基于微酸性电解处理养殖水的装置及处理方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于微酸性电解处理养殖水的装置及处理方法。包括进水水泵、液体混合器、消毒反应器、内循环水泵、微酸性电解处理槽、单向阀和出水水泵；进水水泵的一端接待消毒处理的养殖水，进水水泵的另一端与液体混合器的一个输入端相连接，经消毒反应器后分为二路，一路接出水水泵，另一路经内循环水泵、微酸性电解处理槽、单向阀与液体混合器的另一个输入端相连接。通过对混合比参数、有效氯浓度、以及反应时间的控制，在有效杀灭微生物的同时，控制处理后水体中的余氯浓度和pH6.4～6.9值。本发明具有高效、节能、广谱、环保、无消毒副产物的优点，可广泛用于饮用水、养殖水、泳池水、或工业废水等水处理系统中的消毒环节。
【专利说明】基于微酸性电解处理养殖水的装置及处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水消毒处理装置及处理方法，尤其是涉及一种基于微酸性电解处理养殖水的装置及处理方法。
【背景技术】
[0002]水处理的目的是利用一定物理或化学方法，把水中的污染物质分离出来，或者将其转化分解成无毒无害的稳定物质，而消毒处理是水处理工艺流程中不可缺少的重要环节。目前，广泛使用的水消毒技术包括:氯化消毒、二氧化氯消毒、臭氧消毒、以及紫外线消毒等技术。
[0003]氯化消毒是目前应用最为广泛的传统水消毒方式，一般限于较大型的水处理厂使用。氯化消毒能较快地杀灭水中微生物，成本不高，但是消毒过程中会产生有害副产物，例如有机氯化物，此类物质不仅使水体产生异臭和异味，而且有毒副作用与致癌作用，会对人体健康产生严重危害。
[0004]二氧化氯是一种强氧化剂，在同样条件下，通常表现出比氯更好的杀菌效率，尽管二氧化氯在水处理中具有较为广泛的应用和明显的优势，但是二氧化氯遇光时易分解，生成氧气和氯气而引起爆炸，并且在某些水质条件下，会产生醛类、亚氯酸盐、微量卤化物和氯酸盐等有毒副产物。
[0005]臭氧具有很好的杀灭微生物和病毒的效果，杀菌能力是氯的600-3000倍。此外，臭氧能够增加水中的溶解氧，减少水中BOD和C0D，对水体具有脱色去臭效果。但是臭氧消毒所需设备庞大，流程复杂，制取臭氧的产率较低(1%_2%)，电能消耗大，运行成本很高。在一些水质条件下，臭氧消毒也会产生溴酸盐等消毒副产物，并且臭氧不稳定，在水中容易分解，难以保持持续的 杀菌效果。
[0006]紫外消毒是一种利用紫外线杀灭细菌的简便快速的消毒方法，紫外线消毒技术的优点比较明显，无消毒副产物风险，在小水量时有明显经济优势，在很低的消毒剂量和较短的停留时间条件下，能够有效杀灭致病菌。但是，紫外消毒效果受较多因素的影响，待消毒处理的原水必须经过良好的预处理，所需紫外线辐照剂量也难以明确，由于辐射衰减，杀菌效果不均匀，无法保持持续的杀菌效果。
[0007]综上可见，虽然目前广泛使用的常规水处理消毒技术，能够有效杀灭水体中微生物，降低微生物安全风险，但同时也存在诸如产生消毒副产物、运行成本高、或无持续杀菌效果等问题。随着人们对环境问题的不断关注，以及水质污染在不少地区日益加剧的现状，现有的水处理消毒技术，已经不能很好的满足实际需求与公众期望。
【发明内容】
[0008]为了解决【背景技术】中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于微酸性电解处理养殖水的装置及处理方法，将微酸性电解处理技术应用于养殖水的消毒处理。
[0009]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一、一种基于微酸性电解处理养殖水的装置
包括进水水泵、液体混合器、消毒反应器、内循环水泵、微酸性电解处理槽、单向阀和出水水泵；进水水泵的一端接待消毒处理的养殖水，进水水泵的另一端与液体混合器的一个输入端相连接，经消毒反应器后分为二路，一路接出水水泵，另一路经内循环水泵、微酸性电解处理槽、单向阀与液体混合器的另一个输入端相连接。
[0010]所述微酸性电解处理槽为无隔膜式电解槽。
[0011]二、一种基于微酸性电解处理养殖水的处理方法
将需要消毒处理的养殖水进入进水水泵，通过液体混合器、消毒反应器、内循环水泵、微酸性电解处理槽、单向阀和出水水泵的内循环回路，对部分养殖水进行微酸性电解处理，使水体中具有10-30mg/L有效氯成分，从单向阀进入液体混合器再与需要消毒处理的养殖水混合，维持电解槽出水PH5.0~6.5微酸性，并在消毒反应器内进行消毒反应；通过对混合比参数、有效氯浓度、以及反应时间的控制，在有效杀灭微生物的同时，控制处理后水体中的余氯浓度和PH6.4~6.9值。
[0012]所述对混合比参数、有效氯浓度、以及反应时间的控制的方法:
1)待消毒处理的养殖水进入进水水泵的流量Ql与出水水泵的流量Q7满足如下关系，流量单位为立方米/分钟:
Q1=Q7
2)进水水泵的流量Ql与内循环水泵的流量Q4的比值被定义为混合比参数R0，流量单位为立方米/分钟，混合比参数RO满足如下关系:
RO= Q4:Q1 =0.1-θ.5
3)微酸性电解处理槽的出水端流出的水中含有有效氯成分，其有效氯浓度被定义为特征有效氯浓度CO，电解槽出水pH值被定义为特征pH值，特征有效氯浓度CO与特征pH值满足如下关系:
C0=1(T30，单位:毫克/升；pH值=5.0~6.5
4)消毒反应器的体积V3与进水水泵的流量Ql以及内循环水泵流量Q4之和的比值被定义为特征反应时间Τ，特征反应时间T满足如下关系，体积单位为立方米，流量单位为立方米/分钟:
T=V3: (Q1+Q4) =10~20，时间单位:分钟
5)消毒反应器在消毒处理过程中的实际蓄水体积VO与进水水泵的流量Ql以及内循环水泵流量Q4之和的比值被定义为反应时间TO，反应时间TO满足如下关系，体积单位为立方米，流量单位为立方米/分钟:
TO=VO: (Q1+Q4) =10~20，单位:分钟，并且 TO≤T
6)装置的混合比参数R0，特征有效氯浓度CO与反应时间TO的乘积被定义为CT值，CT值满足如下关系:
CT=CO X RO X TO=10~300，单位:毫克.分钟/升。
[0013]与【背景技术】相比，本发明具有的有益效果是:
O由于消毒反应时，电解槽出水的PH值为微酸性，有效氯主要以杀菌效果极强的次氯酸分子形式存在，其杀菌能力是次氯酸根的80-150倍，与其他含氯杀菌方式相比，在相同有效氯浓度的条件下，杀菌能力更强，杀菌效果更佳；2)杀菌过程中无刺激物产生，对人体、动物、与环境无不良影响，对金属管道也无腐蚀作用；不产生臭氧，以及氯的高次氧化物，没有产生消毒副产物的风险；
3)消毒作用时间短，不会诱导微生物产生抗体，导致微生物的抗药性。综上所述，本发明所述技术装置具有高效、节能、广谱、环保、无消毒副产物的优点，可广泛用于饮用水、养殖水、泳池水、或工业废水等水处理系统中的消毒环节。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1是本发明的基于微酸性电解处理的液态水消毒处理装置结构示意图。
[0015]图中:1、进水水泵，2、液体混合器，3、消毒反应器，4、内循环水泵，5、微酸性电解处理槽，6、单向阀，7、出水水泵。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和具体实例对本发明作进一步说明。
[0017]如图1所示，本发明包括进水水泵1、液体混合器2、消毒反应器3、内循环水泵4、微酸性电解处理槽5、单向阀6和出水水泵7 ;进水水泵I的一端接待消毒处理的养殖水，进水水泵I的另一端与液体混合器2的一个输入端相连接，经消毒反应器3后分为二路，一路接出水水泵7，另一路经内循环水泵4、微酸性电解处理槽5、单向阀6与液体混合器2的另一个输入端相连接。单向阀6使水流只能从微酸性电解处理槽5流向液体混合器2，反向则不行。
[0018]所述微酸性电解处理槽5为无隔膜式电解槽；液体混合器2为三通；消毒反应器3为具有进口、出口的容器。
`[0019]处理后水体的pH值由pH计测量，菌落总数采用平板计算法检测，有效氯浓度采用碘量法测量。
实施例1
混合比参数RO=0.1，有效氯浓度C0=10mg/L，反应时间TO=IOmin,则CT=CO XROXTO=IO mg*min/L ；
处理前养殖水中总大肠杆菌群落数为IO8 CFU/mL，处理后水中总大肠杆菌群落数为IO7CFU/mL，余氯为 0.7mg/L，pH 为 6.9。
[0020]实施例2
混合比参数RO=0.1，有效氯浓度C0=10mg/L，反应时间T0=20min，则CT=CO X RO X T0=20 mg.min/L;
处理前养殖水中总大肠杆菌群落数为IO8 CFU/mL，处理后水中总大肠杆菌群落数为IO7CFU/mL,余氯为 0.6mg/L, pH 为 6.9。
[0021]实施例3
混合比参数RO=0.1，有效氯浓度C0=30mg/L，反应时间TO=IOmin,则CT=COXROXT0=30mg*min/L ；
处理前养殖水中总大肠杆菌群落数为IO8 CFU/mL，处理后水中总大肠杆菌群落数为106CFU/mL，余氯为 0.91mg/L, pH 为 6.9。
[0022]实施例4混合比参数RO=0.1，有效氯浓度C0=30mg/L，反应时间T0=20min，则CT=COXROXT0=60mg*min/L ；
处理前养殖水中总大肠杆菌群落数为IO8 CFU/mL，处理后水中总大肠杆菌群落数为105CFU/mL，余氯为 0.88mg/L, pH 为 6.9。
[0023]实施例5
混合比参数RO=0.5，有效氯浓度C0=10mg/L，反应时间TO=IOmin,则CT=COXROXT0=50mg*min/L ；
处理前养殖水中总大肠杆菌群落数为IO8 CFU/mL，处理后水中总大肠杆菌群落数为IO6CFU/mL，余氯为 2.79mg/L, pH 为 6.4。
[0024]实施例6
混合比参数RO=0.5，有效氯浓度C0=10mg/L，反应时间T0=20min，则CT=COXROXTO=IOO mg.min/L;
处理前养殖水中总大肠杆菌群落数为IO8 CFU/mL，处理后水中总大肠杆菌群落数为105CFU/mL，余氯为 2.31mg/L, pH 为 6.5。
[0025]实施例7
混合比参数RO=0.5，有效氯浓度C0=30mg/L，反应时间TO=IOmin,则CT=COXROXTO=150 mg.min/L ;
处理前养殖水中总大肠杆`菌群落数为IO8 CFU/mL，处理后水中总大肠杆菌群落数为IO4CFU/mL，余氯为 6.27mg/L, pH 为 6.5。
[0026]实施例8
混合比参数RO=0.5，有效氯浓度C0=30mg/L，反应时间T0=20min，则CT=CO X RO X T0=300 mg*min/L ；
处理前养殖水中总大肠杆菌群落数为IO8 CFU/mL，处理后水中总大肠杆菌未检出，余氯为 5.86mg/L, pH 为 6.6。
【权利要求】
1.一种基于微酸性电解处理养殖水的装置，其特征在于:包括进水水泵(I)、液体混合器(2)、消毒反应器(3)、内循环水泵(4)、微酸性电解处理槽(5)、单向阀(6)和出水水泵(7);进水水泵(1)的一端接待消毒处理的养殖水，进水水泵(I)的另一端与液体混合器(2)的一个输入端相连接，经消毒反应器(3)后分为二路，一路接出水水泵(7)，另一路经内循环水泵(4 )、微酸性电解处理槽(5 )、单向阀(6 )与液体混合器(2 )的另一个输入端相连接。
2.根据权利要求1所述的一种基于微酸性电解处理养殖水的装置，其特征在于:所述微酸性电解处理槽(5)为无隔膜式电解槽。
3.根据权利要求1所述的装置的一种基于微酸性电解处理养殖水的处理方法，其特征在于: 将需要消毒处理的养殖水进入进水水泵，通过液体混合器、消毒反应器、内循环水泵、微酸性电解处理槽、单向阀和出水水泵的内循环回路，对部分养殖水进行微酸性电解处理，使水体中具有10_30mg/L有效氯成分，从单向阀进入液体混合器再与需要消毒处理的养殖水混合，维持电解槽出水PH5.0~6.5微酸性，并在消毒反应器内进行消毒反应；通过对混合比参数、有效氯浓度、以及反应时间的控制，在有效杀灭微生物的同时，控制处理后水体中的余氯浓度和PH6.4~6.9值。
4.根据权利要求3所述的一种基于微酸性电解处理养殖水的处理方法，其特征在于:所述对混合比参数、有效氯浓度、以及反应时间的控制的方法: 1)待消毒处理的养殖水进入进水水泵的流量Ql与出水水泵的流量Q7满足如下关系，流量单位为立方米/分钟:
Q1=Q7 2)进水水泵的流量Ql与内循环水泵的流量Q4的比值被定义为混合比参数R0，流量单位为立方米/分钟，混合比参数RO满足如下关系:
RO= Q4:Q1 =0.1-θ.5 3)微酸性电解处理槽的出水端流出的水中含有有效氯成分，其有效氯浓度被定义为特征有效氯浓度CO，电解槽出水pH值被定义为特征pH值，特征有效氯浓度CO与特征pH值满足如下关系: C0=1(T30，单位:毫克/升；pH值=5.0~6.5 4)消毒反应器的体积V3与进水水泵的流量Ql以及内循环水泵流量Q4之和的比值被定义为特征反应时间Τ，特征反应时间T满足如下关系，体积单位为立方米，流量单位为立方米/分钟: T=V3: (Q1+Q4) =10~20，时间单位:分钟 5)消毒反应器在消毒处理过程中的实际蓄水体积VO与进水水泵的流量Ql以及内循环水泵流量Q4之和的比值被定义为反应时间TO，反应时间TO满足如下关系，体积单位为立方米，流量单位为立方米/分钟: TO=VO: (Ql+Q4)=10~20，单位:分钟，并且 TO≤T 6)装置的混合比参数R0，特征有效氯浓度CO与反应时间TO的乘积被定义为CT值，CT值满足如下关系: CT=CO X RO X TO=10~300，单位:毫克.分钟/升。
【文档编号】C02F9/06GK103771636SQ201410020815
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月17日 优先权日:2014年1月17日
【发明者】叶章颖, 裴洛伟, 和劲松, 祁凡雨, 刘培峰, 朱松明 申请人:浙江大学