專利名稱：一種能產(chǎn)生活性氧的微電解裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能產(chǎn)生活性氧的微電解裝置，用于在
水中產(chǎn)生活性氧物質(zhì)進行有機物降解和殺滅菌藻。
背景技術(shù)：
超聲波技術(shù)是現(xiàn)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展前沿，但目前將超聲波技術(shù)和其他技術(shù)組合并
應(yīng)用于水處理領(lǐng)域的案例尚不多見。本發(fā)明中提供了一種將超聲波技術(shù)與微電解技術(shù)結(jié)合
進行水質(zhì)凈化的裝置，藉由兩種技術(shù)的綜合作用，除去水中有機物，殺滅微生物。
超聲波通常對有機物存在兩種降解機理空化理論和自由基理論，通過上述機制，
超聲波會在水中引起聲空化反應(yīng)和引發(fā)水中活性物質(zhì)生成大量自由基，并能促進后續(xù)的微
電解單元產(chǎn)生更多活性氧物質(zhì)，增強裝置整體的殺菌凈化作用。同時利用超聲波對水中有
機物和懸浮物的機械剪切作用和絮凝作用，還能進一步提高超聲波和微電解對有機物和菌 藻類物質(zhì)的去除率。 根據(jù)研究表明，水中溶解氣體對超聲波降解有機物存在影B向，影響主要包括兩方 面一是溶解氣體對空化泡的性質(zhì)和空化強度有重要影響；二是溶解氣體產(chǎn)生的自由基也 參與降解反應(yīng)過程。在水中有溶解氣體的情況下，超聲降解速率會增加，空氣對降解速率影 響最顯著。因此，本發(fā)明裝置中包含有水射器。整個系統(tǒng)中，射流加壓溶氧模塊采用水-氣 射流技術(shù)，依靠加壓泵所提供的高速噴射水流在射流器的氣室部分形成負壓，從大氣中直 接吸入供加壓溶氣水所必需的空氣，增加水中氧氣濃度。射流器兼具供氣和溶氣的作用。 水通過水射器后，水中的溶解性氣體增加，從而能提高超聲波對有機物的降解的作用，以增 強反應(yīng)能力，加大對污染物的去除和菌藻類的滅活。當空化泡崩潰時產(chǎn)生的沖擊波和射流， 使 0H和 H自由基及11202進入整個溶液中與有機物產(chǎn)生反應(yīng)，使其降解。
微電解技術(shù)是近年來應(yīng)用在水處理領(lǐng)域的熱點技術(shù)。它的原理是利用經(jīng)過特殊 處理的貴金屬電極在直流電場的作用下，在容器中形成穩(wěn)定的直流微電解電場，水在通過 微電解電場時，水分子和其他水中活性分子(如02)等被電場激活反應(yīng)，生成各類活性物質(zhì) (如 0H、 H、 H202、 02—等)。由于此類活性物質(zhì)極不穩(wěn)定，反應(yīng)活性極高，因此能在較高的 氧化還原電位下與水中存在的多種有機物反應(yīng)，使其碳鏈被截斷，轉(zhuǎn)化為無毒無害的小分 子或徹底降解為0)2和1120，并能吸附到各種微生物表面或進入微生物內(nèi)部，氧化其生化循 環(huán)中的反應(yīng)物質(zhì)，阻斷生命過程，使其失活被殺滅。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為水處理提供一種低能耗、綠色無污染的新型凈化裝置，即能產(chǎn) 生活性氧的微電解裝置。通過超聲波技術(shù)和微電解技術(shù)的聯(lián)用，最大程度發(fā)揮兩者技術(shù)的 優(yōu)點，增加活性氧物質(zhì)的生成量，從而達到降解有機物，滅活菌藻的目的，改善處理水體的 水質(zhì)。
本發(fā)明裝置是這樣構(gòu)成的它的主要部分有加壓泵，水射器，溶氧及超聲波反應(yīng)器，超聲波發(fā)生器，微電解反應(yīng)器，微電解發(fā)生器，微電解控制器。其中，加壓泵與水射器相連，水射器與溶氧及超聲波反應(yīng)器底部的進水口相連；超聲波發(fā)生器設(shè)置于溶氧及超聲波反應(yīng)器的側(cè)面，并相連接；溶氧及超聲波反應(yīng)器與微電解反應(yīng)器由管道連接；微電解反應(yīng)器由金屬外殼和金屬外殼中軸線上的微電解電極組成，所述微電解電極的上端和所屬金屬外殼分別與微電解發(fā)生器的正極和負極相連接；微電解控制器與微電解反應(yīng)器相連接，微電解反應(yīng)器的下側(cè)壁設(shè)有出水口。其結(jié)構(gòu)簡圖l所示。 本發(fā)明中，超聲波發(fā)射器產(chǎn)生的超聲波頻率為41 65kHZ，聲能密度0. 10-0. 15W/cm3。微電解發(fā)生器在微電解控制器的控制下輸出4 IOV直流電。 本發(fā)明中，進水口布置在溶氧及超聲波反應(yīng)器側(cè)壁，出水口布置在微電解反應(yīng)器側(cè)壁。水流在溶氧及超聲波反應(yīng)器內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)上升狀態(tài)，在微電解反應(yīng)器內(nèi)呈旋轉(zhuǎn)下降狀態(tài)。水流入溶氧及超聲波反應(yīng)器內(nèi)時已被充入空氣，借助超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的頻率為41-65kHz、聲能密度0. 10-0. 15W/cm3超聲波，水和水中的溶解性氣體能夠發(fā)生聲化學(xué)反應(yīng)被激活或生成活性氧物質(zhì)。在微電解反應(yīng)器內(nèi)連接有從微電解發(fā)生器接出的微電解電極。微電解發(fā)生器通過微電解控制器進行輸出控制。工作時微電解發(fā)生器在微電解控制器控制下輸出4-10V直流電，使流入微電解反應(yīng)器內(nèi)的水產(chǎn)生更多的活性氧物質(zhì)。通過在溶氧及超聲波反應(yīng)器和微電解反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生的活性氧物質(zhì)與水中有機物和菌藻的反應(yīng)，達到改善凈化水質(zhì)的目的。 本發(fā)明的優(yōu)點在于，這是一種安全、低能耗的產(chǎn)生活性氧物質(zhì)的水處理裝置，通過超聲波技術(shù)和微電解技術(shù)的結(jié)合，能產(chǎn)生大量、充足的活性氧物質(zhì)，能高效率地降解有機物，顯著對菌藻類進行滅活，明顯改善和凈化了水質(zhì)，且裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，安全可罪。


圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)圖示。 圖中標號1為加壓泵，2為水射器，3為進水口，4為溶氧及超聲波反應(yīng)器，5為超聲波發(fā)射器，6為微電解反應(yīng)器，7為微電解發(fā)生器，8為微電解控制器，9為微電極電極，IO為出水口
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明裝置作進一步的描述。 如圖l所示，本發(fā)明裝置由加壓泵1，水射器2，溶氧及超聲波反應(yīng)器4，超聲波發(fā)生器5，微電解反應(yīng)器6，微電解發(fā)生器7，微電解控制器8構(gòu)成。在連接進水管路安裝有加壓泵1和水射器2，通過加壓泵1產(chǎn)生的進水壓力，使水通過水射器2并使水產(chǎn)生加壓溶氧過程，空氣被溶解進入水中。在溶氧及超聲波反應(yīng)器4側(cè)壁安裝有進水口 3和超聲波發(fā)生器5，水在進入溶氧及超聲波反應(yīng)器4后，依靠超聲波發(fā)生器5產(chǎn)生頻率為41kHz、聲能密度0. 10W/cm3的超聲波，對水和水中溶解氣體產(chǎn)生聲化學(xué)反應(yīng)，激活和產(chǎn)生活性氧物質(zhì)。經(jīng)過超聲波處理的水流通過連接溶氧及超聲波反應(yīng)器4和微電解反應(yīng)器6的管道，進入微電解反應(yīng)器6。微電解電極9為含有貴金屬(如釕、銥)的鈦基電極，位于外殼的中軸線上，其上端與微電解發(fā)生器7上的正極輸出端連接，微電解反應(yīng)器6金屬外殼與微電解發(fā)生器7上的負極輸出端連接。通過微電解控制器8的控制，微電解發(fā)生器7輸出直流電，安裝在微電解反應(yīng)器6內(nèi)的微電解電極9與微電解反應(yīng)器6金屬外殼間形成微電解電場。水流在通過微電解電場時，持續(xù)生成活性氧物質(zhì)。
實施案例 當采用本發(fā)明裝置處理水(某景觀水)時，水經(jīng)過加壓溶氧過程后，在超聲波的作用下，水分子和水中溶解氣體分子發(fā)生聲化學(xué)反應(yīng)，被激活或直接生成活性氧物質(zhì)，活性氧物質(zhì)以 0H、 02—等形式存在。進水流入微電解反應(yīng)器后，微電解電極依靠前面被活化的活性氧物質(zhì)前體，繼續(xù)通過微電解作用產(chǎn)生更多活性氧物質(zhì)。由于活性氧物質(zhì)多為自由基和不穩(wěn)定離子，氧化還原電位高，氧化能力強，能和水中存在的有機物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，從而進行有機物降解，并能結(jié)合到菌藻細胞體上進行反應(yīng)，破壞其生化反應(yīng)，致使失活。通過如下方法可以進行定性檢測在處理水中，加入發(fā)光類細菌，通過檢驗該類細菌是否發(fā)光來判斷其是否被抑制或失活；當向處理水中加入SOD(超氧化物歧化酶)后，再加入發(fā)光細菌，發(fā)光細菌可以得到最大程度恢復(fù)。 試驗表明，處理水中的菌藻類能大部分被殺滅(細菌總數(shù)和大腸桿菌降低了99. 0%以上)，水中溶解性有機物大部分被降解為小分子物質(zhì)。
權(quán)利要求
一種能產(chǎn)生活性氧的微電解裝置，其特征在于由加壓泵，水射器，溶氧及超聲波反應(yīng)器，超聲波發(fā)生器，微電解反應(yīng)器，微電解發(fā)生器，微電解控制器構(gòu)成；其中，加壓泵與水射器相連，水射器與溶氧及超聲波反應(yīng)器底部的進水口相連；超聲波發(fā)生器設(shè)置于溶氧及超聲波反應(yīng)器的側(cè)面，并相連接；溶氧及超聲波反應(yīng)器與微電解反應(yīng)器由管道連接；微電解反應(yīng)器由金屬外殼和金屬外殼中軸線上的微電解電極組成，所述微電解電極的上端和所屬金屬外殼分別與微電解發(fā)生器的正極和負極相連接；微電解控制器與微電解反應(yīng)器相連接，微電解反應(yīng)器的下側(cè)壁設(shè)有出水口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲波為頻率為 41-65kHz、聲能密度0. 10-0. 15W/cm3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于微電解發(fā)生器在微電解控制器下輸出4 10V直流電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于微電解電極為含貴金屬的鈦基電極。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種能產(chǎn)生活性氧的微電解裝置。該裝置由水射器，超聲波發(fā)生器，溶氧及超聲波反應(yīng)器，微電解發(fā)生器，微電解反應(yīng)器，微電解控制器構(gòu)成。超聲波發(fā)生器產(chǎn)生的超聲波在溶氧及超聲波反應(yīng)器內(nèi)發(fā)生作用，激活和產(chǎn)生活性氧物質(zhì)，微電解發(fā)生器在微電解控制器的控制下，通過電極之間的電場作用，在微電解反應(yīng)器產(chǎn)生活性氧物質(zhì)。本裝置利用超聲波和微電解電池的共同作用，能殺滅菌藻、降解有機物，最終達到凈化水質(zhì)的目的。
文檔編號C02F1/36GK101786752SQ20101012188
公開日2010年7月28日 申請日期2010年3月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月11日
發(fā)明者吳永華, 張毅強, 秦曉, 韓柏平 申請人:韓柏平;吳永華;張毅強;秦曉