利用廢棄臭氧對飲用水進行再次循環(huán)消毒的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及利用廢棄的臭氧氣體對飲用水進行再次循環(huán)消毒的方法及裝置。方法包括紫外線照射消毒、氣水共混流在飲用水中繼續(xù)混合、溶解、分解，對罐體、罐體內(nèi)的飲用水和罐體內(nèi)的空氣進行消毒等6步驟；裝置包括罐體、若干根紫外線燈管、若干根石英套管、水射器、高壓水泵，罐體包括第一空腔、與大氣相通的第二空腔和水腔，石英套管密封穿過水腔的左右兩壁開口于第一空腔和第二空腔，紫外線燈管密封穿過第一空腔后置于石英套管內(nèi)；水射器的壓力水入口與高壓水泵的高壓出水口相通，水射器的噴咀與水腔相通，水射器的氣體入口與第一空腔相通。本發(fā)明充分節(jié)約利用現(xiàn)有設備和廢棄的臭氧副產(chǎn)品，對飲用水再次進行臭氧深度消毒，節(jié)省能源。
【專利說明】利用廢棄臭氧對飲用水進行再次循環(huán)消毒的方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種飲用水的處理方法及裝置，特別涉及利用廢棄的臭氧氣體對飲用水進行再次循環(huán)消毒提高水質(zhì)的方法及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人口的增長，工業(yè)及農(nóng)業(yè)的污染物，嚴重污染著生活飲用水水源地，據(jù)有關(guān)權(quán)威部門檢測，目前可利用飲用水達標的只有20%，大部分土壤和地下水污染嚴重，已構(gòu)成我國城市及農(nóng)村飲水威脅，嚴重影響著居民的身心健康，飲用水安全成了人們關(guān)注的重要問題之一。為了保障飲水的安全問題，滿足人民不斷提高的生活需要，2007年7月I日衛(wèi)生部和國家標準化管理委員會對原有的飲用水標準《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749 - 85進行了修訂，聯(lián)合發(fā)布新的強制性國家《生活飲用水衛(wèi)生標準》GB5749-2006，新標準比1985年的舊標準增加了 70多項指標要求，加強了對水質(zhì)有機物、微生物和水質(zhì)消毒等方面的要求。其中微生物學指標由兩項增至6項，增加了對藍氏賈第蟲、隱孢子蟲“兩蟲”等易引起腹痛及腸道疾病的微生物的嚴格控制與檢測，確保飲用水安全，與國際接軌。
[0003] 早在1910年，法國巴黎就已開始使用紫外線消毒器對飲用水進行消毒。50年代以后紫外線消毒技術(shù)得到了空前的發(fā)展，從70年代末期開始，紫外線消毒技術(shù)被廣泛的應用于飲用水和市政污水的消毒工藝。常規(guī)的化學消毒劑會在消毒的同時在一定程度上產(chǎn)生有害的消毒副產(chǎn)物，而成熟的紫外線消毒技術(shù)的特點在于可以有效的滅活水中的有害微生物和病毒，并且不伴生消毒副產(chǎn)物，紫外線消毒產(chǎn)品在不斷進步的同時也逐漸得到國內(nèi)設計師和終端用戶的青睞。紫外線是介于可視光和X射線之間的光波，波長范圍在10nm與400nm之間。根據(jù)波長的不同，紫外線被人們定義為紫外線A、B、C和真空紫外線。紫外線C又被稱為短波紫外線，其波長范圍為200nm至275nm，是對液體消毒最為有效的光波。紫外線主要是通過破壞微生物的遺傳物質(zhì)，使之不能繼續(xù)分裂和復制，以達到消毒的目的。同時，紫外線還可以對微生物的細胞質(zhì)和細胞壁的產(chǎn)生一定的破壞作用。失去分裂和復制能力的微生物不會對人體構(gòu)成威脅，得當?shù)淖贤饩€消毒技術(shù)和有效的紫外線劑量可以確保飲用水安全。每天，全世界范圍內(nèi)有超過3000萬噸的飲用水是經(jīng)過紫外線消毒處理的。波長100~200nm,又稱為真空紫外線。它的穿透能力極弱。它能使空氣中的氧氣氧化成臭氧，稱為臭氧發(fā)生線。
[0004]目前市場上消毒用的短波紫外線燈管產(chǎn)生200nm至275nm波段的紫外線的同時不可避免地產(chǎn)生波長為100~200nm波段的紫外線，該波段的紫外線照射周圍空氣激發(fā)出大量的臭氧，在現(xiàn)有技術(shù)條件下，這部分臭氧白白浪費，二是這部分臭氧散逸到空氣中后產(chǎn)生難聞的氣味，使人們產(chǎn)生不適感，臭氧的濃度達到0.1~Ippm即可使人感到頭暈、眼澀、咽喉疼痛等癥狀，較高的含量將是致命的。
[0005]然而，臭氧又是一種強氧化劑，它在水中的氧化還原電位為2.07V，僅次于氟的
2.5V，其氧化能力高于氯的1.36V和二氧化氯的1.5V，能破壞分解細菌的細胞壁，很快地擴散透進細胞內(nèi)，氧化分解細菌內(nèi)部氧化葡萄糖所必須的葡萄糖氧化酶等，也可以直接與細菌、病毒發(fā)生作用，破壞細胞、核糖核酸，分解脫氧核糖核酸、RNA、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物，使細菌的代謝和繁殖過程遭到破壞。細菌被臭氧殺死是由細胞膜的斷裂所致，這一過程被稱為細胞消散，是由于細胞質(zhì)在水中被粉碎引起的，在消散的條件下細胞不可能再生。應當指出，與次氯酸類消毒劑不同，臭氧的殺菌能力不受PH值變化和氨的影響，其殺菌能力比氯大600-3000倍,它的滅菌、消毒作用幾乎是瞬時發(fā)生的,在水中臭氧濃度
0.3-2mg/L時，0.5-lmin內(nèi)就可以致死細菌，在濃度達4mg/L，在I分鐘內(nèi)乙肝病毒滅活率為100%。達到相同滅菌效果所需臭氧水藥劑量僅是氯的0.0048%。臭氧對酵母和寄生生物等也有活性，例如可以用它去除病毒、孢囊、孢子、真菌、白色念珠菌和青霉屬菌、寄生生物曼森氏血吸蟲等微生物和病毒。此外，臭氧還可以氧化、分解水中的污染物，在水處理中對除嗅味、脫色、殺菌、去除酚、氰、鐵、錳和降低COD、BOD等都具有顯著的效果。
[0006]利用臭氧發(fā)生器產(chǎn)生的臭氧對飲用水進行深度處理是繼利用紫外線對飲用水進行處理的另一項技術(shù)進步，這種利用消毒用的紫外線燈管所產(chǎn)生的副產(chǎn)物——臭氧對飲用水進行雙重處理，國內(nèi)外未見報道，在杜絕污染，節(jié)約能源，提高和保障飲用水質(zhì)量方面效果顯著，意義重大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種利用廢棄臭氧氣體對飲用水再次循環(huán)消毒的方法；另外本發(fā)明還提供了實現(xiàn)上述利用廢棄臭氧氣體再次循環(huán)對飲用水消毒方法的裝置。
[0008]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明利用廢棄臭氧氣體對飲用水進行再次循環(huán)消毒的方法包括以下步驟:
A、罐體內(nèi)的飲用水利用密封在紫外線燈管套內(nèi)的紫外線燈管進行紫外線照射消毒；
B、高壓水泵產(chǎn)生的高壓水流進入水射器進水口，使水射器吸氣口產(chǎn)生負壓；
C、水射器吸氣口產(chǎn)生的負壓抽取紫外線燈照射產(chǎn)生的臭氧氣體通過水射器吸氣口進入水射器；
D、進入到水射器的臭氧氣體與進入到水射器的高壓水流混合并部分溶解在高壓水流中形成氣水共混流；
E、氣水共混流通過水射器噴嘴注入到含有飲用水的罐體內(nèi)；
F、注入到罐體內(nèi)混有和溶有臭氧體的氣水共混流在罐體內(nèi)的飲用水中繼續(xù)混合、溶解、分解，對罐體、罐體內(nèi)的飲用水和罐體內(nèi)的空氣進行消毒，水中臭氧的濃度為0.3-4mg/L0
[0009]實現(xiàn)上述利用廢棄臭氧對飲用水進行再次循環(huán)消毒方法的裝置，其技術(shù)方案如下:
其包括罐體、若干根紫外線燈管3、與紫外線燈管3數(shù)目相同的若干根石英套管4、水射器8、高壓水泵9，罐體包括第一空腔1-1、與大氣相通的第二空腔1-2和水腔1-3，石英套管4密封穿過水腔1-3的左右兩壁開口于第一空腔1-1和第二空腔1-2，紫外線燈管3密封穿過第一空腔1-1后置于石英套管4內(nèi)；水射器8的壓力水入口 8-1與高壓水泵9的高壓出水口相通，水射器8的噴咀8-2與水腔1-3相通，水射器8的氣體入口 8-3與第一空腔1_1相通。
[0010]作為優(yōu)選方案，第二空腔1-2與大氣相通處安裝有空氣過濾器5，防止灰塵等雜質(zhì)進入。
[0011]還可以優(yōu)化為:在水射器8的氣體入口 8-3處加裝開關(guān)7，用于控制臭氧的投放量。
[0012]還可以優(yōu)化為:在水射器8的噴咀8-2處加裝單向閥6，防止水腔1-3內(nèi)的水逆流到水射器。
[0013]還可以進一步優(yōu)化為:所述的開關(guān)7為電磁開關(guān)，其通過裝設在水腔1-3內(nèi)的臭氧濃度傳感器控制開合，用于自動控制臭氧的投放量。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的顯著效果是:
①一體化裝置，占地面積小，運行成本低，應用方便，節(jié)約建筑空間；
②高效率殺菌，易于實現(xiàn)高效殺菌廣譜性；
③充分節(jié)約利用現(xiàn)有設備和廢棄的臭氧副產(chǎn)品，對飲用水再次進行臭氧深度消毒，節(jié)省能源；
④杜絕了設備長期對環(huán)境的空氣污染，保障人們的身體健康，安全環(huán)保； ⑤雙重循環(huán)消毒，提高和保障飲用水的質(zhì)量，達到直飲的需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本技術(shù)方案結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]其中:第一空腔1-1 ;第二空腔1-2 ;水腔1-3 ;進水口 1-4 ;出水口 1-5 ;紫外線燈管3 ;石英套管4 ;空氣過濾器5 ;單向閥6 ;開關(guān)7 ;水射器8 ;壓力水入口 8-1 ;噴咀8_2 ;氣體入口 8-3 ;高壓水泵9。

【具體實施方式】
[0017]下面參照附圖1，詳細說明本發(fā)明。
[0018]具體實施例1:一個柱狀罐體，被分隔成相對獨立的三部分:第一空腔1-1、與大氣相通的第二空腔1-2和水腔1-3，四根石英套管4 (圖中示出2根，另外兩根被剖去)密封穿過水腔1-3的左右兩壁開口于第一空腔1-1和第二空腔1-2，四根紫外線燈管3 (圖中示出2根，另外兩根被剖去)密封穿過第一空腔1-1后置于四根石英套管4內(nèi)；水射器8的壓力水入口 8-1與高壓水泵9的高壓出水口相通，水射器8的噴咀8-2通過罐體的進水口 1-4與水腔1-3相通，水射器8的氣體入口 8-3與第一空腔1-1相通。
[0019]工作時，外接水通過進水管1-4進入罐體的水腔1-3，打開紫外線燈管3，紫外線通過石英套管4后對水腔1-3內(nèi)的水體進行紫外線照射消毒，同時，由于紫外線的照射使紫外線燈管3與石英套管4之間空隙內(nèi)的空氣產(chǎn)生大量臭氧氣體。當需要對外供水時，高壓水泵9開啟，高壓水流經(jīng)過高壓出水口向用戶供水；同時，高壓水流經(jīng)過水射器8的壓力水入口8-1進入水射器8，由于高壓水流的壓力大于水腔1-3內(nèi)的水體壓力，使水射器8的氣體入口 8-3產(chǎn)生負壓；這時紫外線燈管與石英套管之間空隙內(nèi)的臭氧氣體進入水射器8并與高壓水流混合，并部分溶解，形成氣水共混流，最后此氣水共混流通過水射器8的噴咀8-2再次回注入水腔1-3，氣水共混流與罐體的水腔1-3內(nèi)的水體繼續(xù)混合，臭氧氣體不斷溶解、分解，對罐體內(nèi)的水體進行二次循環(huán)消毒。由于第二空腔1-2與大氣相接，新鮮空氣會不斷地進入紫外線燈管與石英套管之間空隙，空氣中的氧氣被紫外線激發(fā)會源源不斷地產(chǎn)生臭氧，并且第一空腔1-1和第二空腔1-2通過紫外線燈管與石英套管之間的空隙進行貫通，可形成氣體流通的通道，不至于水射器8的氣體入口 8-3無法抽取臭氧。
[0020]具體實施例2:其他與實施方式I相同，區(qū)別在于第二空腔1-2與大氣相通處安裝有空氣過濾器5，防止灰塵等雜質(zhì)進入。
[0021]具體實施例3:其他與實施方式2相同，區(qū)別在于在水射器8的氣體入口 8-3處加裝開關(guān)7，用于控制臭氧的投放量。
[0022]具體實施例4:其他與實施方式3相同，區(qū)別在于在水射器8的噴咀8-2處加裝單向閥6，防止水腔1-3內(nèi)的水逆流到水射器。
[0023]具體實施例5:其他與實施方式4相同，區(qū)別在于開關(guān)7為電磁開關(guān)，其通過裝設在水腔1-3內(nèi)的臭氧濃度傳感器控制開合，用于自動控制臭氧的投放量。
[0024]根據(jù)上述原理，本發(fā)明還可以對上述【具體實施方式】進行適當?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本發(fā)明的一些修改和變更也應當落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
【權(quán)利要求】
1.利用廢棄臭氧對飲用水進行再次循環(huán)消毒的方法，其特征在于包括以下步驟: (a)罐體內(nèi)的飲用水利用密封在紫外線燈管套內(nèi)的紫外線燈管進行紫外線照射消毒； (b)高壓水泵產(chǎn)生的高壓水流進入水射器進水口，使水射器吸氣口產(chǎn)生負壓； (c)水射器吸氣口產(chǎn)生的負壓抽取紫外線燈照射產(chǎn)生的臭氧氣體通過水射器吸氣口進入水射器； (d)進入到水射器的臭氧氣體與進入到水射器的高壓水流混合并部分溶解在高壓水流中形成氣水共混流； (e)氣水共混流通過水射器噴嘴注入到含有飲用水的罐體內(nèi)； (f)注入到罐體內(nèi)混有和溶有臭氧體的氣水共混流在罐體內(nèi)的飲用水中繼續(xù)混合、溶解、分解，對罐體、罐體內(nèi)的飲用水和和罐體內(nèi)的空氣進行消毒，水中臭氧的濃度為0.3_4mg/L。
2.利用廢棄臭氧對飲用水進行再次循環(huán)消毒的裝置，包括罐體、若干根紫外線燈管(3)、與紫外線燈管(3)數(shù)目相同的若干根石英套管(4)、水射器(8)、高壓水泵(9)，其特征在于所述的罐體包括第一空腔(1-1)、與大氣相通的第二空腔(1-2)和水腔(1-3)，石英套管(4)密封穿過水腔(1-3)的左右兩壁開口于第一空腔(1-1)和第二空腔(1-2)，紫外線燈管(3)密封穿過第一空腔(1-1)后置于石英套管(4)內(nèi)；水射器(8)的壓力水入口(8-1)與高壓水泵(9)的高壓出水口相通，水射器(8)的噴咀(8-2)與水腔(1-3)相通，水射器(8)的氣體入口(8-3)與第一空腔(1-1)相通。
3.根據(jù)要求2所述的利用廢棄臭氧對飲用水進行再次循環(huán)消毒的裝置，其特征在于第二空腔(1-2)與大氣相通處安裝有空氣過濾器(5)。
4.根據(jù)要求2所述的利用廢棄臭氧對飲用水進行再次循環(huán)消毒的裝置，其特征在于在水射器(8)的氣體入口(8-3)處加裝開關(guān)(7)。
5.根據(jù)要求2所述的利用廢棄臭氧對飲用水進行再次循環(huán)消毒的裝置，其特征在于在水射器(8)的噴咀(8-2)處加裝單向閥(6)。
6.根據(jù)要求4所述的利用廢棄臭氧對飲用水進行再次循環(huán)消毒的裝置，其特征在于所述的開關(guān)(7)為電磁開關(guān)，其通過裝設在水腔(1-3)內(nèi)的臭氧濃度傳感器控制開合。
【文檔編號】C02F1/78GK104163466SQ201410257494
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月11日
【發(fā)明者】馬軍, 劉志軍, 王清杰, 劉志斌, 于美玲, 孫鵬, 馬江濤 申請人:山東康佰力水務設備有限公司