專利名稱：：滑動弧放電-臭氧聯(lián)合滅活空氣中細(xì)菌病毒的方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種細(xì)菌和病毒殺滅方法及裝置，更具體地說，本發(fā)明涉及一種滑動弧放電-臭氧聯(lián)合滅活空氣中細(xì)菌病毒的方法與裝置。
背景技術(shù)：
：目前國內(nèi)醫(yī)院對于無菌室和手術(shù)室的空氣消毒多采用動態(tài)消毒機(jī)進(jìn)行消毒，通過紫外線和臭氧傳統(tǒng)方法進(jìn)行滅菌，對病毒滅活沒有十分有效的方法，實驗檢測發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過多功能動態(tài)滅菌機(jī)后，多數(shù)病毒檢測仍呈陽性。最新提出的層流手術(shù)室，對空氣中細(xì)菌和病毒滅活效果顯著，但造價昂貴且耗能較高?；瑒踊》烹娛且环N常壓下低溫等離子體發(fā)生方式，該技術(shù)已被初步應(yīng)用于工業(yè)廢氣、廢水處理等環(huán)保領(lǐng)域。其主要特點在于輸入能量可以在不加熱反應(yīng)氣體的前提下，產(chǎn)生大量的高能電子和活性基團(tuán)，并選擇性剌激化學(xué)反應(yīng)。應(yīng)用于空氣中細(xì)菌和病毒滅活處理時，可以促進(jìn)細(xì)胞、核糖核酸(RNA)，脫氧核糖核酸(DNA)、蛋白質(zhì)、脂質(zhì)類和多糖等大分子聚合物的斷鍵反應(yīng)。因此，利用滑動弧放電高能量輸入、破壞能力強(qiáng)，同時能耗較低的特點，可以實現(xiàn)對空氣中的細(xì)菌和病毒快速的初步滅活。但由于滑動弧放電產(chǎn)生的高能電子和活性基團(tuán)的生存時間短(0.001秒級)，因此對細(xì)菌和病毒的滅活往往不充分。臭氧作為一種常規(guī)的殺菌技術(shù)，其殺菌成本低，生存時間較長(約IO秒級)，可以通過本身的強(qiáng)氧化性破壞分解細(xì)菌的細(xì)胞壁，直接與聚合物分子發(fā)生作用，破壞細(xì)菌和病毒的代謝和繁殖過程。但利用臭氧殺菌時，所需處理時間長(大于30分鐘)，而且尤其對病毒大分子的破壞能力有限。因此，提供一種能夠克服上述諸種不足的細(xì)菌和病毒殺滅方法和裝置顯得十分必要。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種滑動弧放電-臭氧聯(lián)合滅活空氣中細(xì)菌病毒的方法與裝置。本發(fā)明中的滑動弧放電-臭氧聯(lián)合滅活空氣中細(xì)菌病毒的方法，包括輔助氣體空氣或氧氣通過滑動弧放電反應(yīng)器底部的噴嘴進(jìn)入反應(yīng)罩，推動兩個刀型分叉電極的起弧端向上移動，產(chǎn)生滑動弧放電；將含有細(xì)菌和病毒的空氣引入反應(yīng)罩，空氣進(jìn)口正對著滑動弧放電反應(yīng)器的兩個刀型分叉電極的上側(cè)；將臭氧發(fā)生儀產(chǎn)生的臭氧引入反應(yīng)罩，含有細(xì)菌和病毒的空氣依次與滑動弧放電低溫等離子體、臭氧發(fā)生反應(yīng)，處理后的空氣經(jīng)反應(yīng)罩頂部的出口排出。作為一種改進(jìn)，所述臭氧發(fā)生儀產(chǎn)生的臭氧分上下兩路進(jìn)入反應(yīng)罩，其中下方的臭氧進(jìn)口對著刀型分叉電極的上側(cè)，該處的臭氧與滑動弧放電低溫等離子體接觸，促進(jìn)滑動弧放電過程中活性基團(tuán)的產(chǎn)生；從上方進(jìn)入反應(yīng)器上部的臭氧，形成臭氧反應(yīng)區(qū)。本發(fā)明還提供了一種滑動弧放電-臭氧聯(lián)合滅活空氣中細(xì)菌病毒的裝置，包括一個滑動弧放電反應(yīng)器，該反應(yīng)器具有反應(yīng)罩，反應(yīng)罩底部為絕緣底座；在所述絕緣底座上對稱安裝有與高壓電源相連的兩個刀型分叉電極，兩個刀型分叉電極之間是可向上移動的起弧端；絕緣底座上設(shè)有與輔助氣體管路相連的噴嘴；反應(yīng)罩上設(shè)有與空氣管路相連的空氣進(jìn)口，該空氣進(jìn)口正對著刀型分叉電極的上側(cè)布置；反應(yīng)罩的頂部設(shè)空氣出口；反應(yīng)罩上還設(shè)置有臭氧進(jìn)口，通過管路連接至臭氧發(fā)生儀。作為一種改進(jìn)，所述臭氧進(jìn)口有兩個，均通過管路連接至臭氧發(fā)生儀，其中上方的臭氧進(jìn)口設(shè)于反應(yīng)罩的上部，下方的臭氧進(jìn)口設(shè)于反應(yīng)罩的下部且與刀型分叉電極的上側(cè)相對布置。作為一種改進(jìn)，在反應(yīng)罩的內(nèi)部，有一個設(shè)于刀型分叉電極的上方的整流罩。作為一種改進(jìn)，所述整流罩是在刀型分叉電極的上方30mm處。作為一種改進(jìn)，所述整流罩是中間為致密小孔、四周孔隙逐漸增大的多孔圓拱形結(jié)構(gòu)。作為一種改進(jìn)，所述整流罩的圓形外部邊緣直徑為40mm，拱形的高度為10mm。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是(1)本發(fā)明中的裝置可以連續(xù)處理含有細(xì)菌和病毒的空氣，對空氣的流量變化和各種病原性微生物的滅活適應(yīng)性強(qiáng)；(2)對細(xì)菌具有100%的殺滅效果，對病毒的滅活效果可以達(dá)到95%以上，因此對含有病原性微生物的空氣的處理效果優(yōu)于動態(tài)消毒機(jī)等現(xiàn)有技術(shù)；(3)設(shè)備不僅制造成本低，而且運(yùn)行能耗低，單位空氣處理能耗遠(yuǎn)低于目前國內(nèi)醫(yī)院無菌室廣泛使用的空氣消毒多采用動態(tài)消毒機(jī)。圖1為發(fā)明中裝置結(jié)構(gòu)示意及用于殺菌效果檢測試驗的安裝示意圖。圖中附圖標(biāo)記為輔助氣體供應(yīng)裝置1、臭氧發(fā)生儀2、噴嘴3、絕緣底座4、刀型分叉電極5、下方的臭氧進(jìn)口6、上方的臭氧進(jìn)口7、整流罩8、空氣出口9、起弧端10、空氣進(jìn)口11、高壓電源12、空氣供應(yīng)裝置13、反應(yīng)罩14。具體實施例方式參考附圖，下面將對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。本實施例中的用于滅活空氣中細(xì)菌和病毒的滑動弧放電-臭氧聯(lián)合裝置，包括一個滑動弧放電反應(yīng)器，該反應(yīng)器具有反應(yīng)罩14，反應(yīng)罩14底部為絕緣底座4。在絕緣底座4上對稱安裝有與高壓電源12相連的兩個刀型分叉電極5，兩個刀型分叉電極5之間是可向上移動的起弧端10;絕緣底座4上設(shè)有與輔助氣體管路相連的噴嘴3;反應(yīng)罩14上設(shè)有與空氣管路相連的空氣進(jìn)口ll，該空氣進(jìn)口11正對著刀型分叉電極5的上側(cè)布置；反應(yīng)罩14的頂部設(shè)空氣出口9;反應(yīng)罩14上還設(shè)置有兩個臭氧進(jìn)口，均通過管路連接至臭氧發(fā)生儀，其中上方的臭氧進(jìn)口7設(shè)于反應(yīng)罩14的上部，下方的臭氧進(jìn)口6設(shè)于反應(yīng)罩14的下部且與刀型分叉電極的上側(cè)相對布置。在反應(yīng)罩14的內(nèi)部，刀型分叉電極5的上方設(shè)有整流罩8。整流罩8是中間為致密小孔、四周孔隙逐漸增大的多孔圓拱形結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的應(yīng)用方法如下在兩個刀型分叉電極5通電的情況下，小流量的輔助氣體(可以選用空氣、氧氣等)由輔助氣體供應(yīng)裝置(如鼓風(fēng)機(jī)或高壓氣瓶等)經(jīng)管路通過噴嘴3形成高速移動的氣流，進(jìn)入反應(yīng)罩14，推動起弧端10向上移動，產(chǎn)生滑動弧放電。臭氧發(fā)生儀2產(chǎn)生的臭氧分別由下方的臭氧進(jìn)口6和上方的臭氧進(jìn)口7進(jìn)入反應(yīng)罩。其中，從下方進(jìn)入的臭氧與滑動弧放電低溫等離子體接觸，促進(jìn)滑動弧放電過程中活性基團(tuán)的產(chǎn)生。在刀型分叉電極5的上方設(shè)有整流罩，以強(qiáng)化活性基團(tuán)與病原性微生物的接觸。從上方進(jìn)入反應(yīng)器上部的臭氧，形成臭氧反應(yīng)區(qū)。大流量的含有細(xì)菌和病毒的空氣由空氣供應(yīng)裝置13(如鼓風(fēng)機(jī)等)，經(jīng)管路通過空氣進(jìn)口11正對刀型分叉電極上側(cè)進(jìn)入反應(yīng)罩14，依次與滑動弧放電低溫等離子體、以及臭氧發(fā)生反應(yīng)，最終實現(xiàn)細(xì)菌和病毒的有效滅活。經(jīng)處理后的空氣由空氣出口9排出，返回室內(nèi)。經(jīng)過如此循環(huán)，從而實現(xiàn)室內(nèi)空氣的無菌化。本發(fā)明的檢測試驗采用空氣通進(jìn)培養(yǎng)液鼓泡的方式形成含有細(xì)菌和病毒的空氣，然后通入滑動弧放電反應(yīng)器，先后經(jīng)過滑動弧反應(yīng)區(qū)和臭氧反應(yīng)區(qū)，最終實現(xiàn)細(xì)菌和病毒滅活，處理后的空氣經(jīng)空氣出口9排出后，可以利用培養(yǎng)液進(jìn)行收集和采樣分析。在該檢測試驗實例中的相關(guān)工藝條件是高壓電源12的電壓為IOKV，頻率為50Hz;噴嘴噴口直徑為1.5mm;刀型分叉電極5長150mm，寬26mm，厚3.5mm，電極間最小間距為3mm;整流罩14的圓形外部邊緣直徑為40mm，其拱形的高度為10mm，距離刀型分叉電極頂端的距離為30mm。實驗所用病原性微生物分別為大腸桿菌和乙肝病毒。測量方法實時熒光定量PCR檢測技術(shù)。實驗1#實驗用品大腸桿菌實驗條件輔助進(jìn)氣流量8L/min，含菌氣體流量10L/min，一級臭氧流量5L/min，二級臭氧流量5L/min，輔助性氣體為氮氣，臭氧濃度500ppm，放電時間10min。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>實驗2#實驗用品乙肝病毒實驗條件輔助進(jìn)氣流j8L/min，含菌氣體流量10L/min，一級臭氧流量5L/min，二級臭氧流量5L/min，輔助性氣體為氮氣，臭氧濃度500ppm，放電時間5min。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實驗結(jié)果表明，本工藝對于空氣中高濃度的細(xì)菌和病毒具有很好的滅活效果。還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護(hù)范圍。權(quán)利要求一種滑動弧放電-臭氧聯(lián)合滅活空氣中細(xì)菌病毒的方法，包括輔助氣體空氣或氧氣通過滑動弧放電反應(yīng)器底部的噴嘴進(jìn)入反應(yīng)罩，推動兩個刀型分叉電極的起弧端向上移動，產(chǎn)生滑動弧放電；將含有細(xì)菌和病毒的空氣引入反應(yīng)罩，空氣進(jìn)口正對著兩個刀型分叉電極的上側(cè)；將臭氧發(fā)生儀產(chǎn)生的臭氧引入反應(yīng)罩，含有細(xì)菌和病毒的空氣依次與滑動弧放電低溫等離子體、臭氧發(fā)生反應(yīng)，處理后的空氣經(jīng)反應(yīng)罩頂部的出口排出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述臭氧發(fā)生儀產(chǎn)生的臭氧分上下兩路進(jìn)入反應(yīng)罩，其中下方的臭氧進(jìn)口對著刀型分叉電極的上側(cè)，該處的臭氧與滑動弧放電低溫等離子體接觸，促進(jìn)滑動弧放電過程中活性基團(tuán)的產(chǎn)生；從上方進(jìn)入反應(yīng)器上部的臭氧，形成臭氧反應(yīng)區(qū)。3.—種滑動弧放電-臭氧聯(lián)合滅活空氣中細(xì)菌病毒的裝置，包括一個滑動弧放電反應(yīng)器，該反應(yīng)器具有反應(yīng)罩(14)，反應(yīng)罩(14)底部為絕緣底座(4);其特征在于在所述絕緣底座(4)上對稱安裝有與高壓電源(12)相連的兩個刀型分叉電極(5)，兩個刀型分叉電極(5)之間是可向上移動的起弧端(10);絕緣底座(4)上設(shè)有與輔助氣體管路相連的噴嘴(3);反應(yīng)罩(14)上設(shè)有與空氣管路相連的空氣進(jìn)口(ll)，該空氣進(jìn)口(11)正對著刀型分叉電極(5)的上側(cè)布置；反應(yīng)罩(14)的頂部設(shè)空氣出口(9);反應(yīng)罩(14)上還設(shè)置有臭氧進(jìn)口，通過管路連接至臭氧發(fā)生儀(2)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述臭氧進(jìn)口有兩個，均通過管路連接至臭氧發(fā)生儀(2)，其中上方的臭氧進(jìn)口(7)設(shè)于反應(yīng)罩(14)的上部，下方的臭氧進(jìn)口(6)設(shè)于反應(yīng)罩(14)的下部且與刀型分叉電極的上側(cè)相對布置。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的任意一種裝置，其特征在于在反應(yīng)罩(14)的內(nèi)部，有一個設(shè)于刀型分叉電極(5)的上方的整流罩(8)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述整流罩(8)是在刀型分叉電極(5)的上方30mm處。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于所述整流罩(8)是中間為致密小孔、四周孔隙逐漸增大的多孔圓拱形結(jié)構(gòu)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于所述整流罩(8)的圓形外部邊緣直徑為40mm，拱形的高度為10mm。全文摘要本發(fā)明涉及細(xì)菌和病毒殺滅方法及裝置，旨在提供一種滑動弧放電-臭氧聯(lián)合滅活空氣中細(xì)菌病毒的方法與裝置。該方法包括輔助氣體空氣或氧氣通過滑動弧放電反應(yīng)器底部的噴嘴進(jìn)入反應(yīng)罩，推動兩個刀型分叉電極的起弧端向上移動，產(chǎn)生滑動弧放電；將含有細(xì)菌和病毒的空氣引入反應(yīng)罩；將臭氧發(fā)生儀產(chǎn)生的臭氧引入反應(yīng)罩，含有細(xì)菌和病毒的空氣依次與滑動弧放電低溫等離子體、臭氧發(fā)生反應(yīng)，處理后的空氣經(jīng)反應(yīng)罩頂部的出口排出。本發(fā)明中的裝置可以連續(xù)處理含有細(xì)菌和病毒的空氣，對空氣的流量變化和各種病原性微生物的滅活適應(yīng)性強(qiáng)；對含有病原性微生物的空氣的處理效果優(yōu)于動態(tài)消毒機(jī)等現(xiàn)有技術(shù)；設(shè)備不僅制造成本低，而且運(yùn)行能耗低。文檔編號A61L9/22GK101732754SQ20101010417公開日2010年6月16日申請日期2010年1月28日優(yōu)先權(quán)日2010年1月28日發(fā)明者嚴(yán)建華,倪明江,岑可法,李曉東,池涌,王飛,蔣旭光,金余其,陸勝勇,馬增益,黃群星申請人:浙江大學(xué)