申请日1995.09.22
公开(公告)日1996.11.06
IPC分类号C01B13/11; C02F1/78
摘要
一种可制备含臭氧水并进行臭氧水处理的方法及其装置，臭氧发生器将制备的臭氧通过输送臭氧管路进入由n级(n=1、2、3……)文氏管组成的气、水混溶室，通过固定螺旋混流管和/或多节点孔板混流管接触反应，进入旋流式电场处理室，使气、水混溶液冷却臭氧发生器，而气、水混溶溶液本身亦在电场处理中提高了处理效率。消毒效果好，寿命提高数十倍，无污染、无残毒，广泛应用于旅游业、餐饮业、服务业、医院、家庭、公共场所的消毒及水处理。
権利要求書
1、一种可制备含臭氧水并进行臭氧水处理的方法，其 特征在于：臭氧发生器的高电压电极(5)通过高电压变压器 (2)接受来自电源电路的输出能量，其形成的高电压电场跨 越气体放电室(6)、绝缘介质管(7)、与低电压电板(9)形成 回路的同时在气体放电室(6)形成电晕放电;输入气体中的 氧分子被电离分解为氧原子后进一步和氧分子合成形成臭氧 分子;该臭氧分子通过与所述气体放电室(6)连通的气、水 混溶反应系统溶于水中形成气水混溶溶液后重新流入臭氧发 生器外壳(8)与前述回路限定的电场中冷却臭氧发生器并使 所述气、水混合溶液处于电场回路中得到电场处理后再流出 臭氧发生器。
2、按权利要求1所述的可制备含臭氧水并进行臭氧水处 理的方法，其特征在于：由电子元件构成的高电压电源电路 的频率103—104HZ、电压103—104V。
3、按权利要求1所述的可制备含臭氧水并进行臭氧水处 理的方法，其特征在于：低电压电极(9)为镀膜、涂膜导电 层;导电网状物、液体或固体。
4、按权利要求1所述的可制备含臭氧水并进行臭氧水处 理的方法，其特征在于：臭氧发生器的绝缘介质层(7)为普 通玻璃，高硼硬质玻璃、95料玻璃，石英玻璃。搪瓷或陶瓷 材料。
5、一种可制备含臭氧水并进行臭氧水处理的装置，包 括臭氧发生器、空气预处理器(17)、电源电路板(2)和含臭 氧气体与水混溶反应装置，其特征是：臭氧发生器的与高压 电极(5)连通的上气室(25)通过通气管路(18)连通空气预处 理器(17);通过隔离高压电极(5)与接地低电压电极(9)的绝 缘介质层(7)与高压电极间形成气体电晕放电器(6)所连通的 下气室(26)、通臭氧管路(14)连通由n级(n=1、2、3……) 文氏管组成的气、水混溶室(12);所述气、水混溶室的末级 扩散段固接内壁设置固定螺旋的混流管(131)和/或内壁设置 多节点孔板的混流管(132);通水口(10)通过气、水混溶室 (12)、混流管(131)、(132)连通固接于外壳(8)一端的臭氧 水出水口(16)。
6、按权利要求5所述的可制备含臭氧水并进行臭氧水处 理的装置，其特征在于：臭氧发生器由导电金属管构成的高 电压电极(5)，设置于外侧的绝缘介质管(7)，设置于绝缘介 质管(7)与高电压电极(5)之间留有间隙所形成的气体电晕放 电室(6)，以及在绝缘介质管外缘，由水、外壳(8)浸于水中 的接地低电压电极(9)组成。
7、按权利要求5所述的可制备含臭氧水并进行臭氧水处 理的装置，其特征在于：空气预处理器(17)为采用冷冻、干 燥吸附剂、化学法干燥器的空气干燥器或采用膜分离富氧、 吸附分离富氧的空气富氧处理器。
8、按权利要求5所述的可制备含臭氧水并进行臭氧水处 理的装置，其特征在于：臭氧发生器外壳(8)与绝缘介质管 (7)的间隙为旋流式气、水反应和电场处理室(15)。
9、按权利要求5所述的可制备含臭氧水并进行臭氧水处 理的装置，其特征在于：在进水口(10)与气、水混溶室(12) 之间连接一个可调节输入水流量与输入速率的电磁阀(11)。
说明书
一种可制备含臭氧水并进行臭氧水处理的方法及其装置
本发明涉及一种水处理方法及其装置，特别是一种即可 以提供含臭氧水以用于它处，又可以于本装置内完成对水的 臭氧氧化、电场等处理、净化、消毒的装置。
通常对水进行灭菌、消毒处理的方法有：化学类：氯法、 碘法等，物理类：紫外线照射、活性碳，吸附过滤，高温消 毒，膜法等。由于自然界水体所受污染日趋严重，传统对水 的灭菌、消毒方法已暴露出一些弊端。如：使用氯消毒处理 会导致水中生成THM(卤代烃、致癌物);紫外线照射也由 于紫外线在水体中的穿透能力有限(仅十几mm)而使消毒处 理十分不彻底。在已往的消毒处理方法中或由于成本高，或 由于操作复杂、使用不便，或由于处理效果不好，而使使用 受到了限制。
臭氧是一种极强的氧化剂，其标准氧化电位为-2.07Ve， 仅次于氟和原子氧;臭氧还是一种广谱灭菌剂，在常温下， 对原核生物、直核生物、原生动物、后生动物都有极强的灭 杀作用，由此，对于细菌霉菌、藻类、病毒、瞬间即可完成 灭杀消毒作用;且臭氧最终产物为氧气，因此，臭氧是一种 无残毒的广谱、强力杀菌消毒剂。
臭氧在灭菌、消毒的同时，还可以有效的降解所遇有毒、 有害物，如烷烃、苯、酚、荼、蒽、烷基苯、氯苯、硝基苯、 有机胺、木质素、腐植质、硫化物、氯化烷杀虫剂等，还可 破坏剧毒的氰化物和苯并(a)芘、苯并蒽等强致癌物。臭氧 还可以去除水中的铁、锰等金属离子，对水体的色度、浊度， 对特殊气味口感的去除也十分有效。
目前家用型净水、消毒处理器，大多采用活性碳吸附， 或使用纤维或膜的微滤或超滤，消毒多使用紫外线，三碘树 脂或银离子。这些装置都存在消毒处理效果和使用寿命有限 的问题。而以往所有用于水处理的臭氧装置，都是设备十分 庞杂的工业规模大型设备，仅限于集中供水的消毒处理。
本发明的目的是提供一种新颖的、微水型化的、长寿命 的，以空气为原料仅消耗电能的制备含臭氧水或直接进行臭 氧处理的无害化装置。
本发明的目的是提供一种微小型的以电晕放电法制取臭 氧的臭氧发生器。
本发明的目的是提供一种n(n=1、2、3……)级文氏 管组成的气、水混溶器;在其末级扩散段后，采用固定螺旋 多节点孔板混流并可改变水流矢量方向结构的气、水混溶装 置、用于含臭氧气体中的臭氧向水体中的转移和扩散。
本发明的目的是提供一种新的结构形式：臭氧发生器的 外壳作为气、水混溶装置的一部分，使经该装置处理的水， 进行臭氧处理的同时，还可进行电场处理，即可提高处理效 率又可冷却臭氧发生器。
本发明是通过下述方案实现的：一种可制备含臭氧水并 进行臭氧水处理的方法，其特征在于：臭氧发生器的高电压 电极5通过高电压变压器2接受来自电源电路的输出能量，其 形成的高电压电场跨越气体放电室6、绝缘介质管7、与低电 压电板9形成回路的同时在气体放电室6形成电晕放电;输入 气体中的氧分子被电离分解为氧原子后进一步和氧分子合成 形成臭氧分子;该臭氧分子通过与所述气体放电室6连通的 气、水混溶反应系统溶于水中形成气水混溶溶液后重新流入 臭氧发生器外壳8与前述回路限定的电场中冷却臭氧发生器 并使所述气、水混合溶液处于电场回路中得到电场处理后再 流出臭氧发生器。由电子元件构成的高电压电源电路的频率 103—104HZ、电压103—104V。低电压电极9为镀膜、涂膜导 电层;导电网状物、液体或固体。臭氧发生器的绝缘介质层 7为普通玻璃，高硼硬质玻璃、95料玻璃，石英玻璃。搪瓷 或陶瓷材料。臭氧发生器的与高压电极5连通的上气室25通 过通气管路18连通空气预处理器17;通过隔离高压电极5与 接地低电压电极9的绝缘介质层7与高压电极间形成气体电晕 放电器6所连通的下气室26、通臭氧管路14连通由n级n=1、 2、3……文氏管组成的气、水混溶室12;所述气、水混溶室 的末级扩散段固接内壁设置固定螺旋的混流管131和/或内壁 设置多节点孔板的混流管132;通水口10通过气、水混溶室 12、混流管131、132连通固接于外壳8一端的臭氧水出水口 16。臭氧发生器由导电金属管构成的高电压电极5，设置于 外侧的绝缘介质管7，设置于绝缘介质管7与高电压电极5之 间留有间隙所形成的气体电晕放电室6，以及在绝缘介质管 外缘，由水、外壳8浸于水中的接地低电压电极9组成。空气 预处理器17为采用冷冻、干燥吸附剂、化学法干燥器的空气 干燥器或采用膜分离富氧、吸附分离富氧的空气富氧处理器。 臭氧发生器外壳8与绝缘介质管7的间隙为旋流式气、水反应 和电场处理室15。在进水口10与气、水混溶室12之间连接一 个可调节输入水流量与输入速率的电磁阀11。
本制备含臭氧水或臭氧水处理装置是由高电压电路、臭 氧发生器、空气预处理装置、气、水混溶反应装置组成，且 包容于同一装置机壳内，形成一体化结构，具有结构紧凑、 体积小、重量轻、安装简捷、使用方便的特点。
本装置还可另附臭氧尾气消除还原处理装置及其它一些 附属配部件。
本发明可广泛用于旅游业、餐饮业、服务业、医院、家 庭、车船及公共卫生设施的卫生消毒及水处理消毒，还可用 于矿泉水消毒处理，养殖业、种植业中病害防治和保鲜处理， 以及散杂居民点、自备自来水源的消毒处理，赈灾临时供水 的消毒处理，半导体蕊片清洗，仓贮水、高层建筑水箱、水 塔的消毒处理，某些疾病的治疗，医疗器械的消毒等。
在本发明的结构设计中，对气、水混溶反应装置采用n (n=1、2、3……)级文氏管组成的混溶器，且在其末级扩 散段采用固定螺旋和多节点孔板混流管并与臭氧发生器相连， 增设了电场对水的处理功能，延长了气、水混溶流程，同时 气、水混溶溶液冷却了臭氧发生器。上述措施，促使本实用 新型的处理效率高，耗电为40瓦左右。从使用寿命看，本发 明工作时间为数万小时，而常规的紫外线消毒器仅工作2000 —5000小时。
在本发明的气、水混溶接触反应装置中，有效的利用了 臭氧发生器外壳，这样气、水混溶溶液形成旋流提高了反应 效果，并受到电场的处理，同时冷却了臭氧发生器。另外处 理后的空气进入臭氧发生器后经高电压电极管内壁进入气体 电晕放电室，也可以冷却臭氧发生器，臭氧发生器在气、液 双重冷却作用下，散热问题得到了极好的解决，可以大大提 高臭氧发生器的性能和臭氧产量。
本发明有别于现有的家用型水处理器，是利用臭氧制备 含臭氧水及进行水处理的，臭氧是一种强氧化剂，且又是一 种广谱杀菌并对多种有毒有害物质有降解、消除作用，且本 身不留残毒。
本发明采用电子高压电路驱动，其频率、脉宽、电压、 电流均可调控，从而可以根据不同的工作对象调节，满足不 同要求。