一種用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置制造方法
【專利摘要】一種用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置，屬于高級氧化技術應用及飲用水安全保障【技術領域】，該裝置依據高級氧化技術原理，利用水力空化氣液混溶器的負壓吸入效應和水力空化效應將非平衡等離子體反應器產生的高濃度的活性氧粒子與待處理水在水力空化氣液混溶器內高效混溶，強化形成羥自由基的鏈反應過程，促進羥自由基等高濃度活性氧粒子的產生，采用微孔曝氣器，增強羥自由基等高濃度活性氧粒子與待處理水的均勻混溶效果，在此基礎上實現高級氧化技術對居民區(qū)集中供給的飲用水定期消毒、滅菌和凈化，確保出水水質優(yōu)良，實現了將市政管道自來水高效、快速轉化為直飲水的目標，保障了居民區(qū)集中供給飲用水的安全，提升城鎮(zhèn)居民區(qū)生活飲用水的品質。
【專利說明】—種用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于高級氧化技術應用及飲用水安全保障【技術領域】，涉及城鎮(zhèn)居民區(qū)生活飲用水消毒凈化系統(tǒng)，尤其是一種用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置。
【背景技術】
[0002]目前，我國城鎮(zhèn)居民生活飲用水供給方式主要為集中式供水，這種供水方式對于高層樓宇來講，存在供水水量和水壓不足的缺點，因此高層樓宇中的用戶必須采用二次供水，二次供水是將來自飲用水供水管道的水進行儲存、加壓和消毒或深度處理再輸送至用戶的供水方式。通常，二次供水設施包括輸水管道、儲水箱及水泵，但由于輸水管道及儲水箱等長期使用，缺乏必要的清潔和維護，會出現滲漏、結垢、銹蝕等現象，而且水在二次供水儲水箱中存放時間過長，水中殘留的消毒劑會很快耗盡，這些因素都會誘發(fā)細菌、病毒等微生物，甚至藻類的滋生，嚴重影響著飲用水水質，造成飲用水二次供水污染，致使輸送到用戶的飲用水達不到國家《生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749-2006)》要求，更達不到《飲用凈水水質標準(CJ94-2005)》要求，對居民飲水安全造成極大威脅。
[0003]要提高居民飲用水水質，使其達到《飲用凈水水質標準(CJ94-2005)》，實現將自來水轉化為直飲水的目標，亟需解決飲用水二次供水污染問題。二次供水污染主要來源于二次供水設施污染及自來水儲存時間過長，致使集中供水模式下的自來水在輸送至居民區(qū)自來水儲水箱的過程中，水中消毒劑幾乎耗盡，為防止細菌滋生，通常自來水中加入稍過量的消毒劑或待自來水進入儲水箱后再次投加消毒劑。目前，國內普遍采用的消毒劑為氯，但氯消毒過程中會產生“三致”(致畸、致癌、致突變)作用的消毒副產物，而且氯消毒不能有效殺滅隱孢子蟲、賈第蟲及其孢囊等。此外，常見的消毒劑還有二氧化氯、氯胺等，但是這些消毒劑存在投加劑量大、選擇性強、消毒滅菌時間長、產生消毒副產物等問題，導致消毒凈化作用不徹底。為實現將自來水轉化為直飲水這一目標，部分用戶安裝了家庭凈水設備，這些設備多數采用吸附過濾技術模式，但采用吸附過濾技術模式的家庭凈水設備普遍存在濾芯易堵塞、使用壽命短、處理量低等問題，而且產生大量“濃水”，不便回收，直接排污又造成自來水的極大浪費。綜上所述，現有消毒凈化措施都沒能真正解決飲用水二次供水污染問題，沒能實現自來水轉化為直飲水這一目標。因此，發(fā)展適用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化技術及裝置，對消除飲用水二次供水污染、將自來水快速轉化為直飲水、保障飲用水安全和提升飲用水水質具有重要意義。
[0004]高級氧化技術的核心是羥自由基的制備，羥自由基(.0H)的氧化能力極強，具有廣譜、快速、低濃度致死特性，反應速度極快，羥自由基與絕大多數有機物反應的速率常數高于1O9L.mol-1.S-1,比氯氣、臭氧等氧化劑化學反應速率常數高7個數量級以上，生化反應可在數秒內完成，而且羥自由基一旦形成，會誘發(fā)一系列的自由基鏈反應，最終將飲用水中的有機污染物、微生物降解為C02、H2O和微量礦物鹽，剩余的羥自由基可分解成無毒無害的O2和H2O,不存在二次污染，能夠滿足居民區(qū)集中供水消毒凈化的要求。
[0005]基于高級氧化技術凈化生活飲用水的技術構想，利用非平衡等離子體反應器將氧氣電離、離解成O2+和O3等高濃度活性氧粒子，并依據水力空化技術原理，在水力空化氣液混溶器中形成一種高溫(1000~5000K)、高壓(I~5X109Pa)、以及巨大沖擊波和水射流環(huán)境，這種環(huán)境可導致細胞溶解及其它損傷，同時伴有羥自由基和H2O2生成，H2O2會分解生成Η02_，Η02_是形成羥自由基的高效引發(fā)劑，H02_誘發(fā)O3與含H的其它活性粒子發(fā)生一系列自由基鏈反應生成羥自由基，同時O2+與H2O作用形成水合離子簇進而離解也會生成羥自由基，產生的羥自由基可高效、快速致死水中的微生物，降解有機污染物，依此形成的以高級氧化技術凈化居民區(qū)飲用水的技術模式，可實現投加劑量小、效率高、消毒滅菌時間短、不產生消毒副產物，在二次供水過程中實現將自來水高效、快速轉化為直飲水的目標。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明針對現有狀況下居民區(qū)二次供水污染問題，提供一種用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置，該裝置利用水力空化氣液混溶器的負壓吸入效應和水力空化效應，促使非平衡等離子體反應器產生的活性氧粒子與水充分混溶，強化活性氧粒子在水中形成羥自由基的鏈反應過程，采用微孔曝氣器，增強羥自由基等高濃度活性氧粒子與待處理水的均勻混溶效果，進而大幅提升飲用水消毒滅菌和凈化效果，后置殘余氧化劑消解器及保安過濾器確保出水水質優(yōu)良，保證出水水質指標達到國家《生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749-2006)))及《飲用凈水水質標準(CJ94-2005)》要求。
[0007]本發(fā)明的技術方案是:
[0008]一種用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置，包含活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)和飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)兩部分，活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)的活性氧粒子出口采用聚四氟乙烯管路連接至飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)中水力空化氣液混溶器的入氣口，整套裝置全密封分裝在居民區(qū)自來水儲水箱附近，體積小，操控方便。
[0009]活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)包括空氣泵、非平衡等離子體反應器、氣體壓力表、入口電磁閥、氣體流量計、高頻高壓電源、出口電磁閥。其特征是:空氣泵的氣體出口采用聚四氟乙烯管路依次連接氣體壓力表、入口電磁閥、氣體流量計和非平衡等離子體反應器的氣體入口，非平衡等離子體反應器的氣態(tài)產物出口采用聚四氟乙烯管路經由出口電磁閥連接至水力空化氣液混溶器的入氣口 ；其中，空氣泵以0.2MPa的壓力為非平衡等離子體反應器提供壓縮空氣，壓縮空氣在非平衡等離子體反應器中反應生成活性氧粒子后由非平衡等離子體反應器的氣態(tài)產物出口輸出，最后輸入至水力空化氣液混溶器，氣體管路中通過空氣泵調控流經非平衡等離子體反應器的空氣輸入量，保持非平衡等離子體反應器氣態(tài)產物出口的活性氧粒子輸出量為50~150L/min。其中，非平衡等離子體反應器的結構為平板式雙電離腔結構，放電間隙為0.25~0.64mm,電介質層采用的是純度為96%~99%、厚度為0.25~0.64mm的a -Al2O3陶瓷基板，陶瓷基板上熱鍍一層10 μ m后的銀作為高壓放電電極，非平衡等離子體反應器的接地電極上設置有冷卻水腔，冷卻水溫度控制在5~10°C，非平衡等離子體反應器采用高頻高壓電源進行激勵，激勵電壓為5~10KV，激勵頻率為4~10kHz，非平衡等離子體反應器的正常工作氣壓為90~llOkPa。在非平衡等離子體反應器中的電離腔內，空氣中的氧氣被電離、離解生成o2+、ο (3P)、ο Cd)等活性氧粒子，ο (3P)、ο Cd)的壽命極短，很快與O2結合轉化為O3，非平衡等離子體反應器輸出的活性氧粒子主要為O2+和03。
[0010]飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)包括:微孔曝氣器、儲水箱、殘余氧化氣體消解器、增壓泵、水力空化氣液混溶器、自來水補水口、液體壓力表、手動閥、止回閥、殘余氧化劑消解器、保安過濾器；其特征是:儲水箱上端設置一個出水口，下端設置一個入水口，出水口采用不銹鋼管路連接增壓泵入水口，增壓泵的出水口采用不銹鋼管路依次連接液體壓力表、手動閥、止回閥、水力空化氣液混溶器入水口，采用不銹鋼管路將水力空化氣液混溶器出水口經由儲水箱下端設置的入水口與微孔曝氣器連接，自來水經微孔曝氣器后進入儲水箱內，依此定期對儲水箱中的自來水進行循環(huán)消毒凈化，微量殘余活性氧氣體由殘余氧化氣體消解器消解。供水時，處理后的水經由儲水箱原有出水口流經殘余氧化劑消解器、保安過濾器后輸送給用戶，可作為直飲水使用。其中，儲水箱中盛裝的是由市政輸水管道輸送至居民區(qū)的自來水，儲水箱中的水被增壓泵高速抽吸至水力空化氣液混溶器，在水力空化氣液混溶器中與活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)輸出的高濃度活性氧粒子高效混溶，依靠水力空化氣液混溶器內部產生的負壓吸入效應可有效增強活性氧粒子與水的混溶反應效果，提高羥自由基的產生效率；儲水箱內底部設置微孔曝氣器，微孔曝氣器由直徑比儲水箱直徑略小且布滿微孔的不銹鋼鈦板擴散器制成，微孔直徑為0.5_，水力空化氣液混溶器輸出的水由儲水箱下端設置的入水口進入后經微孔曝氣器進入儲水箱內，延長羥自由基等活性粒子與水的作用時間，提高飲用水消毒滅菌效率；殘余氧化劑消解器內部裝有生物活性炭，消除飲用水中的微量殘余氧化劑及殘存污染物，后置保安過濾器，杜絕任何殘余固體顆粒進入飲用水水體。
[0011]飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)通過增壓泵控制水的處理量，并保持水力空化氣液混溶器入水口壓力為0.3~0.4MPa，出水口壓力為0.03~0.09MPa，活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)中通過空氣泵控制活性氧粒子的產生濃度為30~40g/m3，使得水力空化氣液混溶器中氣液流量比為0.02~0.07。
[0012]飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)中羥自由基的生成途徑主要有兩種，途徑一:活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)產生的O2+和O3等活性氧粒子與飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)中的水在水力空化氣液混溶器內混溶，在水力空化氣液混溶器內產生的空化效應所形成的高溫(1000~5000K)、高壓(I~5X IO9Pa)及巨大的沖擊波和水射流的環(huán)境下，會促進羥自由基和H2O2生成，一方面，在空化效應形成的極端環(huán)境里會釋放出巨大能量，足以使水分子化學鍵斷裂生成羥自由基，另一方面，H2O2會分解生成H02_，HO2-是形成羥自由基的高效引發(fā)劑，HO2-誘發(fā)O3與含H的其它活性粒子發(fā)生一系列自由基鏈反應生成羥自由基；途徑二:02+與H2O作用形成水和離子簇進而離解也會生成羥基自由基。
[0013]本發(fā)明的效果和益處是依據高級氧化技術原理，利用水力空化氣液混溶器的負壓吸入效應和水力空化效應將非平衡等離子體反應器產生的高濃度的活性氧粒子與待處理水在水力空化氣液混溶器內高效混溶，強化形成羥自由基的鏈反應過程，促進羥自由基等高濃度活性氧粒子的產生，采用微孔曝氣器，增強羥自由基等高濃度活性氧粒子與待處理水的均勻混溶效果，在此基礎上實現高級氧化技術對居民區(qū)集中供給的飲用水定期消毒、滅菌和凈化，確保出水水質優(yōu)良，達到國家《生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749-2006)》和《飲用凈水水質標準(CJ94-2005)》，實現了將市政管道自來水高效、快速轉化為直飲水的目標，保障居民區(qū)集中供給飲用水的安全，提升城鎮(zhèn)居民區(qū)生活飲用水的品質。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置工藝流程示意圖。[0015]圖2是用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置工作原理示意圖。
[0016]圖3是用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置安裝示意圖。
[0017]圖中:1活性氧粒子發(fā)生階段；2水力空化氣液混溶階段；3飲用水消毒滅菌階段；4飲用水循環(huán)階段;5殘余氧化劑消解階段；6保安過濾階段；7活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)；8飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)；9空氣泵；10非平衡等離子體反應器；11氣體壓力表；12入口電磁閥；13氣體流量計；14高頻高壓電源；15出口電磁閥；16微孔曝氣器；17儲水箱；18殘余氧化氣體消解器；19增壓泵；20水力空化氣液混溶器；21自來水補水口 ；22液體壓力表；23手動閥；24止回閥；25殘余氧化劑消解器；26保安過濾器。
【具體實施方式】
[0018]以下結合技術方案和附圖詳細敘述本發(fā)明的【具體實施方式】。
[0019]本發(fā)明所述的用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置工藝流程如附圖1所示，包括活性氧粒子發(fā)生階段I ;水力空化氣液混溶階段2 ;飲用水消毒滅菌階段3 ;飲用水循環(huán)階段4 ;殘余氧化劑消解階段5 ;保安過濾階段6?；钚匝趿Ｗ影l(fā)生階段I生成的活性氧粒子與儲水箱中的自來水同時輸送至水力空化氣液混溶階段2，依次經由飲用水消毒滅菌階段3、飲用水循環(huán)階段4后回送到自來水儲水箱，依此定期對自來水儲水箱中的水消毒凈化。向用戶供水時，儲水箱中的水要流經殘余氧化劑消解階段5、保安過濾階段6，消除飲用水中的殘余氧化劑，輸出符合國家《生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749-2006)》和《飲用凈水水質標準(CJ94-2005)》的飲用水。在活性氧粒子發(fā)生階段1，以空氣為原料氣，空氣進入非平衡等離子體反應器中的電離腔內，在電離腔內空氣中的氧氣被電離、離解產生富含O2+和O3的活性氧粒子，由非平衡等離子體反應器產物出口輸出，輸出的活性氧粒子濃度為30~40g/m3即可滿足居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化系統(tǒng)后續(xù)階段的處理要求；在水力空化氣液混溶階段2，依靠水力空化氣液混溶器產生的負壓吸入效應和空化效應,促使非平衡等離子體反應器產生的活性氧粒子與水充分混溶，強化活性氧粒子在水中形成羥自由基的鏈反應過程，控制水力空化氣液混溶器入水口壓力為0.3~0.4MPa，出水口壓力為0.03~0.09MPa，氣液流量比為0.02~0.07，產生羥自由基等高濃度活性氧粒子溶液；在飲用水消毒滅菌階段3，羥自由基等高濃度活性氧粒子溶液經由儲水箱下端設置的入水口流經微孔曝氣器后進入儲水箱內，增強羥自由基等活性氧粒子與待處理水的均勻混溶效果，大幅提升飲用水消毒滅菌和凈化效果；在飲用水循環(huán)階段4，飲用水經消毒滅菌后再經由儲水箱上端設置的出水口流出，依此定期對儲水箱中的水進行循環(huán)消毒凈化；在殘余氧化劑消解階段5，利用生物活性炭消除微量殘余氧化劑和殘存污染物，保安過濾階段6用于杜絕任何殘余固體顆粒進入飲用水水體，確保出水水質達到國家《生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749-2006)))和《飲用凈水水質標準(CJ94-2005)》后作為直飲水輸送給用戶。
[0020]本發(fā)明所述的用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置工作原理如附圖2所示，包括活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)7和飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)8。其中，活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)7的活性氧粒子出口采用聚四氟乙烯管路連接至飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)8的水力空化氣液混溶器20的入氣口。
[0021]活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)7包括:空氣泵9 ;非平衡等離子體反應器10 ;氣體壓力表11 ;入口電磁閥12 ;氣體流量計13 ;高頻高壓電源14 ;出口電磁閥15。其特征是:空氣泵9的氣體出口采用聚四氟乙烯管路依次連接氣體壓力表11、入口電磁閥12、氣體流量計13、非平衡等離子體反應器10的氣體入口，非平衡等離子體反應器10的產物出口采用聚四氟乙烯管路經由出口電磁閥15連接至水力空化氣液混溶器20的入氣口。其中，空氣泵9以0.2MPa的壓力為非平衡等離子體反應器10提供壓縮空氣，壓縮空氣中的氧氣在非平衡等離子體反應器10中的電離腔內被電離、離解成O2+和O3等活性氧粒子，通過空氣泵9，依據氣液流量比0.02~0.07調控活性氧粒子輸出流量。非平衡等離子體反應器10的結構為平板式雙電離腔結構，放電間隙為0.25~0.64mm,電介質層采用的是純度為96%~99%、厚度為0.25~0.64mm的a -Al2O3陶瓷基板，陶瓷基板上熱鍍一層10 μ m后的銀作為高壓放電電極，非平衡等離子體反應器10的接地電極上設置有冷卻水腔，冷卻水溫度控制在5~10°C，非平衡等離子體反應器10采用高頻高壓電源14進行激勵，激勵電壓為5~10kV，激勵頻率為4~10kHz，非平衡等離子體反應器10的正常工作氣壓為90~llOkPa。[0022]飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)8包括:微孔曝氣器16 ;儲水箱17 ;殘余氧化氣體消解器18 ;增壓泵19 ;水力空化氣液混溶器20 ；自來水補水口 21 ;液體壓力表22 ;手動閥23 ；止回閥24 ;殘余氧化劑消解器25 ;保安過濾器26。其特征是:儲水箱17上端設置一個出水口，下端設置一個入水口，此出水口采用不銹鋼管路連接增壓泵19的入水口，增壓泵19的出水口采用不銹鋼管路依次連接液體壓力表22、手動閥23、止回閥24、水力空化氣液混溶器20的入水口，采用不銹鋼管路將水力空化氣液混溶器20的出水口經由儲水箱17下端設置的入水口與微孔曝氣器16連接，含有羥自由基等活性氧粒子的自來水經微孔曝氣器16后進入儲水箱17內消毒凈化自來水，依此定期對儲水箱17中的自來水進行循環(huán)消毒凈化，微量殘余活性氧氣體由殘余氧化氣體消解器18消解。給用戶供水時，處理后的水經由儲水箱17的供水口依次流經殘余氧化劑消解器25、保安過濾器26后輸送給用戶，可作為直飲水使用，儲水箱17供水口、殘余氧化劑消解器25和保安過濾器26之間采用不銹鋼管路連接。其中，儲水箱17中盛裝的是由市政輸水管道輸送至居民區(qū)的自來水，儲水箱17內底部設有微孔曝氣器16，微孔曝氣器16是由直徑比儲水箱17直徑略小且布滿微孔的不銹鋼鈦板擴散器制成，微孔直徑為0.5mm,自來水由儲水箱17上端設置的出水口經由進水泵19流經液體壓力表22、手動閥23、止回閥24高速流入水力空化氣液混溶器20，與活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)7輸出的活性氧粒子在水力空化氣液混溶器20內充分混溶，通過增壓泵19控制飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)8中自來水的處理量，通過空氣泵調控活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)7中活性氧粒子的產生濃度為30~40g/m3，并保持水力空化氣液混溶器20入水口壓力為0.3~0.4MPa，出水口壓力為0.03~0.09MPa，使水力空化氣液混溶器20中氣液流量比為0.02~
0.07，進而形成以羥自由基為主的活性氧粒子溶液，該溶液由儲水箱17下端設置的入水口進入微孔曝氣器16后進入儲水箱17內，增強羥自由基等活性粒子與水的混溶效果，大幅提升飲用水消毒滅菌效率；殘余氧化劑消解器25內部裝有生物活性炭，用于消除飲用水中的微量殘余氧化劑及殘存污染物，后置保安過濾器26，杜絕任何殘余固體顆粒進入飲用水水體，飲用水水質達到國家《生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749-2006)》和《飲用凈水水質標準(CJ94-2005)》要求后方可作為直飲水輸出使用。
[0023]本發(fā)明所述的用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置安裝示意圖如附圖3所示，包括活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)7 ;飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)8。其中，活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)7，飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)8以居民區(qū)儲水箱為基體，安裝在儲水箱附近，其中的殘余氧化劑消解器25和保安過濾器26獨立安裝在儲水箱17的供水口，整套裝置體積小，操控方便，解決了居民區(qū)集中供水模式下自來水二次供水污染問題，實現將自來水高效、快速轉化為直飲水的目標。
[0024]為了保證供水品質，飲用水消毒凈化裝置在夏季至少每天循環(huán)工作一次，在冬季至少每兩天循環(huán)工作一次，儲水箱每天累計補水達到儲水箱容量三分之一以上時，飲用水消毒凈化裝置循環(huán)工作一次。
[0025] 本發(fā)明依據高級氧化技術原理，利用水力空化氣液混溶器的負壓吸入效應和水力空化效應將非平衡等離子體反應器產生的高濃度的活性氧粒子與待處理水在水力空化氣液混溶器內高效混溶，強化形成羥自由基的鏈反應過程，促進羥自由基等高濃度活性氧粒子的產生，采用微孔曝氣器，增強羥自由基等高濃度活性氧粒子與待處理水的均勻混溶效果，在此基礎上實現高級氧化技術對居民區(qū)集中供給的飲用水定期消毒、滅菌和凈化，確保出水水質優(yōu)良，達到國家《生活飲用水衛(wèi)生標準(GB5749-2006)》和《飲用凈水水質標準(CJ94-2005)》，實現了將市政管道自來水高效、快速轉化為直飲水的目標，保障居民區(qū)集中供給飲用水的安全，提升城鎮(zhèn)居民區(qū)生活飲用水的品質。
【權利要求】
1.一種用于居民區(qū)集中供水的飲用水消毒凈化裝置，其特征在于，該裝置包括活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)(7)和飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)(8)兩部分，其以居民區(qū)儲水箱為基體，安裝在儲水箱附近；其中的殘余氧化劑消解器(25)和保安過濾器(26)獨立安裝在儲水箱(17)的供水口 ；活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)(7)的活性氧粒子出口采用聚四氟乙烯管路連接至飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)(8)的水力空化氣液混溶器(20)的入氣口 ；儲水箱(17)供水口、殘余氧化劑消解器(25)和保安過濾器(26)之間采用不銹鋼管路連接； 活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)(7)包括空氣泵(9)、非平衡等離子體反應器(10)、氣體壓力表(11)、入口電磁閥(12)、氣體流量計(13)、高頻高壓電源(14)、出口電磁閥(15);其中，空氣泵(9)的氣體出口采用聚四氟乙烯管路依次連接氣體壓力表(11)、入口電磁閥(12)、氣體流量計(13)、非平衡等離子體反應器(10)的氣體入口，非平衡等離子體反應器(10)的產物出口采用聚四氟乙烯管路經由出口電磁閥(15)連接至水力空化氣液混溶器(20)的入氣口 ；其中，空氣泵(9)為非平衡等離子體反應器(10)提供壓縮空氣，非平衡等離子體反應器(10)的結構為平板式雙電離腔結構，非平衡等離子體反應器的接地電極上設置有冷卻水腔，非平衡等離子體反應器(10)采用高頻高壓電源(14)進行激勵； 飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)(8)包括微孔曝氣器(16)、儲水箱(17)、殘余氧化氣體消解器(18)、增壓 泵(19)、水力空化氣液混溶器(20)、自來水補水口(21)、液體壓力表(22)、手動閥(23)、止回閥(24)、殘余氧化劑消解器(25)、保安過濾器(26);其中，儲水箱(17)上端設置一個出水口，下端設置一個入水口，出水口采用不銹鋼管路連接增壓泵(19)的入水口，增壓泵(19)的出水口采用不銹鋼管路依次連接液體壓力表(22)、手動閥(23)、止回閥(24)、水力空化氣液混溶器(20)的入水口，采用不銹鋼管路將水力空化氣液混溶器(20)的出水口經由儲水箱(17)下端設置的入水口與微孔曝氣器(16)連接，含有羥自由基等活性氧粒子的自來水經微孔曝氣器(16)后進入儲水箱(17)內消毒凈化自來水，微量殘余活性氧氣體由殘余氧化氣體消解器(18)消解；處理后的水經由儲水箱(17)的供水口依次流經殘余氧化劑消解器(25)、保安過濾器(26)輸送給用戶，儲水箱(17)供水口、殘余氧化劑消解器(25)和保安過濾器(26)之間采用不銹鋼管路連接；其中，儲水箱(17)內底部設有微孔曝氣器(16)，微孔曝氣器(16)是由直徑比儲水箱(17)直徑略小且布滿微孔的不銹鋼鈦板擴散器制成，微孔直徑為0.5mm,自來水由儲水箱(17)上端設置的出水口經由進水泵(19)流經液體壓力表(22)、手動閥(23)、止回閥(24)高速流入水力空化氣液混溶器(20)，與活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)(7)輸出的活性氧粒子在水力空化氣液混溶器(20)內充分混溶，通過增壓泵(19)控制飲用水循環(huán)消毒凈化系統(tǒng)(8)中自來水的處理量；殘余氧化劑消解器(25)內部裝有生物活性炭，用于消除飲用水中的微量殘余氧化劑及殘存污染物，后置保安過濾器(26),杜絕任何殘余固體顆粒進入飲用水水體。
2.根據權利要求1所述的飲用水消毒凈化裝置，其特征在于， 所述的空氣泵(9)以0.2MPa的壓力為非平衡等離子體反應器(10)提供壓縮空氣，通過空氣泵(9)依據氣液流量比0.02~0.07調控活性氧粒子輸出流量； 所述的非平衡等離子體反應器(10)的放電間隙為0.25~0.64mm,電介質層采用純度為96%~99%、厚度為0.25~0.64mm的a -Al2O3陶瓷基板，陶瓷基板上熱鍍一層10 μ m后的銀作為高壓放電電極； 所述的冷卻水腔的冷卻水溫度控制在5~10°C ；所述的高頻高壓電源(14)的激勵電壓為5~10KV，激勵頻率為4~10kHz，正常工作氣壓為90~llOkPa。
3.根據權利要求1或2所述的飲用水消毒凈化裝置，其特征在于， 所述的水力空化氣液混溶器(20)的入水口壓力需要控制在0.3~0.4MPa，出水口壓力控制在0.03~0.09MPa，水力空化氣液混溶器(20)入氣口氣體的注入流量依據氣液流量比0.02~0.07，使通過空氣泵調控活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)(7)中活性氧粒子的產生濃度為30~40g/m3。
4.根據權利要求3所述的飲用水消毒凈化裝置，其特征在于，飲用水消毒凈化裝置采用定期工作模式，在夏季至少每天循環(huán)工作一次，在冬季至少每兩天循環(huán)工作一次，儲水箱每天累計補水達到儲水箱容量三分之一以上時，飲用水消毒凈化裝置循環(huán)工作一次。
5.根據權利要求4所述的飲用水消毒凈化裝置，其特征在于，所述的活性氧粒子發(fā)生系統(tǒng)(7)使用的氣體為空氣；儲水箱(17)的水來自市政輸水管道輸送至居民區(qū)的自來水。
【文檔編號】C02F1/72GK103910426SQ201410043957
【公開日】2014年7月9日 申請日期:2014年1月28日 優(yōu)先權日:2014年1月28日
【發(fā)明者】張芝濤, 徐書婧, 俞哲, 袁曉莉, 張志鵬 申請人:大連海事大學