專(zhuān)利名稱(chēng)：一種可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水處理裝置，特別是一種即可以提供含臭氧水以用于它處，又可以于本裝置內(nèi)完成對(duì)水的臭氧氧化、電場(chǎng)等處理、凈化、消毒的裝置。
通常對(duì)水進(jìn)行滅菌、消毒處理的方法有化學(xué)類(lèi)氯法、碘法等，物理類(lèi)紫外線照射、活性碳，吸附過(guò)濾，高溫消毒，膜法等。由于自然界水體所受污染日趨嚴(yán)重，傳統(tǒng)對(duì)水的滅菌、消毒方法已暴露出一些弊端。如使用氯消毒處理會(huì)導(dǎo)致水中生成THM(鹵代烴、致癌物)；紫外線照射也由于紫外線在水體中的穿透能力有限(僅十幾mm)而使消毒處理十分不徹底。在已往的消毒處理方法中或由于成本高，或由于操作復(fù)雜、使用不便，或由于處理效果不好，而使使用受到了限制。
臭氧是一種極強(qiáng)的氧化劑，其標(biāo)準(zhǔn)氧化電位為-2.07Ve，僅次于氟和原子氧；臭氧還是一種廣譜滅菌劑，在常溫下，對(duì)原核生物、直核生物、原生動(dòng)物、后生動(dòng)物都有極強(qiáng)的滅殺作用，由此，對(duì)于細(xì)菌霉菌、藻類(lèi)、病毒、瞬間即可完成滅殺消毒作用；且臭氧最終產(chǎn)物為氧氣，因此，臭氧是一種無(wú)殘毒的廣譜、強(qiáng)力殺菌消毒劑。
臭氧在滅菌、消毒的同時(shí)，還可以有效的降解所遇有毒、有害物，如烷烴、苯、酚、荼、蒽、烷基苯、氯苯、硝基苯、有機(jī)胺、木質(zhì)素、腐植質(zhì)、硫化物、氯化烷殺蟲(chóng)劑等，還可破壞劇毒的氰化物和苯并(a)芘、苯并蒽等強(qiáng)致癌物。臭氧還可以去除水中的鐵、錳等金屬離子，對(duì)水體的色度、濁度，對(duì)特殊氣味口感的去除也十分有效。
目前家用型凈水、消毒處理器，大多采用活性碳吸附，或使用纖維或膜的微濾或超濾，消毒多使用紫外線，三碘樹(shù)脂或銀離子。這些裝置都存在消毒處理效果和使用壽命有限的問(wèn)題。而以往所有用于水處理的臭氧裝置，都是設(shè)備十分龐雜的工業(yè)規(guī)模大型設(shè)備，僅限于集中供水的消毒處理。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新穎的、微水型化的、長(zhǎng)壽命的，以空氣為原料僅消耗電能的制備含臭氧水或直接進(jìn)行臭氧處理的無(wú)害化裝置。
本實(shí)用新型的目的是提供一種微小型的以電暈放電法制取臭氧的臭氧發(fā)生器。
本實(shí)用新型的目的是提供一種n(n＝1、2、3……)級(jí)文氏管組成的氣、水混溶器；在其末級(jí)擴(kuò)散段后，采用固定螺旋多節(jié)點(diǎn)孔板混流并可改變水流矢量方向結(jié)構(gòu)的氣、水混溶裝置、用于含臭氧氣體中的臭氧向水體中的轉(zhuǎn)移和擴(kuò)散。
本實(shí)用新型的目的是提供一種新的結(jié)構(gòu)形式臭氧發(fā)生器的外殼作為氣、水混溶裝置的一部分，使經(jīng)該裝置處理的水，進(jìn)行臭氧處理的同時(shí)，還可進(jìn)行電場(chǎng)處理，即可提高處理效率又可冷卻臭氧發(fā)生器。
本實(shí)用新型是通過(guò)下述方案實(shí)現(xiàn)的一種可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，包括臭氧發(fā)生器，空氣預(yù)處理器17電源電路板2和含臭氧氣體與水混溶反應(yīng)裝置，其特征是臭氧發(fā)生器的與高壓電極5連通的上氣室25通過(guò)通氣管路18連通空氣預(yù)處理器17；通過(guò)隔離高壓電極5與接地低壓電極9的絕緣介質(zhì)層7與高壓電極間形成氣體電暈放電室6所連通的下氣室26、通臭氧管路14連通由n級(jí)n＝1、2、3……文氏管組成的氣、水混溶室12；所述氣、水混溶室的末級(jí)擴(kuò)段段固接內(nèi)壁設(shè)置固定螺旋的混流管131和/或內(nèi)壁設(shè)置多節(jié)點(diǎn)孔板的混流管132；進(jìn)水口10通過(guò)氣、水混溶室12、混流管131、132連通固接于外殼8一端的臭氧水出水口16。電源1接通可調(diào)節(jié)電壓、電信、頻率、脈寬的電源電路板2、經(jīng)升壓變壓器3、輸出引線4饋入臭氧發(fā)生器的高壓電極5。臭氧發(fā)生器由導(dǎo)電金屬管構(gòu)成的高電壓電極5，設(shè)置于外側(cè)的絕緣介質(zhì)管7，設(shè)置于絕緣介質(zhì)管7與內(nèi)高電壓電極5之間留有間隙所形成的氣體電暈放電室6，以及在絕緣介質(zhì)管外緣，由水、外殼8、浸于水中的接地低電壓電極9組成?？諝忸A(yù)處理器17為空氣干燥處理器或富氧處理器。臭氧發(fā)生器的上氣室25一端設(shè)置連通通氣管路18的接口181，臭氧發(fā)生器的下氣管26一端設(shè)置輸出臭氧的接口141，所述接口141連通通臭氧管路14，該管路14的另端接口142接入氣、水混溶室12。由混流管131和/或132組成的氣、水混合管路在臭氧發(fā)生器下部接口133處接入臭氧發(fā)生器。在進(jìn)水口10與氣、水混溶室12之間串接一個(gè)電磁閥11。臭氧發(fā)生器下部外殼8與絕緣介質(zhì)管7的間隙為旋流式氣、水反應(yīng)和電場(chǎng)處理室15。臭氧發(fā)生器內(nèi)氣體通道由高電壓電極管5內(nèi)壁和氣體電暈放電室6組成，在氣體進(jìn)口181、臭氧出口141處分別與上、下氣室25、26連接。由電子元件組成的高電壓電源電路，高電壓輸出連接高電壓電極5，高電壓場(chǎng)跨越氣體放電室6和絕緣介質(zhì)層7，在接地低電極9形成回路，其輸送的能量在氣體放電室6形成電暈放電。臭氧發(fā)生器的絕緣介質(zhì)層7為普通玻璃、高硼硬質(zhì)玻璃，95料玻璃、石英玻璃、搪瓷或陶瓷材料。
本制備含臭氧水或臭氧水處理裝置是由高電壓電路、臭氧發(fā)生器、空氣預(yù)處理裝置、氣、水混溶反應(yīng)裝置組成，且包容于同一裝置機(jī)殼內(nèi)，形成一體化結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、重量輕、安裝簡(jiǎn)捷、使用方便的特點(diǎn)。
本裝置還可另附臭氧尾氣消除還原處理裝置及其它一些附屬配部件。
本實(shí)用新型可廣泛用于旅游業(yè)、餐飲業(yè)、服務(wù)業(yè)、醫(yī)院、家庭、車(chē)船及公共衛(wèi)生設(shè)施的衛(wèi)生消毒及水處理消毒，還可用于礦泉水消毒處理，養(yǎng)殖業(yè)、種植業(yè)中病害防治和保鮮處理，以及散雜居民點(diǎn)、自備自來(lái)水源的消毒處理，賑災(zāi)臨時(shí)供水的消毒處理，半導(dǎo)體蕊片清洗，倉(cāng)貯水、高層建筑水箱、水塔的消毒處理，某些疾病的治療，醫(yī)療器械的消毒等。
在本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)氣、水混溶反應(yīng)裝置采用n(n＝1、2、3……)級(jí)文氏管組成的混溶器，且在其末級(jí)擴(kuò)散段采用固定螺旋和多節(jié)點(diǎn)孔板混流管并與臭氧發(fā)生器相連，增設(shè)了電場(chǎng)對(duì)水的處理功能，延長(zhǎng)了氣、水混溶流程，同時(shí)氣、水混溶溶液冷卻了臭氧發(fā)生器。上述措施，促使本實(shí)用新型的處理效率高，耗電為40瓦左右。從使用壽命看，本實(shí)用新型工作時(shí)間為數(shù)萬(wàn)小時(shí)，而常規(guī)的紫外線消毒器僅工作2000-5000小時(shí)。
在本實(shí)用新型的氣、水混溶接觸反應(yīng)裝置中，有效的利用了臭氧發(fā)生器外殼，這樣氣、水混溶溶液形成旋流提高了反應(yīng)效果，并受到電場(chǎng)的處理，同時(shí)冷卻了臭氧發(fā)生器。另外處理后的空氣進(jìn)入臭氧發(fā)生器后經(jīng)高電壓電極管內(nèi)壁進(jìn)入氣體電暈放電室，也可以冷卻臭氧發(fā)生器，臭氧發(fā)生器在氣、液雙重冷卻作用下，散熱問(wèn)題得到了極好的解決，可以大大提高臭氧發(fā)生器的性能和臭氧產(chǎn)量。
本實(shí)用新型有別于現(xiàn)有的家用型水處理器，是利用臭氧制備含臭氧水及進(jìn)行水處理的，臭氧是一種強(qiáng)氧化劑，且又是一種廣譜殺菌并對(duì)多種有毒有害物質(zhì)有降解、消除作用，且本身不留殘毒。
本實(shí)用新型采用電子高壓電路驅(qū)動(dòng)，其頻率、脈寬、電壓、電流均可調(diào)控，從而可以根據(jù)不同的工作對(duì)象調(diào)節(jié)，滿足不同要求。


圖1本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2臭氧發(fā)生器與高壓電場(chǎng)剖面示意圖圖3氣、水混溶反應(yīng)裝置剖面示意圖現(xiàn)結(jié)合附圖進(jìn)一步敘述本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)參見(jiàn)
圖1-3本實(shí)用新型將臭氧發(fā)生裝置，氣、水混溶接觸反應(yīng)裝置放置于同一容器機(jī)殼中，形成一體化裝置。且臭氧發(fā)生器與氣、水混溶接觸反應(yīng)裝置連通，使含臭氧氣、水混溶接觸反應(yīng)裝置連通，使含臭氧氣、水混溶溶液流經(jīng)臭氧發(fā)生器時(shí)，進(jìn)一步得到電場(chǎng)的處理，同時(shí)該氣、水混溶溶液冷卻臭氧發(fā)生器。
在臭氧發(fā)生裝置中包含臭氧發(fā)生器，由電子元件構(gòu)成區(qū)別于工頻的高電壓電源電路；空氣干燥或富氧處理器17。
高電壓電源電路板2由電子元器件組成，信號(hào)源由3524或494專(zhuān)用開(kāi)關(guān)電源集成控制器提供，逆變功率輸出使用大功率晶體管，或MOS管等。經(jīng)變壓器3升高電壓后饋送至臭氧發(fā)生器高電壓電極5，電路的頻率，脈寬等參數(shù)可調(diào)控，以適應(yīng)臭氧發(fā)生器的不同要求。電源插頭1接市電220V，高壓輸出引線4，接線端子24接入高壓電極5。
臭氧發(fā)生器采用電暈放電法制取臭氧。發(fā)生器由導(dǎo)電金屬管構(gòu)成高電壓電極5；高電壓電極外側(cè)為絕緣介質(zhì)管7，其與高電壓電極間留有間隙，形成氣體電暈放電室6，絕緣介質(zhì)管外接地、水和臭氧發(fā)生器外殼構(gòu)成的，低電壓極9，或另設(shè)一接地低電壓電極置于絕緣介質(zhì)管外浸于水中。構(gòu)成高電壓電極的金屬管以不銹鋼為首選，或使用鋁管。接地低電壓電極9采用鍍膜、涂膜導(dǎo)電層，導(dǎo)電網(wǎng)狀物、液體或固體。
臭氧發(fā)生器的絕緣介質(zhì)層7采用無(wú)機(jī)材料制作，如采用普通玻璃、高硼硬質(zhì)玻璃，95料玻璃、石英玻璃、或搪瓷、陶瓷材料制作。
臭氧發(fā)生器內(nèi)的氣體通道由高電壓電極管5內(nèi)壁，和氣體電暈放電室6組成，在氣體的進(jìn)、出口181、141設(shè)置上、下氣室25、26。在上氣室25的一端設(shè)置接口181，通過(guò)通氣管路18連通空氣預(yù)處理器17。
空氣預(yù)處理器17為空氣干燥處理或空氣富氧處理或兩者的組合?？諝飧稍锾幚聿捎美鋬?、干燥劑吸附，或化學(xué)法干燥。在吸附干燥劑中采用硅膠、鋁膠、分子篩。在空氣富氧處理中，采用膜分離富氧或吸附分離富氧。
在下氣室26的一端設(shè)置臭氧氣體輸出接口141。通過(guò)通臭氧管路14連通氣、水混溶室的接口142并將臭氧發(fā)生器產(chǎn)出的臭氧輸入水、水混溶室12。
氣體中的氧分子被電離分解為氧原子后進(jìn)一步和氧分子合成形成臭氧分子，其反應(yīng)式電離 氣、水混溶接觸反應(yīng)裝置包括由電磁閥11控制進(jìn)水流量和速率的進(jìn)水口10；與進(jìn)水口10連通的由n(n＝1、2、3……)級(jí)文氏管組成的氣、水混溶室12；在氣、水混溶室末級(jí)擴(kuò)散段后采用內(nèi)壁附有固定螺旋的混流管131、或內(nèi)壁附有多節(jié)點(diǎn)孔板的混流管132，或兩者同時(shí)使用，不斷改變水流矢量方向；混流管與在臭氧發(fā)生器，下部外殼8中設(shè)置的接口133連通。使經(jīng)過(guò)氣、水混溶的溶液進(jìn)入由高電壓電源電路、接地低電壓電極9、外殼8與絕緣介質(zhì)層7組成的間隙即旋流式氣、水反應(yīng)和電場(chǎng)處理室15中，這時(shí)通過(guò)氣、水混溶溶液進(jìn)一步得到電場(chǎng)處理，提高處理效率。完成在制備臭氧的同時(shí)，不斷完成臭氧向水中轉(zhuǎn)移與擴(kuò)散的過(guò)程。
根據(jù)需要，本實(shí)用新型還設(shè)置了臭氧尾氣消除還原裝置19、參見(jiàn)
圖1從尾氣進(jìn)氣口20進(jìn)入的尾氣，通過(guò)電機(jī)和風(fēng)扇21，通過(guò)電熱元件或消除臭氧尾氣的吸附劑、催化劑22，將臭氧經(jīng)過(guò)處理轉(zhuǎn)化為氧氣從出氣口23排出。
本實(shí)用新型的臭氣產(chǎn)生、擴(kuò)散轉(zhuǎn)移并氣、水反應(yīng)過(guò)程是這樣進(jìn)行的制備臭氧所需空氣經(jīng)空氣預(yù)處理器17處理后，通過(guò)通氣管路18，從接口181進(jìn)入上氣室25，通過(guò)高電壓電極管5的頂端流過(guò)高電壓電極管內(nèi)，從底端流出進(jìn)入氣體電暈放電室6，形成臭氧后的氣體上升至電暈放電室6的上端進(jìn)入下氣室26，匯集后，經(jīng)接口141流經(jīng)通臭氧管路14，從接口142處進(jìn)入氣、水混溶室12；通過(guò)電磁閥11控制的與來(lái)自進(jìn)水口10的水在n(n＝1、2、3……)文氏管組成的混溶器12里混溶，在固定螺旋式混流管131或多節(jié)點(diǎn)孔板混溶管132或其兩者的組合進(jìn)一步接觸反應(yīng)后，從接口133處進(jìn)入臭氧發(fā)生器外殼為旋流式氣水反應(yīng)和電場(chǎng)處理室15，進(jìn)一步反應(yīng)處理后通過(guò)出水口16流出。本裝置所需電能由電源插頭1從市電電網(wǎng)中獲取，通過(guò)電源電路板2調(diào)制到需要的電壓、電流、頻率、脈寬后，由高電壓電流輸出引線4饋入臭氧發(fā)生器。
實(shí)施例氣、水混溶接觸反應(yīng)裝置中的n(n＝1、2、3……)文氏管在末級(jí)擴(kuò)散段采用固定螺旋式混流管131或多節(jié)點(diǎn)孔板混流管132或兩者同時(shí)使用，與垂直于臭氧發(fā)生器外殼豎軸線，并在該垂面轉(zhuǎn)動(dòng)小于±45°角的方向與臭氧發(fā)生器，氣、水混溶溶液反應(yīng)，并與電場(chǎng)處理室15連接，使進(jìn)入該反應(yīng)室的氣、水混溶溶液形成旋流。
由電子元件構(gòu)成的高電壓電源電路的頻率103-104HZ、電壓103-104V。
權(quán)利要求1.一種可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，包括臭氧發(fā)生器，空氣預(yù)處理器(17)電源電路板(2)和含臭氧氣體與水混溶反應(yīng)裝置，其特征是臭氧發(fā)生器的與高壓電極(5)連通的上氣室(25)通過(guò)通氣管路(18)連通空氣預(yù)處理器(17)；通過(guò)隔離高壓電極(5)與接地低壓電極(9)的絕緣介質(zhì)層(7)與高壓電極間形成氣體電暈放電室(6)所連通的下氣室(26)、通臭氧管路(14)連通由n級(jí)(n＝1、2、3……)文氏管組成的氣、水混溶室(12)；所述氣、水混溶室的末級(jí)擴(kuò)散段固接內(nèi)壁設(shè)置固定螺旋的混流管(131)和/或內(nèi)壁設(shè)置多節(jié)點(diǎn)孔板的混流管(132)；進(jìn)水口(10)通過(guò)氣、水混溶室(12)、混流管(131)、(132)連通固接于外殼(8)一端的臭氧水出水口(16)。
2.按權(quán)利要求1所述的可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，其特征是電源(1)接通可調(diào)節(jié)電壓、電信、頻率、脈寬的電源電路板(2)、經(jīng)升壓變壓器(3)、輸出引線(4)饋入臭氧發(fā)生器的高壓電極(5)。
3.按權(quán)利要求1所述的可制備臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，其特征是臭氧發(fā)生器由導(dǎo)電金屬管構(gòu)成的高電壓電極(5)，設(shè)置于外側(cè)的絕緣介質(zhì)管(7)，設(shè)置于絕緣介質(zhì)管(7)與內(nèi)高電壓電極(5)之間留有間隙所形成的氣體電暈放電室(6)，以及在絕緣介質(zhì)管外緣，由水、外殼(8)、浸于水中的接地低電壓電極(9)組成。
4.按權(quán)利要求1所述的可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，其特征是空氣預(yù)處理器(17)為空氣干燥處理器或富氧處理器。
5.按權(quán)利要求1所述的可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，其特征是臭氧發(fā)生器的上氣室(25)一端設(shè)置連通通氣管路(18)的接口(181)，臭氧發(fā)生器的下氣管(26)一端設(shè)置輸出臭氧的接口(141)，所述接口(141)連通通臭氧管路(14)，該管路(14)的另端接口(142)接入氣、水混溶室(12)。
6.按權(quán)利要求1所述的可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，其特征是由混流管(131)和/或(132)組成的氣、水混合管路在臭氧發(fā)生器下部接口(133)處接入臭氧發(fā)生器。
7.按權(quán)利要求1所述的可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，其特征是在進(jìn)水口(10)與氣、水混溶室(12)之間串接一個(gè)電磁閥(11)。
8.按權(quán)利要求1所述的可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，其特征是臭氧發(fā)生器下部外殼(8)與絕緣介質(zhì)管(7)的間隙為旋流式氣、水反應(yīng)和電場(chǎng)處理室(15)。
9.按權(quán)利要求1所述的可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，其特征是臭氧發(fā)生器內(nèi)氣體通道由高電壓電極管(5)內(nèi)壁和氣體電暈放電室(6)組成，在氣體進(jìn)口(181)、臭氧出口(141)處分別與上、下氣室(25)、(26)連接。
10.按權(quán)利要求1所述的可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，其特征是由電子元件組成的高電壓電源電路，高電壓輸出連接高電壓電極(5)，高電壓場(chǎng)跨越氣體放電室(6)和絕緣介質(zhì)層(7)，在接地低電極(9)形成回路，其輸送的能量在氣體放電室(6)形成電暈放電。
11.按權(quán)利要求1所述的可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，其特征是臭氧發(fā)生器的絕緣介質(zhì)層(7)為普通玻璃、高硼硬質(zhì)玻璃，95料玻璃、石英玻璃、搪瓷或陶瓷材料。
專(zhuān)利摘要一種可制備含臭氧水并進(jìn)行臭氧水處理的裝置，臭氧發(fā)生器將制備的臭氧通過(guò)輸送臭氧管路進(jìn)入由N(N＝1、2、3……)級(jí)文氏管組成的氣、水混溶室，通過(guò)固定螺旋混流管和/或多節(jié)點(diǎn)孔板混流管接觸反應(yīng)，在接口處進(jìn)入旋流式電場(chǎng)處理室，使氣、水混溶液冷卻臭氧發(fā)生器，而氣、水混溶溶液本身亦在電場(chǎng)處理中提高了處理效率。消毒效果好，壽命提高數(shù)十倍，無(wú)污染，無(wú)殘毒，廣泛應(yīng)用于旅游業(yè)、餐飲業(yè)、服務(wù)業(yè)、醫(yī)院、家庭、公共場(chǎng)所的消毒及水處理。
文檔編號(hào)C01B13/11GK2245056SQ9522169
公開(kāi)日1997年1月15日 申請(qǐng)日期1995年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月22日
發(fā)明者劉力群 申請(qǐng)人:清華大學(xué)