高压电场杀灭管道水中微生物的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用高压电场对管道水进行消毒灭菌的方法及其相应的装置，它采用的高压电源有高压和低压两个输出端，其中，低压输出端接地且低压输出端与低压线电极相连，高压输出端与高压线电极相连，高压线电极为带绝缘层的耐高压电线，高压线电极和低压线电极分别以螺旋线圈的形式缠绕在绝缘水管的外管壁上，各螺旋线圈之间都相互平行且隔开，所述水管内部在水管外部的高压线电极和低压线电极之间的电场作用下产生感应电场和感应电流，对管道内的水进行消毒灭菌。本发明专利技术能快速高效地杀灭管道水中的细菌、病毒、藻类、寄生虫等微生物，实现水的净化处理。

【技术实现步骤摘要】
高压电场杀灭管道水中微生物的方法及装置
本专利技术涉及杀灭管道水中微生物的方法及相应的装置，属于水处理及消毒灭菌
。
技术介绍
随着环境的不断恶化，由环境中微生物引起的危害和疾病日益增多。为了解决环境卫生问题，诸多场合需要对水体进行消毒灭菌，如生活用水，饮用水，医用纯水，食品医药工业用水，工业废水，医院废水等等。目前水的消毒多以化学杀菌剂为主，存在化学物质残留和有害消毒副产物的问题，有时候还造成二次污染。此外，尽管大多数时候处理过后的水质满足国家或行业卫生标准，但在输水管网中，由于路程较长或管路老化，微生物往往在管路中再次繁殖，导致终端用水不达标。对于水质要求非常严格的应用领域，如医用纯水包括血液透析用水，通常利用超滤和反渗透等膜过滤手段来去除水中的微生物。比如血透用水，在各医院中都有独立的纯水机，将净化后的纯水经管道输送到各个病床，目前面临的较大问题也是如何对输水管道进行有效的消毒灭菌，以保障终端用水安全。常规血液透析管道水的灭菌方法有化学杀菌和热杀菌，但灭菌过程必须停止血液透析过程，或有化学杀菌剂残留，不利于整体工艺的运行。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种绿色环保、高效快速的高压电场杀灭管道水中微生物的方法及装置。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是: 本专利技术利用高压电场杀灭管道水中微生物的方法是:高压电源有高压和低压两个输出端，其中，低压输出端接地且低压输出端与低压线电极相连，高压输出端与高压线电极相连，高压线电极为带绝缘层的耐高压电线，高压线电极和低压线电极分别以螺旋线圈的形式沿绝缘水管的长度方向缠绕在绝缘水管的外管壁上，各螺旋线圈之间都相互平行且隔开，所述水管内部在水管外部的高压线电极和低压线电极之间的电场作用下产生感应电场和感应电流，对管道内的水进行消毒灭菌。本专利技术利用高压电场杀灭管道水中微生物的装置包括高压电源，所述高压电源有高压和低压两个输出端，其中，低压输出端接地且低压输出端与低压线电极相连，高压输出端与高压线电极相连，高压线电极为带绝缘层的耐高压电线，高压线电极和低压线电极分别以螺旋线圈的形式沿绝缘水管的长度方向缠绕在绝缘水管的外管壁上，各螺旋线圈之间相互平行且隔开。进一步地，本专利技术所述高压电源为高压直流电源、高压交流电源或者高压脉冲电源。进一步地，本专利技术所述水管为玻璃管、石英管、陶瓷管或塑料管。进一步地，本专利技术所述高压输出端的输出电压与所述水管外径之间的比值大于等于 I kV/cm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是:本专利技术利用高压电场灭菌，所用电极完全不与待处理的水相接触，无需添加任何化学杀菌剂，是纯物理的灭菌过程，不对水质产生任何负面影响，可以适用对水质要求极高的领域，如医用水甚至血液透析用水；本专利技术是低温灭菌过程，由于高压线电极和接地电极处于断开状态，只在水内产生一个极小的感应电流，使得整个灭菌过程的功率和能耗较低，水温变化较小，与常规热杀菌相比更加节能；在诸如血透用水等过程中，常规热杀菌或化学杀菌方法必须停止用水过程对管道采取单独的消毒灭菌，而本专利技术能在不影响管道用水的情况下有效的杀灭其中的微生物。【附图说明】图1是本专利技术利用高压电场杀灭管道水中微生物的方法示意图。其中，1.水管，2.高压电源，3.高压线电极，4.低压线电极，5.水。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例详细说明本专利技术的方法及其装置。如图1所示，在本专利技术中，高压电源2有高压和低压两个输出端，低压输出端接地，并且，低压输出端与低压线电极4相连，将高压输出端与高压线电极3相连，高压线电极3为带绝缘层的耐高压电线。高压线电极3和低压线电极4分别以螺旋线圈的形式沿绝缘水管I的长度方向缠绕在绝缘水管I的外管壁上，各螺旋线圈之间都相互平行且隔开，换句话说，不仅高压线电极3的各螺旋线圈相互平行且互不接触，低压线电极4的各螺旋线圈相互平行且互不接触，而且，高压线电极3的各螺旋线圈与低压线电极4的各螺旋线圈亦相互平行且互不接触(参见图1)。水管I的内部在管外高压线电极3和低压线电极4之间的电场作用下产生感应电场和感应电流，从而对管道内的水5进行消毒灭菌。本专利技术可基于不同的操作电压、高压线电极与低压接地线电极之间的不同距离、不同的交流频率、不同的脉冲频率和脉冲宽度，在数秒到数分钟的短时间内能有效杀灭水中的微生物。以下以具体实施例进一步说明本专利技术的技术方案及其技术效果。实施例1: 以大肠杆菌ATCC25922为对象进行水的杀菌试验，用平板计数法(HPC)检测杀菌前后菌落数的变化并计算杀菌率。高压电源2为20kV高压直流电源，水管I为玻璃管，其外径为5cm，高压线电极3和低压线电极4以螺旋线圈的形式缠绕在水管I外表面上，每圈螺旋线之间的距离为1cm，细菌初始浓度为103cfu/mL，处理时间为lmin，水管I内的水5中的细菌杀死率为99.1%。实施例2: 以枯草芽孢杆菌ATCC9732为对象进行水的杀菌试验，用平板计数法(HPC)检测杀菌前后菌落数的变化并计 算杀菌率。高压电源2为IOkV高压交流电源，频率为50Hz，水管I为外径为4cm的石英管，高压线电极3和低压线电极4以螺旋线圈的形式缠绕在水管I外表面上，每圈螺旋线之间的距离为1.5cm，细菌初始浓度为103cfu/mL，处理时间为lmin，水管I内水中的细菌杀死率为95.4%。实施例3: 以枯草芽孢杆菌ATCC9732为对象进行水的杀菌试验，用平板计数法(HPC)检测杀菌前后菌落数的变化并计算杀菌率。高压电源2为IOkV高压交流电源，频率为500Hz，水管I为外径为4cm的石英管，高压线电极3和低压线电极4以螺旋线圈的形式缠绕在水管I外表面上，每圈螺旋线之间的距离为1cm，细菌初始浓度为103cfu/mL，处理时间为lmin，水管I内水中的细菌杀死率为99.5%。实施例4: 以白色假丝酵母ATCC10231为对象进行水的杀菌试验，用平板计数法(HPC)检测杀菌前后菌落数的变化并计算杀菌率。高压电源2为15kV高压脉冲电源，频率为100Hz，脉宽为30 μ s，水管I为外径为4cm的陶瓷管，高压线电极3和低压线电极4以螺旋线圈的形式缠绕在水管I外表面上，每圈螺旋线之间的距离为1cm，酵母菌初始浓度为104cfu/mL，处理时间为lmin，水管I内水中的细菌杀死率为93.8%。实施例5: 以枯草芽孢杆菌ATCC9732的孢子为对象进行水的杀菌试验，用平板计数法(HPC)检测杀菌前后菌落数的变化并计算杀菌率。高压电源2为15kV高压脉冲电源，频率为100Hz，脉宽为50 μ s，水管I为外径为5cm的塑料PVC管，高压线电极3和低压线电极4以螺旋线圈的形式缠绕在水管I外表面上，每圈螺旋线之间的距离为1cm，细菌初始浓度为103cfu/mL，处理时间为0.5min，水管I内水中的细菌杀死率为87.5%。实施例6: 以金黄色葡萄球菌为对象进行水的杀菌试验，用平板计数法(HPC)检测杀菌前后菌落数的变化并计算杀菌率。高压电源2为20kV高压脉冲电源，频率为1000Hz，脉宽为50μ S，水管I为外径为5cm的塑料PPR管，高压线电极3和低压线电极4以螺旋线圈的形式缠绕在水管I外表面上，每圈螺旋线之间的距离为1cm，高压线电极和接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用高压电场杀灭管道水中微生物的方法，其特征在于：高压电源有高压和低压两个输出端，其中，低压输出端接地且低压输出端与低压线电极相连，高压输出端与高压线电极相连，高压线电极为带绝缘层的耐高压电线，高压线电极和低压线电极分别以螺旋线圈的形式沿绝缘水管的长度方向缠绕在绝缘水管的外管壁上，各螺旋线圈之间都相互平行且隔开，所述水管内部在水管外部的高压线电极和低压线电极之间的电场作用下产生感应电场和感应电流，对管道内的水进行消毒灭菌。

【技术特征摘要】
1.一种利用高压电场杀灭管道水中微生物的方法，其特征在于:高压电源有高压和低压两个输出端，其中，低压输出端接地且低压输出端与低压线电极相连，高压输出端与高压线电极相连，高压线电极为带绝缘层的耐高压电线，高压线电极和低压线电极分别以螺旋线圈的形式沿绝缘水管的长度方向缠绕在绝缘水管的外管壁上，各螺旋线圈之间都相互平行且隔开，所述水管内部在水管外部的高压线电极和低压线电极之间的电场作用下产生感应电场和感应电流，对管道内的水进行消毒灭菌。2.根据权利要求1所述的高压电场杀灭管道水中微生物的方法，其特征在于:所述高压电源为高压直流电源、高压交流电源或者高压脉冲电源。3.根据权利要求1所述的高压电场杀灭管道水中微生物的方法，其特征在于:所述水管为玻璃管、石英管、陶瓷管或塑料管。4.根据权利要求1所述的高压电场杀灭管道水中微生物的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑超，杨笑鹤，吕维敏，曾叶，姜红强，
申请(专利权)人：浙江省医疗器械研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33