一种灾害环境下的车载饮用水应急消毒净化装置

摘要

一种灾害环境下的车载饮用水应急消毒净化装置，属于气体放电应用与饮用水安全保障技术领域。本发明的技术特征是在窄间隙介质阻挡强电场放电反应器的基础上，增加宽间隙介质阻挡放电反应器构建氧活性粒子非平衡等离子体发生体系，采用混溶加压泵加文丘里气液混溶器的二级气液高效混溶模式强化氧活性粒子形成羟基自由基的链反应过程，采用插板式消毒灭菌罐延长饮用水流经路线，增加饮用水消毒灭菌作用时间，装置可以整体安装在汽车钢制底台上，便于运输。本发明的效果和益处是可以在灾害环境下，提高饮用水的消毒灭菌效果，增加饮用水的安全性与应急供应量。

主权项

一种灾害环境下的车载饮用水应急消毒净化装置，其特征在于：该净化装置包括高浓度氧活性粒子发生单元（8）、高浓度羟基自由基制备反应单元（9）和饮用水消毒灭菌单元（10）；高浓度氧活性粒子发生单元（8）包括空气压缩机（11）、制氧机（12）、窄间隙介质阻挡强电场放电反应器（13）、宽间隙介质阻挡放电反应器（14）、汇合器（15）、储液瓶（16）、高频高压电源（17）、电磁阀（18）、气体压力表（19）和气体流量计（20）；空气压缩机（11）的出气口连接至制氧机（12）的空气入口，制氧机（12）的氧气出口分别连接到窄间隙介质阻挡强电场放电反应器（13）的入气口和储液瓶（16）的入气口，窄间隙介质阻挡强电场放电反应器（13）出口连接到汇合器（15）侧面入气口，储液瓶（16）出气口连接到汇合器（15）底部入气口，汇合器（15）出气口连接至宽间隙介质阻挡放电反应器（14）的入气口，宽间隙介质阻挡放电反应器（14）的出气口经气体流量计（20）分别连接至高浓度羟基自由基制备反应单元（9）的混溶加压泵（21）的入气口和文丘里气液混溶器（23）的入气口；其中，空气压缩机（11）以0.8MPa的压力为制氧机（12）稳定提供压缩空气，制氧机（12）以0.4MPa的压力输出含氧量高于90%的高纯度氧气，供给窄间隙介质阻挡强电场放电反应器（13）和储液瓶（16），储液瓶（16）中安装有超声波振荡器，控制气态水的产生，非饱和气态水由O2经储液瓶（16）携带输入到宽间隙介质阻挡放电反应器（14）；高浓度氧活性粒子依靠窄间隙介质阻挡强电场放电反应器（13）和宽间隙介质阻挡放电反应器（14）共同作用产生，窄间隙介质阻挡强电场放电反应器（13）为平板式双电离腔结构，放电间隙0.25～0.64mm，电介质层采用纯度96%～99%的α‑Al2O3材料制成，厚度0.47～0.64mm，工作气压90～110kPa，激励电压5～10kV，激励频率5～10kHz；宽间隙介质阻挡放电反应器（14）则为平板式单电离腔结构，放电间隙1.00～1.50mm，电介质层厚度0.64～1.00mm，工作气压90～110kPa，激励电压5～8kV，激励频率15～20kHz；窄间隙介质阻挡强电场放电反应器（13）、宽间隙介质阻挡放电反应器（14）、汇合器（15）、储液瓶（16）及连接管路采用保温材料包裹；高浓度羟基自由基制备反应单元（9）包括混溶加压泵（21）、过滤器（22）、文丘里气液混溶器（23）、手动阀门（24）、液体压力表（25）和液体流量计（26）；混溶加压泵（21）的入水口连接至水源，混溶加压泵（21）的出水口连接到过滤器（22）的入水口，过滤器（22）的出水口经由液体流量计（26）连接到文丘里气液混溶器（23）的入水口，文丘里气液混溶器（23）的出水口将含有高浓度羟基自由基的水输运到饮用水消毒灭菌单元（10）；其中，混溶加压泵（21）在泵体内依靠高压环流对月牙状空间的反复压缩和膨胀在水中形成20μm以下的微小气室，依此将高浓度氧活性粒子与水高效混溶并压送至滤孔直径为20μm的过滤器（22），滤出其中的悬浮物；文丘里气液混溶器（23）依靠负压吸入效应和空化作用再次促使高浓度氧活性粒子与水高效混溶，文丘里气液混溶器（23）的入水口操作压力为0.4～0.5MPa，出水口操作压力为0.03～0.09MPa，水流量/气体流量为2～6；饮用水消毒灭菌单元（10）包括：消毒灭菌罐（27）、残余氧化剂消除器（28）和水质分析仪（29）；由文丘里气液混溶器（23）输出的含有高浓度羟基自由基的水在饮用水消毒灭菌单元（10）被分为两路，一路经由手动阀门直接输运到应用管路或容器；另一路经由手动阀门连接到消毒灭菌罐（27）的入水口，消毒灭菌罐（27）的出水口连接到残余氧化剂消除器（28）的入水口，残余氧化剂消除器（28）的出水口连接至饮用水应用管路或容器；其中，消毒灭菌罐（27）由两个直径为150～500mm的圆管制成，每个管内设置10～15对相互交叠的在直径1/4处开口的插板；残余氧化剂消除器（28）内装有生物活性碳；高浓度氧活性粒子发生单元（8）、高浓度羟基自由基制备反应单元（9）、饮用水消毒灭菌单元（10）、发电机（30）、原水接口（31）、饮用水接口（32）整体安装在钢制底台上，以汽车（33）为载体运输。