一種均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置，它包括等離子體反應(yīng)釜和反應(yīng)臺，所述的等離子體反應(yīng)釜包括反應(yīng)容器和用于封閉反應(yīng)容器的蓋板，所述的反應(yīng)容器為雙環(huán)結(jié)構(gòu)；所述的反應(yīng)臺包括絕緣板、導(dǎo)電底座、支撐桿、分別連接高壓高頻電源正負極的高壓電極和接地電極，所述的等離子體反應(yīng)釜設(shè)置在高壓電極和接地電極之間。整個裝置工作具有性能穩(wěn)定可靠、速度快、結(jié)構(gòu)簡單、實用性強、不存在二次污染等優(yōu)點。尤其是對難降解的有機污染物及有特殊處理要求的污染物效果較為顯著，具有可觀的潛在應(yīng)用前景，有望在今后的水體污染處理工藝中得到廣泛的推廣和運用。
【專利說明】一種均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污染水體凈化【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及到一種均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化水體的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國目前正面臨著水資源短缺和水污染嚴重的環(huán)境問題。傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)難以滿足日益復(fù)雜的水質(zhì)處理要求，如染料廢水、農(nóng)藥廢水、含持久性有機污染物廢水等的處理。
[0003]等離子體技術(shù)是近年來出現(xiàn)的一種較為前沿的高級氧化技術(shù)，并首先被應(yīng)用到環(huán)境治理中。它兼具有臭氧氧化、紫外光降解、自由基氧化、熱解和高能電子輻射等多種作用為一體，能有效去除廢水中的各種污染物，放電是低溫等離子體產(chǎn)生的主要方法，放電等離子體中有氧化性極強的.ΟΗ、.Η、.0、O3等活性粒子，并伴隨著高溫氧化、紫外輻射、沖擊波等效應(yīng)，有機物在這些綜合效應(yīng)的作用下，最終將降解為C02、H2O或其它有機物質(zhì)。具有處理周期短、效率高、無二次污染、適用范圍廣等優(yōu)點。目前已經(jīng)逐漸被應(yīng)用于水環(huán)境污染的處理領(lǐng)域中，但是目前等離子體技術(shù)仍然存在一些不足，如效率不高，處理成本相對較高及降解效果的方法和手段針對性不強等。
[0004]CN 203281600U駱永明等人發(fā)明了一種土壤持久性有機污染物的低溫等離子體處理裝置，其反應(yīng)裝置主要包括反應(yīng)釜和反應(yīng)臺，處理的對象主要是持久性有機污染物，通過實驗表明，該反應(yīng)裝置對污染土體具有良好的去除效果，但是該實驗裝置的處理對象只針對污染土壤，局限性大，而且實驗不能連續(xù)循環(huán)反應(yīng)，決定了該發(fā)明只能用于小規(guī)模實驗及理論研宄。
[0005]由此可見，尋找一種高效、簡單、避免二次污染的污水處理裝置或方法迫在眉睫。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置。本裝置設(shè)計簡單、投資低、處理效果好、反應(yīng)效率高、無二次污染等優(yōu)點，可以應(yīng)用于有機污染廢水領(lǐng)域的連續(xù)循環(huán)處理。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0008]一種均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置，它包括等離子體反應(yīng)釜和反應(yīng)臺，所述的等離子體反應(yīng)釜包括反應(yīng)容器和用于封閉反應(yīng)容器的蓋板，所述的反應(yīng)容器為雙環(huán)結(jié)構(gòu)，由內(nèi)圓環(huán)和外圓環(huán)將反應(yīng)容器分割為圓形反應(yīng)槽和環(huán)形曝氣槽，所述外圓環(huán)的高度高于內(nèi)圓環(huán)，所述的外圓環(huán)上設(shè)有進水口和進氣口分別用于向環(huán)形曝氣槽內(nèi)通入氣體和注水，所述的內(nèi)圓環(huán)上設(shè)有出水口，所述的環(huán)形曝氣槽內(nèi)設(shè)有微孔曝氣板用于分散由進氣口通入環(huán)形曝氣槽內(nèi)的氣體；所述的反應(yīng)臺包括絕緣板、導(dǎo)電底座、支撐桿、分別連接高壓高頻電源正負極的高壓電極和接地電極，所述的絕緣板通過支撐桿設(shè)置在導(dǎo)電底座的上方，所述的高壓電極和接地電極分別相對設(shè)置在絕緣板和導(dǎo)電底座上，所述的等離子體反應(yīng)釜設(shè)置在高壓電極和接地電極之間。
[0009]所述的蓋板可拆卸。所述反應(yīng)釜的材質(zhì)為石英玻璃或不銹鋼。
[0010]所述的微孔曝氣板為均勻多孔結(jié)構(gòu)且形狀與環(huán)形曝氣槽的形狀相吻合，所述微孔曝氣板的板面與反應(yīng)容器的底面平行且間隔有一段距離。
[0011]所述的進氣口設(shè)置在微孔曝氣板面的下方，所述的進水口設(shè)置在微孔曝氣板面的上方。所述的進氣口與空氣流量計和空氣泵相連，且通氣量的大小可隨意調(diào)節(jié)。
[0012]所述的高壓電極和接地電極為圓柱狀，所述高壓電極和接地電極的直徑與所述反應(yīng)容器中內(nèi)圓環(huán)的的直徑相同。
[0013]所述的支撐桿上設(shè)有絕緣板高度調(diào)節(jié)裝置。該高度調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。
[0014]所述的高壓高頻電源的電壓、電流均可調(diào)節(jié)。
[0015]所述的出水口下界面略高于內(nèi)底板上界面，且其高度可調(diào)。
[0016]所述的均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置處理有機污染廢水，具有處理范圍廣、效果好、無二次污染、可在常溫常壓下進行。已經(jīng)成為現(xiàn)如今高濃度難降解污染廢水處理的有效途徑和發(fā)展方向。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]本發(fā)明的裝置具有實用性廣、處理效率高、設(shè)備成本低、運行費用低、利用率高、連續(xù)性強、經(jīng)濟環(huán)保并且運行穩(wěn)定等優(yōu)點，解決了目前處理技術(shù)中存在的處理效果低、處理量少及放電不穩(wěn)定等問題，可以廣泛運用于有機污染廢水的處理領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為等離子體反應(yīng)釜的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖2為本發(fā)明均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體裝置的結(jié)構(gòu)圖。

【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖對該發(fā)明的實施過程進行解釋和分析:
[0022]如圖1和圖2所示，一種均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置，它包括等離子體反應(yīng)釜和反應(yīng)臺，所述的等離子體反應(yīng)釜包括反應(yīng)容器I和用于封閉反應(yīng)容器的蓋板2，所述的反應(yīng)容器I為雙環(huán)結(jié)構(gòu)，由內(nèi)圓環(huán)3和外圓環(huán)4將反應(yīng)容器分割為圓形反應(yīng)槽和環(huán)形曝氣槽，所述外圓環(huán)4的高度高于內(nèi)圓環(huán)3，所述的外圓環(huán)4上設(shè)有進水口 5和進氣口 6分別用于向環(huán)形曝氣槽內(nèi)通入氣體和注水，所述的內(nèi)圓環(huán)3上設(shè)有出水口 7，所述的環(huán)形曝氣槽內(nèi)設(shè)有微孔曝氣板8用于分散由進氣口 6通入環(huán)形曝氣槽內(nèi)的氣體；所述的反應(yīng)臺包括絕緣板11、導(dǎo)電底座12、支撐桿13、分別連接高壓高頻電源正負極的高壓電極9和接地電極10，所述的絕緣板11通過支撐桿13設(shè)置在導(dǎo)電底座12的上方，所述的高壓電極9和接地電極10分別相對設(shè)置在絕緣板11和導(dǎo)電底座12上，所述的等離子體反應(yīng)釜設(shè)置在高壓電極9和接地電極10之間。
[0023]所述的蓋板2可拆卸。所述等離子體反應(yīng)釜的材質(zhì)為石英玻璃或不銹鋼。
[0024]所述的微孔曝氣板8為均勻多孔結(jié)構(gòu)且形狀與環(huán)形曝氣槽的形狀相吻合，所述微孔曝氣板8的板面與反應(yīng)容器的底面平行且間隔有一段距離。
[0025]所述的進氣口 6設(shè)置在微孔曝氣板8板面的下方，所述的進水口 5設(shè)置在微孔曝氣板8板面的上方。所述的進氣口 6與空氣流量計和空氣泵相連，且通氣量的大小可隨意調(diào)節(jié)。
[0026]所述的高壓電極9和接地電極10為圓柱狀，所述高壓電極9和接地電極10的直徑與所述反應(yīng)容器I中內(nèi)圓環(huán)3的的直徑相同。
[0027]所述的支撐桿13上設(shè)有絕緣板11高度調(diào)節(jié)裝置。
[0028]所述的高壓高頻電源電壓、電流均可調(diào)節(jié)。
[0029]所述的出水口下界面略高于內(nèi)底板上界面，且其高度可調(diào)。
[0030]采用本發(fā)明的裝置凈化處理污染水體的過程如下:預(yù)處理的水體通過反應(yīng)容器I的進水口 5注入到反應(yīng)容器I的環(huán)形曝氣槽內(nèi)，在在污水注入之前，通過進氣口 6導(dǎo)入一定量的空氣，并通過微孔曝氣板8均勻分散氣體，導(dǎo)入的水體在微孔曝氣板8上進行曝氣預(yù)處理，使空氣中的氧氣充分溶解于水體中，水體經(jīng)過內(nèi)圓環(huán)3隙溢流到圓形反應(yīng)槽中并形成一定厚度的液面，待氣液平衡后，合上蓋板2并將整個等離子體反應(yīng)釜置于反應(yīng)臺預(yù)留位置，調(diào)整好高度及位置后，將高壓高頻電源的正負極連接于反應(yīng)臺的高壓電極9和接地電極10，調(diào)整電流和電壓于適當?shù)臄?shù)值后，在電極間產(chǎn)生均勻、顯著地等離子體放電，放點區(qū)域正好覆蓋整個圓形反應(yīng)槽范圍。
[0031]在高壓高頻電源放電過程中，通入的空氣會被大量電離，并形成大量高能電子和.0H、ee(1_、.0、HO2.等自由基氧化性極強的03和H2O2,因為這些物質(zhì)具有強的氧化性，可以對水質(zhì)進行深度處理；與此同時，還會伴有局部高溫、強沖擊波、較強的紫外光等效應(yīng)，從而可以有效地除去廢水中的有機物含量。反應(yīng)中的電流、電壓和通氣量及反應(yīng)液面厚度均可調(diào)，可以根據(jù)出水水質(zhì)靈活調(diào)整，同時也可以根據(jù)尾水的出水水質(zhì)來進行循環(huán)多次處理，從而可以通過等離子體放電的化學(xué)、物理作用對有機廢水進行有效的分解和去除，達到凈化的目的。凈化后的水體經(jīng)過出水口 7排出。通過實驗證明，將100L的100mg/L的四環(huán)素標準溶液以50mL/min的流速通過反應(yīng)器，通氣量為0.1m3.h—1，輸出功率為80.0W，反應(yīng)時間為20min，四環(huán)素的去除率可達到91.5%。
[0032]該處理裝置具有操作簡單、去除污染物效率高、設(shè)備投資小、可連續(xù)催化、適用范圍廣、高速、高效、無二次污染等優(yōu)點，尤其是對難降解的有機污染物及有特殊處理要求的污染物效果較為顯著，具有可觀的潛在應(yīng)用前景，有望在今后的水體污染處理工藝中得到廣泛的推廣和運用。
【權(quán)利要求】
1.一種均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置，其特征在于它包括等離子體反應(yīng)釜和反應(yīng)臺，所述的等離子體反應(yīng)釜包括反應(yīng)容器和用于封閉反應(yīng)容器的蓋板，所述的反應(yīng)容器為雙環(huán)結(jié)構(gòu)，由內(nèi)圓環(huán)和外圓環(huán)將反應(yīng)容器分割為圓形反應(yīng)槽和環(huán)形曝氣槽，所述外圓環(huán)的高度高于內(nèi)圓環(huán)，所述的外圓環(huán)上設(shè)有進水口和進氣口分別用于向環(huán)形曝氣槽內(nèi)通入氣體和注水，所述的內(nèi)圓環(huán)上設(shè)有出水口，所述的環(huán)形曝氣槽內(nèi)設(shè)有微孔曝氣板用于分散由進氣口通入環(huán)形曝氣槽內(nèi)的氣體；所述的反應(yīng)臺包括絕緣板、導(dǎo)電底座、支撐桿、分別連接高壓高頻電源正負極的高壓電極和接地電極，所述的絕緣板通過支撐桿設(shè)置在導(dǎo)電底座的上方，所述的高壓電極和接地電極分別相對設(shè)置在絕緣板和導(dǎo)電底座上，所述的等離子體反應(yīng)釜設(shè)置在高壓電極和接地電極之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置，其特征在于所述的蓋板可拆卸。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置，其特征在于所述的微孔曝氣板為均勻多孔結(jié)構(gòu)且形狀與環(huán)形曝氣槽的形狀相吻合，所述微孔曝氣板的板面與反應(yīng)容器的底面平行且間隔有一段距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置，其特征在于所述的進氣口設(shè)置在微孔曝氣板面的下方，所述的進水口設(shè)置在微孔曝氣板面的上方。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置，其特征在于所述的高壓電極和接地電極為圓柱狀，所述高壓電極和接地電極的直徑與所述反應(yīng)容器中內(nèi)圓環(huán)的的直徑相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的均勻介質(zhì)阻擋放電等離子體凈化污染水體的裝置，其特征在于所述的支撐桿上設(shè)有絕緣板高度調(diào)節(jié)裝置。
【文檔編號】C02F101/30GK104445528SQ201410748878
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】孫亞兵, 彭園慧, 張夢怡, 辛路, 蔣浩, 汪健 申請人:南京大學(xué)