一种氧活性粒子治理赤潮的装置制造方法及图纸

一种氧活性粒子治理赤潮的方法，属于水环境保护技术领域。其特征是采用电场强度为200～400Td的强电离放电，将O2电离、离解成氧活性粒子O2+、O3、O(1D)、O(3P)等，其浓度达到80～400mg/L；氧活性粒子中的O2+与水反应，生成初始反应速率为2.2×106L/mol.s的HO2-引发剂，其浓度达到60～500mg/L；氧活性水溶液通过n(n≥1)个平行放置的喷嘴进行喷注在赤潮发生海域表层，每个喷嘴之间的距离在0.1～1m，喷嘴设置于赤潮发生区域海面下0.02～0.2m；本发明专利技术解决了现有赤潮制理技术存在的问题，成本低、零污染、零排放，同时使海水溶氧量得以恢复并增加。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种氧活性粒子注入海水产生氧自由基溶液治理赤潮的装备，属于气 体电离放电、等离子体化学和水环境保护

技术介绍
赤潮是一种与人类生活息息相关的海洋污染，根据《中国海洋灾害公报》记载，近 年来我国海湾赤潮灾害的增长速度相当惊人，仅2008年一年，我国海域就发生赤潮共计68 次，累计面积高达13，738平方公里。赤潮会破坏海洋的生态平衡，造成海洋生物死亡。一 旦赤潮来临，生机勃勃的海洋瞬间一片死寂，渔民颗粒无收。据不完全统计，我国因赤潮而 造成的经济损失有的年份可达10亿元以上，一次大规模的赤潮就可能带来几亿元的直接 经济损失。一些赤潮藻类还具有毒性，赤潮爆发时造成海区污染，鱼、虾、贝类等海产品中蓄 积赤潮毒素，人类食用后就有可能造成肠胃消化系统或神经系统中毒，严重时可导致死亡。 鉴于以上种种危害以及日益严峻的“防潮”形势，国家以及社会各界近年不断加强了对赤潮 的研究和预防力度。但进展十分缓慢，赤潮出现时，人们基本上处于束手无策的被动局面。目前，国内外不少学者都进行了大量药剂杀灭和絮凝等方法治理赤潮的研究。只 有CuS04和粘土絮凝法在天然海域做了实验研究工作。但都存在诸多问题1)药剂、絮凝剂用量过大，成本高，毒性大，存在二次污染，破坏了近海生态系统； 絮凝沉淀物对底栖生物有较大影响，长期危害其他海洋生物；2)药剂或絮凝剂去除率不高，他们在海水中不能分解、消失，且絮凝沉降的赤潮生 物可能在数小时后解离，重新浮游；3)杀灭或絮凝的时间过长，通常在20min 24h，由于药剂或絮凝剂受害浪冲击而 稀释扩散，浓度大幅度降低，低于除赤潮生物所必需的最低浓度，达不到治理赤潮的目的。到目前为止，国内外提出的几十种治理赤潮方法，几千种药剂，大多数处于实验室 研究的探索阶段，能真正付诸治理海洋赤潮的实用装备却寥寥无几。因此，研究一种高效、 快速、无毒无污染、廉价、可行的方法和装备成为当务之急。
技术实现思路
本专利技术提供了一种氧活性粒子注入海水，与水溶解反应形成氧自由基溶液，治理 赤潮的装备。该装备遵循国际化学界研究前沿“绿色化学”原则，采用天然物质02、H20为原 料，在绿色环境友好的常温常压及无催化剂条件下，利用大气压强电场放电的极端物理手 段，将O2电离、离解(8. 4eV, 12. 5eV)，生成02+、03、O(1D)、O(3P)等活性粒子，将其注入部分 海水后，形成氧自由基溶液再喷注于赤潮发生海域表层，杀灭赤潮生物，最终分解成C02、H20 和微量无机盐等无害物质。本专利技术成本低、易操作、工艺流程简化，使用本专利技术不仅可以高 效杀灭赤潮有害生物，同时又能大幅度提高海水溶氧量，并改善赤潮发生海域的水质，为治 理海洋赤潮提供了 一种绿色有效的装备。本专利技术的技术方案是一种氧活性粒子治理赤潮的装备，主要包括200 400Td氧活性粒子发生器，频率 为400 10000Hz、输出电压为1 20kV的高频高压电源，空气压缩机，高压储气罐，精度 为1. 0 μ m的三级空气过滤器，文丘里气液溶解混合器，从海里取水进入文丘里气液溶解混 合器的泵，流量计，支架和喷嘴等部件。其中三级空气过滤器连接于空气压缩机上，空气压缩机再与储气罐相连，空气经 压缩、过滤后再进入氧活性粒子发生器。氧活性粒子发生器主要包括放电极板、接地极板、 电介质层和隔片；该氧活性粒子发生器与中国授权专利03133447. 4在船上输送压载水过 程中杀灭生物的方法及设备(授权公开号CN1197768C)中的游离基产生器基本相同。氧 活性粒子发生器与文丘里气液溶解混合器相连，支架和喷嘴连接于气液混合器输出端，中 间设置流量计和阀。氧活性粒子发生器采用强电场电离放电方法，由高频高压电源向放电极与接地 极之间施加电源频率为400 10000Hz的电压，在放电极与接地极之间形成电场强度为 200 400Td的强电离放电，电离、离解O2，制取小流量高浓度的氧活性粒子02+、O(1D)、 0 (3P)、O3等注入文丘里气液溶解混合器，与海水形成氧自由基溶液，再通过η (η ^ 1)个平 行放置的的喷嘴将此溶液喷注于赤潮发生海域的海水表层。喷嘴设置于距赤潮发生区域海 面下0. 02 0. 2m,每个喷嘴之间的距离为0. 1 lm。然后将装置安放在小型船舶上，随着 船的航行，边制取氧自由基溶液边喷注，用于杀灭赤潮有害生物。本专利技术实现的具体步骤是(一)氧活性粒子制取。本专利技术的氧活性粒子发生器采用介质阻挡强电场电离放电方法把O2制成浓度达 到80 400mg/L的氧活性粒子。在放电极与接地极之间的0. 5 0. 0 Imm放电间隙中建立折 合电场强度在200 400Td范围内的电离放电场，电子从电场中获得的平均能量达到6 9eV，其中大部分电子所具有的最有用能量(8.4 12. 5eV)将沉积在O2上，足以把O2离解、 电离成高浓度氧活性粒子，并在电场参数调控下分别定向合成氧活性粒子02+、03、O(3P)、 O(1D)等。产生氧活性粒子的等离子体反应模式如图2中A所示，其等离子体反应式如下O,+ f * k^ O 2 €O2+ f * ^ O(3P) + O(3P) + eO2 + O(3P) + M^ O3 + M向水中提供氧活性粒O3、O2+、0 (1D)、0 (3P)等的浓度达到80 400mg/L。( 二)氧活性粒子中O2+与水反应生成引发剂H02_。氧活性粒子中O2+与泵入的海水反应生成HO2-引发剂，其等离子体反应模式如图2 中B所示，其等离子体化学反应式O2+ + H2O ^O2+ H2O20 2+ H20+2 H2O 么 H2O 2 + 202 +2 H3O+权利要求1. 一种氧活性粒子治理赤潮的设备，其特征在于该设备主要包括电离电场为200 400Td的氧活性粒子发生器，频率为400 10000Hz、输出电压为1 20kV的高频高压电源， 精度达l.Oym的三级空气过滤器，空气压缩机，高压储气罐，文丘里气液溶解混合器，从海 里取水进入文丘里气液溶解混合器的泵，阀，流量计，支架和喷嘴；氧活性粒子发生器主要包括放电极板、接地极板、电介质层和隔片；氧活性粒子发生器 与文丘里气液溶解混合器相连，支架和喷嘴连接于气液混合器输出端，中间设置流量计和 阀；三级空气过滤器与空气压缩机相连，经压缩、过滤后的空气存入高压储气罐，再进入与 其相连的氧活性粒子发生器中；氧活性粒子发生器在高频高压电源的控制下将O2电离、离 解成浓度达IO8 IO1Vcm3的氧活性粒子，注入文丘里气液溶解混合器中与水溶解反应生成 氧自由基溶液；氧自由基溶液经过与气液混合器相连接的流量计和阀调节后，进入一个或 一个以上平行放置的喷嘴，喷注于赤潮发生海域表层；支架用于支撑喷嘴，每个喷嘴之间距 离在0. 1 lm，喷嘴设置于赤潮发生区域海面下0. 02 0. 2m。全文摘要一种氧活性粒子治理赤潮的方法，属于水环境保护
其特征是采用电场强度为200～400Td的强电离放电，将O2电离、离解成氧活性粒子O2+、O3、O(1D)、O(3P)等，其浓度达到80～400mg/L；氧活性粒子中的O2+与水反应，生成初始反应速率为2.2×106L/mol.s的HO2-引发剂，其浓度达到6本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种氧活性粒子治理赤潮的设备，其特征在于：该设备主要包括电离电场为２００～４００Ｔｄ的氧活性粒子发生器，频率为４００～１００００Ｈｚ、输出电压为１～２０ｋＶ的高频高压电源，精度达１．０μｍ的三级空气过滤器，空气压缩机，高压储气罐，文丘里气液溶解混合器，从海里取水进入文丘里气液溶解混合器的泵，阀，流量计，支架和喷嘴；氧活性粒子发生器主要包括放电极板、接地极板、电介质层和隔片；氧活性粒子发生器与文丘里气液溶解混合器相连，支架和喷嘴连接于气液混合器输出端，中间设置流量计和阀；三级空气过滤器与空气压缩机相连，经压缩、过滤后的空气存入高压储气罐，再进入与其相连的氧活性粒子发生器中；氧活性粒子发生器在高频高压电源的控制下将Ｏ２电离、离解成浓度达１０８～１０１４／ｃｍ３的氧活性粒子，注入文丘里气液溶解混合器中与水溶解反应生成氧自由基溶液；氧自由基溶液经过与气液混合器相连接的流量计和阀调节后，进入一个或一个以上平行放置的喷嘴，喷注于赤潮发生海域表层；支架用于支撑喷嘴，每个喷嘴之间距离在０．１～１ｍ，喷嘴设置于赤潮发生区域海面下０．０２～０．２ｍ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张芝涛，白敏冬，白敏菂，薛晓红，杨波，白希尧，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：91