[发明专利]用于清除水中的微生物、有机和化学污染物的设备

说明书

技术领域

本发明涉及生态学，具体涉及一种设备，所述设备用于通过化学等离子技术来处理液体（水、其溶液等）以对液体中的微生物成分和化学成分产生影响（以便除去有毒物质）。

背景技术

使用在水中产生的放电来清除水中的微生物、有机和化学污染物是电物理生态技术（电子束、臭氧处理、放电等）的有发展前途的领域。这些技术与任何其它技术的不同之处在于它们不需要使用有害且危险的含氯和含氟的物质。水中产生的高效放电是这些技术中最为简单且成本最低的技术。

众所周知的是，以下因素促成对水及其溶液的高压脉冲放电作用：

1、局部作用：放电集中在引线和流光的等离子体通道的区域中，并且由水合电子、离子和活性基（在≤10mm的范围内有效）的作用引发；和

2：非局部作用：波处理－机械（声波和冲击波）和电磁（紫外射线）－其具有直接效应和光解效应，例如产生活性OH自由基等（在≤30至40mm的范围内有效）。

所有这些因素对液体产生协同作用。

产生这个的重要的一点是含有化学污染物的水通常具有较高的导电性，所述较高的导电性阻止在相对低的脉冲能量（0.1至10J）下产生脉冲式高压放电。克服这些问题的方法是将气泡引入到电极之间的间隙中（K.A.Nagulny and N.A.Roy,“An Electric Discharge in Water,”Nauka,Moscow,1971）。

现有技术设备使用多电极放电装置和被泵送通过电极之间的间隙的非可燃气体（空气、氮气、氩气或其它气体）来在液体（水或其溶液）中产生周期性脉冲式放电，以对液体中的微生物、有机和化学成分施加影响（美国专利No.6,558,638,B2,2002年2月7日）。

浸入在液体中的装置是圆筒状介电管，所述圆筒状介电管的外表面由n个圆筒状环形电极（由不锈钢、铜、钛或者其它材料制成）所环绕，所述圆筒状环形电极布置成相互等距间隔开。电极的端部是它们的工作表面，并且电极的外侧圆筒状表面覆盖有绝缘材料。位于电极之间的间隙中的介电管的壁设置有直径≤1mm的多个开口，以使气泡从管内部进入到液体中。高压被施加到两个边远的电极，其中该高压被直接施加到一个电极，并通过在管内部行进的回路导线施加到另一个电极。

产生在气泡中的放电是强烈的紫外辐射和活性离子（O₃、Н₂O₂、ОН、О、等）的来源。

气泡破裂时产生的强烈的声波和冲击（UV）波是影响液体的微生物、有机和化学成分的另一个因素。

现有技术设备具有以下缺点：

1、放电装置的线性几何形状排除了放电产生的UV射线和声波聚集的可能性；

2、难以并且不便于将放电装置和系统定位在水中以将高压和气体输送到放电装置，并且在放电装置在液体流中操作时，放电装置进一步阻碍液体流动；

3、放置在液体流中的放电装置产生的液体静压力致使气体不规则地流动通过沿着放电装置的长度设置的开口，并且可能影响放电通道的稳定性和识别；以及

4、设备整体具有相对复杂的设计。

发明内容

本发明的目的在于通过聚集紫外线和声波来扩展工程水净化能力的范围。

本发明的技术结果是一种设备，所述设备制造简单，并且不包括任何昂贵的机械或电子装置，并且对水及其溶液中的细菌、有机和化学污染物产生深远的影响（包括处置有毒物）。

通过清除水中的微生物、有机和化学污染物的设备实现所述技术结果，所述设备包括工作腔室、水泵送系统、将气体输送到设备的系统、和多电极放电装置，其中，气体被注入到电极之间的间隙中，所述工作腔室被设计成圆筒状介电管，用于将液体泵送通过所述介电管，放电装置的电极相互等距间隔开以圆形方式设置在介电管的内侧表面上，电极的表面涂覆有电绝缘材料，在电极的“工作”表面之间设置有开口，用于将气体引入到工作腔室和介电管的空间中，用于将高电压和气体施加到所述放电装置的系统设置在工作腔室之外。

附图说明

图1和图2示出了用于泵送液体通过的介电管的剖视图；

图3和图4示出了设备的等效电路图；

图5是环形放电装置的一部分的两个投影视图；和

图6是水处理设备的简图。

具体实施方式