為混合比參數(shù)R0，流量單位為立方米/分鐘，混合比參數(shù)RO滿足如下關(guān)系:
RO= Q4:Q1 =0.1-θ.5
3)微酸性電解處理槽的出水端流出的水中含有有效氯成分，其有效氯濃度被定義為特征有效氯濃度CO，電解槽出水pH值被定義為特征pH值，特征有效氯濃度CO與特征pH值滿足如下關(guān)系:
C0=1(T30，單位:毫克/升；pH值=5.0~6.5
4)消毒反應(yīng)器的體積V3與進(jìn)水水泵的流量Ql以及內(nèi)循環(huán)水泵流量Q4之和的比值被定義為特征反應(yīng)時(shí)間Τ，特征反應(yīng)時(shí)間T滿足如下關(guān)系，體積單位為立方米，流量單位為立方米/分鐘:
T=V3: (Q1+Q4) =10~20，時(shí)間單位:分鐘
5)消毒反應(yīng)器在消毒處理過程中的實(shí)際蓄水體積VO與進(jìn)水水泵的流量Ql以及內(nèi)循環(huán)水泵流量Q4之和的比值被定義為反應(yīng)時(shí)間TO，反應(yīng)時(shí)間TO滿足如下關(guān)系，體積單位為立方米，流量單位為立方米/分鐘:
TO=VO: (Q1+Q4) =10~20，單位:分鐘，并且 TO≤T
6)裝置的混合比參數(shù)R0，特征有效氯濃度CO與反應(yīng)時(shí)間TO的乘積被定義為CT值，CT值滿足如下關(guān)系:
CT=CO X RO X TO=10~300，單位:毫克.分鐘/升。
[0013]與【背景技術(shù)】相比，本發(fā)明具有的有益效果是:
O由于消毒反應(yīng)時(shí)，電解槽出水的PH值為微酸性，有效氯主要以殺菌效果極強(qiáng)的次氯酸分子形式存在，其殺菌能力是次氯酸根的80-150倍，與其他含氯殺菌方式相比，在相同有效氯濃度的條件下，殺菌能力更強(qiáng)，殺菌效果更佳；2)殺菌過程中無刺激物產(chǎn)生，對人體、動(dòng)物、與環(huán)境無不良影響，對金屬管道也無腐蝕作用；不產(chǎn)生臭氧，以及氯的高次氧化物，沒有產(chǎn)生消毒副產(chǎn)物的風(fēng)險(xiǎn)；
3)消毒作用時(shí)間短，不會(huì)誘導(dǎo)微生物產(chǎn)生抗體，導(dǎo)致微生物的抗藥性。綜上所述，本發(fā)明所述技術(shù)裝置具有高效、節(jié)能、廣譜、環(huán)保、無消毒副產(chǎn)物的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于飲用水、養(yǎng)殖水、泳池水、或工業(yè)廢水等水處理系統(tǒng)中的消毒環(huán)節(jié)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的基于微酸性電解處理的液態(tài)水消毒處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中:1、進(jìn)水水泵，2、液體混合器，3、消毒反應(yīng)器，4、內(nèi)循環(huán)水泵，5、微酸性電解處理槽，6、單向閥，7、出水水泵。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明包括進(jìn)水水泵1、液體混合器2、消毒反應(yīng)器3、內(nèi)循環(huán)水泵4、微酸性電解處理槽5、單向閥6和出水水泵7 ;進(jìn)水水泵I的一端接待消毒處理的養(yǎng)殖水，進(jìn)水水泵I的另一端與液體混合器2的一個(gè)輸入端相連接，經(jīng)消毒反應(yīng)器3后分為二路，一路接出水水泵7，另一路經(jīng)內(nèi)循環(huán)水泵4、微酸性電解處理槽5、單向閥6與液體混合器2的另一個(gè)輸入端相連接。單向閥6使水流只能從微酸性電解處理槽5流向液體混合器2，反向則不行。
[0018]所述微酸性電解處理槽5為無隔膜式電解槽；液體混合器2為三通；消毒反應(yīng)器3為具有進(jìn)口、出口的容器。
`[0019]處理后水體的pH值由pH計(jì)測量，菌落總數(shù)采用平板計(jì)算法檢測，有效氯濃度采用碘量法測量。
實(shí)施例1
混合比參數(shù)RO=0.1，有效氯濃度C0=10mg/L，反應(yīng)時(shí)間TO=IOmin,則CT=CO XROXTO=IO mg*min/L ；
處理前養(yǎng)殖水中總大腸桿菌群落數(shù)為IO8 CFU/mL，處理后水中總大腸桿菌群落數(shù)為IO7CFU/mL，余氯為 0.7mg/L，pH 為 6.9。
[0020]實(shí)施例2
混合比參數(shù)RO=0.1，有效氯濃度C0=10mg/L，反應(yīng)時(shí)間T0=20min，則CT=CO X RO X T0=20 mg.min/L;
處理前養(yǎng)殖水中總大腸桿菌群落數(shù)為IO8 CFU/mL，處理后水中總大腸桿菌群落數(shù)為IO7CFU/mL,余氯為 0.6mg/L, pH 為 6.9。
[0021]實(shí)施例3
混合比參數(shù)RO=0.1，有效氯濃度C0=30mg/L，反應(yīng)時(shí)間TO=IOmin,則CT=COXROXT0=30mg*min/L ；
處理前養(yǎng)殖水中總大腸桿菌群落數(shù)為IO8 CFU/mL，處理后水中總大腸桿菌群落數(shù)為106CFU/mL，余氯為 0.91mg/L, pH 為 6.9。
[0022]實(shí)施例4混合比參數(shù)RO=0.1，有效氯濃度C0=30mg/L，反應(yīng)時(shí)間T0=20min，則CT=COXROXT0=60mg*min/L ；
處理前養(yǎng)殖水中總大腸桿菌群落數(shù)為IO8 CFU/mL，處理后水中總大腸桿菌群落數(shù)為105CFU/mL，余氯為 0.88mg/L, pH 為 6.9。
[0023]實(shí)施例5
混合比參數(shù)RO=0.5，有效氯濃度C0=10mg/L，反應(yīng)時(shí)間TO=IOmin,則CT=COXROXT0=50mg*min/L ；
處理前養(yǎng)殖水中總大腸桿菌群落數(shù)為IO8 CFU/mL，處理后水中總大腸桿菌群落數(shù)為IO6CFU/mL，余氯為 2.79mg/L, pH 為 6.4。
[0024]實(shí)施例6
混合比參數(shù)RO=0.5，有效氯濃度C0=10mg/L，反應(yīng)時(shí)間T0=20min，則CT=COXROXTO=IOO mg.min/L;
處理前養(yǎng)殖水中總大腸桿菌群落數(shù)為IO8 CFU/mL，處理后水中總大腸桿菌群落數(shù)為105CFU/mL，余氯為 2.31mg/L, pH 為 6.5。
[0025]實(shí)施例7
混合比參數(shù)RO=0.5，有效氯濃度C0=30mg/L，反應(yīng)時(shí)間TO=IOmin,則CT=COXROXTO=150 mg.min/L ;
處理前養(yǎng)殖水中總大腸桿`菌群落數(shù)為IO8 CFU/mL，處理后水中總大腸桿菌群落數(shù)為IO4CFU/mL，余氯為 6.27mg/L, pH 為 6.5。
[0026]實(shí)施例8
混合比參數(shù)RO=0.5，有效氯濃度C0=30mg/L，反應(yīng)時(shí)間T0=20min，則CT=CO X RO X T0=300 mg*min/L ；
處理前養(yǎng)殖水中總大腸桿菌群落數(shù)為IO8 CFU/mL，處理后水中總大腸桿菌未檢出，余氯為 5.86mg/L, pH 為 6.6。
【權(quán)利要求】
1.一種基于微酸性電解處理養(yǎng)殖水的裝置，其特征在于:包括進(jìn)水水泵(I)、液體混合器(2)、消毒反應(yīng)器(3)、內(nèi)循環(huán)水泵(4)、微酸性電解處理槽(5)、單向閥(6)和出水水泵(7);進(jìn)水水泵(1)的一端接待消毒處理的養(yǎng)殖水，進(jìn)水水泵(I)的另一端與液體混合器(2)的一個(gè)輸入端相連接，經(jīng)消毒反應(yīng)器(3)后分為二路，一路接出水水泵(7)，另一路經(jīng)內(nèi)循環(huán)水泵(4 )、微酸性電解處理槽(5 )、單向閥(6 )與液體混合器(2 )的另一個(gè)輸入端相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微酸性電解處理養(yǎng)殖水的裝置，其特征在于:所述微酸性電解處理槽(5)為無隔膜式電解槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置的一種基于微酸性電解處理養(yǎng)殖水的處理方法，其特征在于: 將需要消毒處理的養(yǎng)殖水進(jìn)入進(jìn)水水泵，通過液體混合器、消毒反應(yīng)器、內(nèi)循環(huán)水泵、微酸性電解處理槽、單向閥和出水水泵的內(nèi)循環(huán)回路，對部分養(yǎng)殖水進(jìn)行微酸性電解處理，使水體中具有10_30mg/L有效氯成分，從單向閥進(jìn)入液體混合器再與需要消毒處理的養(yǎng)殖水混合，維持電解槽出水PH5.0~6.5微酸性，并在消毒反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行消毒反應(yīng)；通過對混合比參數(shù)、有效氯濃度、以及反應(yīng)時(shí)間的控制，在有效殺滅微生物的同時(shí)，控制處理后水體中的余氯濃度和PH6.4~6.9值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于微酸性電解處理養(yǎng)殖水的處理方法，其特征在于:所述對混合比參數(shù)、有效氯濃度、以及反應(yīng)時(shí)間的控制的方法: 1)待消毒處理的養(yǎng)殖水進(jìn)入進(jìn)水水泵的流量Ql與出水水泵的流量Q7滿足如下關(guān)系，流量單位為立方米/分鐘:
Q1=Q7 2)進(jìn)水水泵的流量Ql與內(nèi)循環(huán)水泵的流量Q4的比值被定義為混合比參數(shù)R0，流量單位為立方米/分鐘，混合比參數(shù)RO滿足如下關(guān)系:
RO= Q4:Q1 =0.1-θ.5 3)微酸性電解處理槽的出水端流出的水中含有有效氯成分，其有效氯濃度被定義為特征有效氯濃度CO，電解槽出水pH值被定義為特征pH值，特征有效氯濃度CO與特征pH值滿足如下關(guān)系: C0=1(T30，單位:毫克/升；pH值=5.0~6.5 4)消毒反應(yīng)器的體積V3與進(jìn)水水泵的流量Ql以及內(nèi)循環(huán)水泵流量Q4之和的比值被定義為特征反應(yīng)時(shí)間Τ，特征反應(yīng)時(shí)間T滿足如下關(guān)系，體積單位為立方米，流量單位為立方米/分鐘: T=V3: (Q1+Q4) =10~20，時(shí)間單位:分鐘 5)消毒反應(yīng)器在消毒處理過程中的實(shí)際蓄水體積VO與進(jìn)水水泵的流量Ql以及內(nèi)循環(huán)水泵流量Q4之和的比值被定義為反應(yīng)時(shí)間TO，反應(yīng)時(shí)間TO滿足如下關(guān)系，體積單位為立方米，流量單位為立方米/分鐘: TO=VO: (Ql+Q4)=10~20，單位:分鐘，并且 TO≤T 6)裝置的混合比參數(shù)R0，特征有效氯濃度CO與反應(yīng)時(shí)間TO的乘積被定義為CT值，CT值滿足如下關(guān)系: CT=CO X RO X TO=10~300，單位:毫克.分鐘/升。
【文檔編號】C02F9/06GK103771636SQ201410020815
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年1月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月17日
【發(fā)明者】葉章穎, 裴洛偉, 和勁松, 祁凡雨, 劉培峰, 朱松明 申請人:浙江大學(xué)