本發(fā)明涉及供水網(wǎng)終端的水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及自來水管管網(wǎng)終端水處理裝置。

背景技術(shù)：

目前自來水處理裝置市場上大量的商品都是采用過濾以及吸附等物理方法將有害顆粒物濾除來進(jìn)行凈化處理的。吸附飽和后需要頻繁更換吸附材料，造成操作麻煩和居高不下的維護(hù)成本。過濾又會造成濃縮液、反沖液的棄用浪費，這對于缺水城市絕對無法承受；而且小分子有害溶質(zhì)、過濾病毒、支原體等難以濾除，而濾除鈣鎂礦物等身體需要的有益成分又于健康不利。也有一些在管網(wǎng)終端利用臭氧處理飲用水的案例，但是臭氧發(fā)生和前期空分的處理、最低有效添加量控制與臭氧尾氣危及室內(nèi)安全管理的矛盾，以及復(fù)雜的兩相混合結(jié)構(gòu)和低效的能源利用率，使得其數(shù)十年都得不到市場承認(rèn)和普及應(yīng)用。

目前，自來水在出廠前比較容易保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)和安全，但是為了保證殺菌的效果，一般都會加入過量的氯化物，以抑制微生物滋生，而氯化物的存在就存在與有機(jī)物化合成氯甲烷類致癌物質(zhì)的可能。供水在經(jīng)過漫長的管網(wǎng)和小區(qū)樓宇二次供水環(huán)節(jié)后，由于沿途滲漏和樓頂水箱管理不善，極大增加了二次污染的可能。更有在突發(fā)災(zāi)害發(fā)生時，無法預(yù)測的意外飲用水安全威脅。

因此，現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷是：對于自來水管網(wǎng)終端水的處理，沒有便利可靠的處理方法，使進(jìn)入家庭的飲用水在任何情況下，都能徹底杜絕污染安全之虞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置，基于化學(xué)與物理綜合的方法，采用真空紫外線高能量輻照直接殺滅、激發(fā)羥基自由基和氧自由基這類自然界中極強(qiáng)氧化劑殺滅的綜合作用下，達(dá)到在供水終端環(huán)節(jié)，徹底殺滅微生物以及消解各種可能的有害有機(jī)污染物，保證飲用水安全的目的。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供一種基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置，包括：

供電電源、多個高頻高壓電極、等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器和水管，所述水管為透真空紫外介質(zhì)管；

所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器為圓管式csdbd共面型沿面低溫等離子發(fā)生器；

所述供電電源與所述高頻高壓電極連接；

所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器包括等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體；

所述多個高頻高壓電極之間平行的均勻分布設(shè)置在所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器外表面；

所述水管設(shè)置在所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體內(nèi)，所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體由放電介質(zhì)材料制成；

所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體與所述水管之間通過端蓋封接固定；

所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體用于填充工作氣體；

所述水管的入水口和出水口分別穿過所述裝置的相對兩端。

本發(fā)明提供的基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置，其技術(shù)方案為：包括供電電源、多個高頻高壓電極、等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器和水管，所述水管為透真空紫外介質(zhì)管；所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器為圓管式csdbd共面型沿面低溫等離子發(fā)生器；所述供電電源與所述高頻高壓電極連接；所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器包括等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體；所述多個高頻高壓電極之間平行的均勻分布設(shè)置在所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器外表面；所述水管設(shè)置在所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體內(nèi)，所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體由放電介質(zhì)材料制成；所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體與所述水管之間通過端蓋封接固定；所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體用于填充工作氣體；所述水管的入水口和出水口分別穿過所述裝置的相對兩端。

本發(fā)明提供的基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置，基于化學(xué)與物理綜合的方法，采用真空紫外線高能量輻照直接殺滅、激發(fā)羥基自由基和氧自由基這類自然界中極強(qiáng)氧化劑殺滅的綜合作用下，達(dá)到在供水終端環(huán)節(jié)，徹底殺滅微生物以及消解各種可能的有害有機(jī)污染物，保證飲用水安全。

使用本發(fā)明的裝置進(jìn)行水處理的過程為：

將該裝置連接到供水管網(wǎng)終端，一般為水龍頭上。供電電源為高頻高壓電極供電，這種沿面放電csdbd結(jié)構(gòu)的共面電極，在高頻高壓激勵下，就會在腔體內(nèi)壁表面產(chǎn)生強(qiáng)電場，激發(fā)腔體內(nèi)的工作氣體產(chǎn)生低溫等離子/準(zhǔn)分子氣體發(fā)光，當(dāng)工作氣體是氙氣燈稀有氣體時，則高效發(fā)射出波長172nm的高能真空紫外線；紫外線直接或經(jīng)腔體內(nèi)壁表面的真空紫外反射層反射，穿過透真空紫外介質(zhì)的水管(水管)壁射入目標(biāo)水體，在水體激發(fā)水分子產(chǎn)生高濃度羥基自由基、氧自由基等極強(qiáng)氧化物，以直接以及間接方式，殺滅目標(biāo)水體中的微生物和消解有機(jī)污染物。這樣當(dāng)水體由入水口進(jìn)入裝置內(nèi)后，在通過浸沒在等離子/準(zhǔn)分子真空紫外光源中的水管時，由于全程都處于高強(qiáng)度的真空紫外輻照之中，通過螺旋結(jié)構(gòu)或進(jìn)一步經(jīng)過同類裝置的串聯(lián)，進(jìn)一步增加輻照反應(yīng)時間，使得目標(biāo)水體中的微生物持續(xù)被高能紫外和極強(qiáng)氧化物的殺滅、有害污染物被高能紫外和極強(qiáng)氧化劑氧化消解。

等離子發(fā)生器內(nèi)充入工作氣體，工作氣體受等離子發(fā)生器發(fā)出的等離子體激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子發(fā)光，產(chǎn)生真空紫外，真空紫外光線穿透透射深真空紫外的介質(zhì)的水管壁，激發(fā)目標(biāo)水體水分子產(chǎn)生羥基自由基和氧自由基等強(qiáng)氧化劑，在真空紫外線和多種強(qiáng)氧化劑的共同作用下，對進(jìn)入裝置的水體進(jìn)行消解污染物和殺滅微生物。

進(jìn)一步地，所述圓管式csdbd共面型沿面低溫等離子發(fā)生器包括低溫等離子膜、放電介質(zhì)板和介質(zhì)底板；

所述低溫等離子膜、放電介質(zhì)板和介質(zhì)底板由所述圓管式csdbd共面型沿面低溫等離子發(fā)生器的內(nèi)壁依次向外設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述低溫等離子膜為真空紫外高反介質(zhì)膜層。

進(jìn)一步地，所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器的材質(zhì)為高介電系數(shù)材料，所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器的管外壁為金屬，所述多個高頻高壓電極為對所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器的外壁進(jìn)行金屬化加工得到的高頻高壓電極。

進(jìn)一步地，所述高頻高壓電極之間設(shè)置絕緣隔離層。

進(jìn)一步地，所述水管設(shè)置為直管或螺旋管狀。

進(jìn)一步地，所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體中間設(shè)置填充管，所述填充管兩端分別穿越所述裝置的相對兩端，所述填充管與所述等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體之間由端蓋封接固定。

進(jìn)一步地，所述水管和填充管的材質(zhì)為透射真空紫外材料。

進(jìn)一步地，所述絕緣隔離層的材質(zhì)包括本體介質(zhì)凸棱、陶瓷、玻璃、聚酰亞胺、氟塑料和硅橡膠中的至少一種。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。

圖1示出了本發(fā)明實施例所提供的一種基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置的示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實施例所提供的一種基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置工作原理圖；

圖3示出了本發(fā)明實施例所提供的一種基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置中等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器的基本原理圖；

圖4示出了本發(fā)明實施例所提供的一種基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置中等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器的為環(huán)狀管網(wǎng)示意圖；

圖5示出了本發(fā)明實施例所提供的一種基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置的集成示意。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明技術(shù)方案的實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，因此只是作為示例，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實施例一

圖1示出了本發(fā)明實施例所提供的一種基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置的示意圖；如圖1所示，實施例一提供的一種基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置100，包括：

供電電源8、多個高頻高壓電極2、等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3和水管4，水管4為透真空紫外介質(zhì)管；

等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3為圓管式csdbd共面型沿面低溫等離子發(fā)生器；

供電電源8與高頻高壓電極2連接；

等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3包括等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體；

多個高頻高壓電極2之間平行的均勻分布設(shè)置在等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3外表面；

水管4設(shè)置在等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器形成腔體內(nèi)，等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體由放電介質(zhì)材料制成；

等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體與水管4之間通過端12封接固定；

等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體用于填充工作氣體；

水管4的入水口1和出水口5分別穿過裝置的相對兩端。

本發(fā)明提供的基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置，其技術(shù)方案為：包括供電電源8、多個高頻高壓電極2、等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3和水管4，水管4為透真空紫外介質(zhì)管；等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3為圓管式csdbd共面型沿面低溫等離子發(fā)生器；供電電源8與高頻高壓電極2連接；等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3包括等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體；多個高頻高壓電極2之間平行的均勻分布設(shè)置在等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3外表面；水管4設(shè)置在等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器形成腔體內(nèi)，等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體由放電介質(zhì)材料制成；等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體與水管4之間通過端蓋12封接固定；等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體用于填充工作氣體；水管4的入水口1和出水口5分別穿過裝置的相對兩端。

本發(fā)明提供的基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置100，基于化學(xué)與物理綜合的方法，采用真空紫外線高能量輻照直接殺滅、激發(fā)羥基自由基和氧自由基這類自然界中極強(qiáng)氧化劑殺滅的綜合作用下，達(dá)到在供水終端環(huán)節(jié)，徹底殺滅微生物以及消解各種可能的有害有機(jī)污染物，保證飲用水安全。

其中，介質(zhì)阻擋放電(dielectricbarrierdischargedbd)是一種產(chǎn)生低溫等離子體的工業(yè)化手段，而體積放電vdbd和沿面放電sdbd組成了介質(zhì)阻擋放電dbd的主要形式，共面型沿面放電csdbd則是沿面放電sdbd的比較特殊的方式，其原理僅在平面等離子顯示器的微單元中以三電極形式應(yīng)用。

結(jié)合圖2，使用本發(fā)明的裝置進(jìn)行水處理的過程為：

將該裝置連接到供水管網(wǎng)終端，一般為水龍頭上。供電電源8為高頻高壓電極供電，這種沿面放電csdbd結(jié)構(gòu)的共面電極，在高頻高壓激勵下，就會在腔體內(nèi)壁表面產(chǎn)生強(qiáng)電場，激發(fā)腔體內(nèi)的工作氣體產(chǎn)生低溫等離子/準(zhǔn)分子氣體發(fā)光，當(dāng)工作氣體是氙氣燈稀有氣體時，則高效發(fā)射出波長172nm的高能真空紫外線9；紫外線9直接或經(jīng)腔體內(nèi)壁表面的真空紫外反射層反射，穿過透真空紫外介質(zhì)的水管(水管)壁射入目標(biāo)水體10，在水體10激發(fā)水分子產(chǎn)生高濃度羥基自由基、氧自由基等極強(qiáng)氧化物，以直接以及間接方式，殺滅目標(biāo)水體10中的微生物和消解有機(jī)污染物。這樣當(dāng)水體10由入水口1進(jìn)入裝置內(nèi)后，在通過浸沒在等離子/準(zhǔn)分子真空紫外光源中的水管時，由于全程都處于高強(qiáng)度的真空紫外輻照之中，將水管設(shè)置為螺旋結(jié)構(gòu)，通過螺旋結(jié)構(gòu)或進(jìn)一步經(jīng)過同類裝置的串聯(lián)，進(jìn)一步增加輻照反應(yīng)時間，使得目標(biāo)水體10中的微生物持續(xù)被高能紫外和極強(qiáng)氧化物的殺滅、有害污染物被高能紫外和極強(qiáng)氧化劑氧化消解。

等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3內(nèi)充入工作氣體，工作氣體受等等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3發(fā)出的等離子體激發(fā)產(chǎn)生準(zhǔn)分子發(fā)光，產(chǎn)生真空紫外，真空紫外光線穿透透射深真空紫外的介質(zhì)的水管(水管4)壁，激發(fā)目標(biāo)水體10水分子產(chǎn)生羥基自由基和氧自由基等強(qiáng)氧化劑，在真空紫外線和多種強(qiáng)氧化劑的共同作用下，對進(jìn)入裝置的水體10進(jìn)行消解污染物和殺滅微生物。

其中，供電電源8為高壓高頻電源。

在等離子發(fā)生器3管內(nèi)(放電介質(zhì)管)填充不同的工作氣體，可得到不同的光電轉(zhuǎn)換效率、不同波長的真空紫外線，更短波長的真空紫外線具有更高的能量，普通汞燈紫外燈只能發(fā)出少量185nm紫外光，而氙氣準(zhǔn)分子發(fā)光可以高效產(chǎn)生更高能量的172nm真空紫外，因此可以更高效更大量的激發(fā)各種極強(qiáng)氧化性的自由基，達(dá)到徹底保證飲用水安全的目的。

優(yōu)選地，高頻高壓電極2之間設(shè)置絕緣隔離層6。

通過絕緣隔離層6進(jìn)行防爬電，使裝置更安全。

優(yōu)選地，絕緣隔離層6的材質(zhì)包括本體介質(zhì)凸棱、陶瓷、玻璃、聚酰亞胺、氟塑料和硅橡膠中的至少一種。

本體介質(zhì)凸棱、陶瓷、玻璃、聚酰亞胺、氟塑料和硅橡膠為高絕緣防性能爬電絕緣材料，隔離效果更好。

優(yōu)選地，絕緣隔離層6可設(shè)置為雙頭螺紋陶瓷管，參見圖1。

優(yōu)選地，水管4設(shè)置為直管或螺旋管狀。

螺旋管狀或蛇形盤繞設(shè)置的水管可以有效利用紫外光源和增加紫外輻照距離時間，提高處理效果。

優(yōu)選地，水管的材質(zhì)為透射真空紫外材料。包括但不限于合成石英、氟化鎂等。

可由高純凈合成石英材料經(jīng)專用設(shè)備熔融拉制而制成直管，然后經(jīng)自動盤管機(jī)盤成，壁厚為0.5～1.5mm，管徑為5mm～25mm。這樣，172nm深紫外透射率可達(dá)85％，透射率好。

實施例二

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，優(yōu)選地，等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體中間設(shè)置填充管7，7填充管兩端分別穿越裝置100的相對兩端，填充管7與等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器腔體之間由端蓋12封接固定。

在填充管7中間通以流動的空氣，則可以有效利用紫外能源高效產(chǎn)生臭氧，以滿足家庭對臭氧氣態(tài)極強(qiáng)氧化劑的需求。具體為：將填充管內(nèi)通過空氣，則空氣中的氧氣將被管壁透射進(jìn)來的172nm高能紫外激發(fā)合成臭氧氣體，將此氣體通入出水口的目標(biāo)水體10，臭氧溶解其中成為臭氧水，則可以數(shù)十小時或更長時間保持水體10的無菌狀態(tài)。

優(yōu)選地，填充管7的材質(zhì)為透射真空紫外材料。

具體材料包括但不限于合成石英、氟化鎂等，適應(yīng)材質(zhì)的填充管7，可以更加有效利用紫外能源高效產(chǎn)生臭氧，以滿足家庭對臭氧氣態(tài)極強(qiáng)氧化劑的需求。

實施例三

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，參見圖3，csdbd由低溫等離子膜31、梳齒狀電極32和放電介質(zhì)板33組成，即高頻高壓電極2為梳齒狀電極32，高頻高壓電與梳齒狀電極32連接，本發(fā)明中將此結(jié)構(gòu)的csdbd卷曲成為管狀，參見圖4，為環(huán)狀管網(wǎng)等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3的示意圖。

優(yōu)選地，等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3的材質(zhì)為高介電系數(shù)材料，包括但不限于高鉛玻璃、高鋁陶瓷等材料，等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3的管外壁為金屬，多個高頻高壓電極2為對等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3的外壁進(jìn)行金屬化加工得到的高頻高壓電極。

優(yōu)選地，低溫等離子膜31為真空紫外高反介質(zhì)膜層。

在等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3的管內(nèi)壁蒸鍍反射真空紫外的真空紫外高反介質(zhì)膜層，以使得深紫外光9源能量得到高效利用。

上述結(jié)構(gòu)中，高頻高壓電極2與等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3為一體結(jié)構(gòu)，具體形成過程方式為：等離子/準(zhǔn)分子發(fā)生器3由介電系數(shù)達(dá)10～15的高鉛玻璃拉制而成。其壁厚為0.5～2.5mm，外徑為15mm～50mm。其內(nèi)壁需要真空蒸鍍深紫外反射復(fù)合膜層(zns/mgf2)，外層通過真空蒸鍍或化學(xué)沉積的方式進(jìn)行金屬化，然后圖形蝕刻出高壓高頻電極電極形狀，再電沉積增厚以滿足電流和功率需要。管內(nèi)充填以常壓氙氣，碘化氙等惰性氣體，以產(chǎn)生不同波長和光電轉(zhuǎn)換效率的深紫外光9。

實施例四

作為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，參見圖5，可將本發(fā)明中的多個基于csdbd的供水管網(wǎng)終端的水處理裝置100進(jìn)行串并聯(lián)，集中設(shè)置在一個電源盒11中進(jìn)行供電，以滿足水流量、反應(yīng)時間等要求。

優(yōu)選地，本發(fā)明的裝置還包括外防護(hù)套管13，套在裝置外側(cè)，起到保護(hù)的作用。

優(yōu)選地，本發(fā)明的裝置還包括控制顯示器，控制顯示器與供電電源8連接，控制供電電源8提供對應(yīng)的電壓，滿足不同氣體的電離需求。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。