一種介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器及其處理廢水的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種水處理反應(yīng)器及其處理廢水方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國工業(yè)化進程的發(fā)展，各行各業(yè)排放出的廢水量不斷增加，成份愈加復雜，加劇了環(huán)境污染，對人類健康的危害也日益嚴重。尤其是石油、化工、印染、制藥、造紙等行業(yè)排放廢水含有多種有毒、有害、難降解的有機污染物，采用常規(guī)的生物或物理化學處理方法已經(jīng)難以滿足排放和技術(shù)要求。
[0003]活性炭具有極為發(fā)達的內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)和較大的比表面積，吸附能力強，且其來源相對易得，成本相對低廉，是一種最常用的吸附劑之一，廣泛應(yīng)用于環(huán)境保護。但隨著活性炭的應(yīng)用范圍日趨廣泛，消耗量也迅速增加，應(yīng)用過程中產(chǎn)生的廢活性炭量多，如不回收活化再利用的話，不僅會對資源造成一種浪費，同時還會對環(huán)境造成二次污染。因此，無論是從經(jīng)濟的還是環(huán)保的角度考慮，推廣活性炭再生都很有必要。但傳統(tǒng)的活性炭再生一般在吸附之后需將活性炭進行異位再生，使活性炭的再利用過程變得復雜且增加了過程成本。
[0004]近20年來，氣體放電產(chǎn)生的低溫等離子體得到越來越廣泛的應(yīng)用，等離子體處理技術(shù)應(yīng)運而生。而介質(zhì)阻擋放電可以在大氣壓下產(chǎn)生穩(wěn)定的等離子體，特別適合于低溫等離子體的工業(yè)化應(yīng)用。其產(chǎn)生的放電等離子體能夠產(chǎn)生高濃度的活性物質(zhì)，如03、.0、.0H等，可氧化處理有機污染物，并可進行活性炭再生處理。如公開號為CN 104475068A的中國專利介紹的脈沖放電等離子體再生活性炭方法，活性炭吸附飽和后，先需要對飽和活性炭進行烘干去水處理，再將其移至放電反應(yīng)器當中進行再生處理，而后再將活性炭取出進行再吸附。此外，公開號為CN 100398194 C、CN 101530784 A和CN 102059106 B的中國專利分別介紹了利用介質(zhì)阻擋放電再生活性炭的方法，其中活性炭吸附飽和之后，也都需要將其處理之后再移至活性炭再生反應(yīng)器當中進行放電再生處理，處理之后再轉(zhuǎn)移進行再吸附。由于以上專利介紹的方法都是對廢活性炭進行異位再生，活性炭再利用的中間過程增加了移出和移入兩個過程，耗時和成本隨之增加，且使工藝流程更加復雜。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種能夠簡化活性炭水處理的利用流程，實現(xiàn)廢水的高效處理和活性炭快速原位再生的介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器及其處理廢水的方法。本發(fā)明主要是將進水、活性炭吸附、介質(zhì)阻擋放電水處理和出水這四個步驟置于同一反應(yīng)器當中，實現(xiàn)活性炭水處理應(yīng)用中的吸附和再生。
[0006]本發(fā)明的介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器，它包括交流電源、供氣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)及反應(yīng)器。所述反應(yīng)器包括反應(yīng)器筒體及放電管，筒體為有機玻璃材質(zhì)，該筒體的下部設(shè)有排水口，該筒體內(nèi)設(shè)放電管；放電管為石英玻璃管，在放電管內(nèi)設(shè)有不銹鋼螺旋彈簧作為高壓電極，放電管外壁緊貼有鋁箔作為地電極，放電管下端與曝氣頭連接，放電管上端設(shè)有法蘭盤；所述交流電源通過上述法蘭盤與放電管內(nèi)的不銹鋼螺旋彈簧連接；所述供氣系統(tǒng)包括空氣泵和轉(zhuǎn)子流量計，供氣管路的一端與空氣泵連接，供氣管路中間設(shè)轉(zhuǎn)子流量計，該供氣管路的另一端通過上述法蘭盤與上述放電管連接；所述供水系統(tǒng)為蠕動泵，該蠕動泵通過管路與上述反應(yīng)器筒體連接。
[0007]采用上述介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器處理廢水的方法包括如下步驟:
[0008](I)進水:先在反應(yīng)器筒體當中加入的顆?；钚蕴浚儆晒┧到y(tǒng)通過蠕動泵將有機廢水泵入反應(yīng)器筒體當中，達到筒體設(shè)置最大水處理量時，關(guān)閉蠕動泵；
[0009](2)活性炭吸附:啟動供氣系統(tǒng)，用空氣泵向放電管中通氣，通過轉(zhuǎn)子流量計控制空氣流量，使放電管的曝氣頭進行曝氣，攪動筒體內(nèi)的活性炭和廢水進行吸附反應(yīng)，直至活性炭吸附飽和；
[0010](3)放電處理:啟動交流電源，產(chǎn)生介質(zhì)阻擋放電，電源頻率為7kHz，放電產(chǎn)生的活性物質(zhì)通過曝氣頭進入廢水當中，與廢水及飽和活性炭進行充分接觸，降解廢水中的剩余污染物，并降解活性炭吸附的污染物，使活性炭得以再生，達到同時實現(xiàn)廢水處理和活性炭再生的目的；
[0011](4)出水:測定出水濃度，達到排放標準后，打開反應(yīng)器筒體下部排水口，將處理后的廢水排出。
[0012]以上四步為一完整水處理過程，重復以上四步，可以實現(xiàn)活性炭的循環(huán)利用及廢水的連續(xù)處理。
[0013]本反應(yīng)器處理對象是有機廢水或其他污水。
[0014]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點:
[0015]1、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，操作管理方便；
[0016]2、能夠消除廢水電導率對放電狀態(tài)的影響，繼而保證放電狀態(tài)持續(xù)穩(wěn)定發(fā)生；
[0017]3、能夠?qū)τ袡C廢水進行快速高效處理，同時原位再生活性炭，簡化了活性炭再生工藝流程，實現(xiàn)了活性炭水處理技術(shù)的高效利用；并且處理對象可以擴大到其他多種類型的工業(yè)廢水、生活污水及待處理飲用水。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意簡圖。
[0019]圖2為本發(fā)明介質(zhì)阻擋放電管結(jié)構(gòu)示意簡圖。
[0020]圖中:1交流電源；2空氣泵；3轉(zhuǎn)子流量計；4蠕動泵；5反應(yīng)器；6反應(yīng)器筒體；7排水口 ；8放電管；9不銹鋼螺旋彈簧；10鋁箔；11曝氣頭；12法蘭盤。
【具體實施方式】
[0021]在圖1和2所示的介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器示意圖中，反應(yīng)器筒體6為有機玻璃材質(zhì)，該筒體的下部設(shè)有排水口 7，該筒體內(nèi)設(shè)放電管8，放電管為石英玻璃管，在放電管內(nèi)設(shè)有不銹鋼螺旋彈簧9作為高壓電極，放電管外壁緊貼有鋁箔10作為地電極，放電管下端與曝氣頭連接11，放電管上端設(shè)有法蘭盤12，交流電源I通過上述法蘭盤與放電管內(nèi)的不銹鋼螺旋彈簧連接，供氣管路的一端與空氣泵2連接，供氣管路中間設(shè)轉(zhuǎn)子流量計3，該供氣管路的另一端通過上述法蘭盤與上述放電管連接，蠕動泵4通過管路與上述反應(yīng)器筒體連接。
[0022]本實施例采用高頻交流電源供電，反應(yīng)器筒體采用內(nèi)徑為500mm，厚為30mm及高為100mm的有機玻璃管，石英玻璃管8內(nèi)徑130mm，厚5mm，長100mm，石英管內(nèi)布置螺旋直徑為130mm，長1300mm的不銹鋼彈簧。
[0023]采用上述介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器處理廢水的方法包括如下步驟:
[0024](I)進水:先在反應(yīng)器筒體中加入的500g顆?；钚蕴浚儆晒┧到y(tǒng)通過泵將200L濃度為500mg/L的苯酚廢水泵入反應(yīng)器筒體當中，關(guān)閉泵；
[0025](2)活性炭吸附:啟動空氣泵向放電管中通氣，通過轉(zhuǎn)子流量計控制空氣流量為20L/min，使放電管的曝氣頭進行曝氣，攪動筒體內(nèi)的活性炭和廢水進行吸附反應(yīng)，在不同時間點測定吸附前后廢水濃度，了解活性炭吸附情況，6h后活性炭達到吸附飽和；
[0026](3)放電處理:啟動高頻交流電源，調(diào)節(jié)電源頻率為7kHz，電壓有效值為7kV，放電管產(chǎn)生穩(wěn)定的放電狀態(tài)，放電時間為20min。
[0027](4)出水:測定出水濃度，測定苯酚降解率為95 %，再打開筒體下部排水口，將處理后的苯酸廢水排出；
[0028]活性炭再生率測定:將再生后活性炭以同樣條件進行再吸附6h，測定吸附效率，計算活性炭再生率，測得再生率為90%。
【主權(quán)項】
1.一種介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器，它包括交流電源、供氣系統(tǒng)、供水系統(tǒng)及反應(yīng)器，其特征在于:所述反應(yīng)器包括反應(yīng)器筒體及放電管，反應(yīng)器筒體下部設(shè)有排水口，該反應(yīng)器筒體內(nèi)設(shè)放電管；在放電管內(nèi)設(shè)有不銹鋼螺旋彈簧作為高壓電極，放電管外壁緊貼有鋁箔作為地電極，放電管下端與曝氣頭連接，放電管上端設(shè)有法蘭盤；所述交流電源通過上述法蘭盤與放電管內(nèi)的不銹鋼螺旋彈簧連接；所述供氣系統(tǒng)包括空氣泵和轉(zhuǎn)子流量計，供氣管路的一端與空氣泵連接，供氣管路中間設(shè)轉(zhuǎn)子流量計，該供氣管路的另一端通過上述法蘭盤與上述放電管連接；所述供水系統(tǒng)為蠕動泵，該蠕動泵通過管路與上述反應(yīng)器筒體連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器，其特征在于:所述筒體為有機玻璃材質(zhì)，所述放電管為石英玻璃管。3.采用權(quán)利要求1所述的介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器處理廢水的方法，其特征在于:它包括如下步驟: (1)進水:先在反應(yīng)器筒體當中加入的顆粒活性炭，再由供水系統(tǒng)通過蠕動泵將有機廢水泵入反應(yīng)器筒體當中，達到筒體設(shè)置最大水處理量時，關(guān)閉蠕動泵； (2)活性炭吸附:啟動供氣系統(tǒng)，用空氣泵向放電管中通氣，通過轉(zhuǎn)子流量計控制空氣流量，使放電管的曝氣頭進行曝氣，攪動筒體內(nèi)的活性炭和廢水進行吸附反應(yīng)，直至活性炭吸附飽和； (3)放電處理:啟動交流電源，產(chǎn)生介質(zhì)阻擋放電，電源頻率為7kHz，放電產(chǎn)生的活性物質(zhì)通過曝氣頭進入廢水當中，與廢水及飽和活性炭進行充分接觸，降解廢水中的剩余污染物，并降解活性炭吸附的污染物，使活性炭得以再生，達到同時實現(xiàn)廢水處理和活性炭再生的目的； (4)出水:測定出水濃度，達到排放標準后，打開筒體下部排水孔，將處理后的廢水排出； 以上四步為一完整水處理過程，重復以上四步，能夠進行活性炭的循環(huán)利用及廢水的連續(xù)處理。
【專利摘要】一種介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器，其反應(yīng)器筒體內(nèi)設(shè)放電管，放電管內(nèi)壁設(shè)螺旋彈簧作為高壓電極，外壁緊貼鋁箔作為接地極，放電管下端與曝氣頭連接，上端設(shè)法蘭盤通過供氣管路與空氣泵連接，用蠕動泵為反應(yīng)器筒體供水。采用上述介質(zhì)阻擋放電水處理反應(yīng)器處理廢水的方法主要是在反應(yīng)器筒體內(nèi)加入活性炭，由蠕動泵將廢水泵入筒體中，打開空氣泵使放電管的曝氣頭進行曝氣，攪動筒體內(nèi)的活性炭和廢水進行吸附反應(yīng)，啟動交流電源，測定出水濃度，將處理后的廢水排出。重復以上步驟可以實現(xiàn)活性炭的循環(huán)利用及廢水的連續(xù)處理。本發(fā)明的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；對有機廢水進行快速高效處理，同時原位再生活性炭。
【IPC分類】B01J20/34, C02F101/30, B01J20/20, C02F9/08
【公開號】CN104944654
【申請?zhí)枴緾N201510340550
【發(fā)明人】唐首鋒, 袁德玲, 張琦, 劉雅蒙, 劉正全
【申請人】燕山大學
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年6月18日