一種活化過硫酸氫鹽處理廢水的方法與流程
2023-05-16 11:14:41 1
本發明屬於水處理領域，具體涉及介質阻擋放電協同過硫酸氫鹽處理廢水的方法。
背景技術：
介質阻擋放電技術作為低溫等離子體的一種，放電呈微放電形式，通過放電間隙的電流由大量微細的快脈衝電流細絲組成，放電錶現穩定、均勻，可以產生大量的活性物種、紫外輻射、熱量、衝擊波等物理化學效應，被廣泛應用於廢水處理的研究中。然而目前，缺乏對紫外輻射、熱量、衝擊波等物化效應的應用。硫酸根高級氧化技術在水處理領域是全新處理廢水的技術，然而，由於過硫酸氫鹽比較穩定，與水中汙染物反應緩慢，活化硫酸鹽形成強氧化性的硫酸根離子成為研究熱點。因此本發明提出一種介質阻擋放電協同過硫酸氫鹽處理廢水的方法，一方面活化過硫酸鹽提高處理水的效率；另一方面提高介質阻擋放電的能量利用率。
技術實現要素：
本發明的目的是提供一種介質阻擋放電協同過硫酸氫鹽處理廢水的方法。
本發明具體技術方案如下：
一種介質阻擋放電協同過硫酸氫鹽處理廢水的方法，具體過程為：將一定量過硫酸氫鹽加入到待處理的廢水中，氣體經過等離子體反應器放電產生活性物種、紫外輻射、熱量、衝擊波等物理化學效應，放電產生的臭氧等活性物質能夠降解汙染物，紫外輻射、熱量等物理效應可以活化過硫酸氫鹽生成硫酸根自由基氧化降解汙染物，兩方面作用下共同降解汙染物，達到降解汙染物的目的。該方法具有能耗低、降解效率高等優點，實現了低能耗高效降解廢水中汙染物的目的。
本文所述的介質阻擋放電裝置採用沿面型放電結構，高壓電極為不鏽鋼螺旋彈簧，低壓電極為金屬網，石英或玻璃作為絕緣介質為圓柱結構，高壓電極和低壓電極分別緊貼在絕緣介質的內壁和外壁上，導氣管把氣體導入放電區域內，臭氧等活性物質通過曝氣裝置進入廢水中。
本文所用高壓電源是高頻高壓電源，其中，電壓為1000 kV -10000 kV,頻率大於1 kHz-10 kHz。
本文所通入的氣體為氧氣、氮氣或氮氣，或任意幾種氣體混合。
本文所處理的廢水pH為4-11，汙染物與過硫酸氫鹽摩爾比為1/1-1/10。
本文所用的過硫酸氫鹽為過硫酸氫鉀、過硫酸氫鈉或過硫酸氫氨。
與現有技術相比，本發明的優勢在於：該方法具有能耗低、降解效率高、適用範圍廣、快速高效、無二次汙染等優點。
附圖說明
圖1為介質阻擋放電反應器協同過硫酸氫鉀處理廢水系統。
圖2為低溫等離子體協同過硫酸氫鉀去除甲基橙廢水的研究。
圖中 1. 氣源；2. 入水口；3. 排水口；4. 出氣口；5. 進氣口；6. 廢水；7. 絕緣介質；8. 高壓電極；9. 曝氣頭；10. 高壓電源；11. 電壓探頭；12. 電流探頭；13. 示波器。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步地具體詳細描述。
實施例1（見圖1）：待處理的廢水6通過入水口2加入到儲液槽14中，處理完的廢水可以通過排水口3排出，向待處理的廢水6中加入一定量的過硫酸氫鹽，高壓電極8通過導線與高頻高壓電源10連接進行供電，低壓電極15通過導線接地，氣源1將氣體通過進氣口5鼓入廢水6中，由排氣口4排出，通乳氣體的流量由流量計16控制。調節高壓電源10的電壓，使高壓電極8與低壓電極15之間進行放電，絕緣介質7可以防止火花放電和弧光放電的產生，使放電更均勻，放電產生的電流和電壓可以通過示波器13、電壓探頭11和電流探頭12進行測試。放電產生的活性物質通過曝氣頭9進行水體降解汙染物，放電產生的物理化學效應可以活化過硫酸氫鹽生成硫酸根自由基降解汙染物。
實施例2（見圖2）：甲基橙溶液濃度為100mg/L，空氣流量為4 L/min，過硫酸氫鉀為1mmol，電壓為6.5kV，頻率為7 kHz，pH為7，介質阻擋放電協同過硫酸鉀處理甲基橙的降解效率為90%。
上述反應器容量為500 mL，將放電系統的高壓電極、低壓電極和介質石英玻璃管放置在外徑為60 mm、內徑為50 mm、長為600 mm的有機玻璃管內部。其中，高壓電極是由1.0 mm粗的不鏽鋼絲扭轉為螺旋狀而製成的，螺紋直徑12 mm，平均螺距6 mm，放電區域總長200 mm；低壓電極是待處理菌液；石英玻璃管的內徑12 mm、壁厚1.5 mm、長260 mm，高壓電極緊貼在石英玻璃管內壁上。石英玻璃管的上端為載氣進口，下端為出口，與曝氣頭相連。被處理廢水處於介質石英玻璃管和有機玻璃管之間。
本文所用高壓電源是高頻高壓電源，其中，電壓為1000 kV -10000 kV,頻率大於1kHz-10kHz。
本文所通入的氣體為氧氣、氮氣或氮氣，或任意幾種氣體混合。
以上結合若干個具體實施例，示例性說明及幫助進一步理解本發明，但實施例具體細節僅是為了說明本發明，並不代表本發明構思下全部技術方案，因此不應理解為對本發明總的技術方案限定，一些在技術人員看來，不偏離發明構思的非實質性改動，例如以具有相同或相似技術效果的技術特徵簡單改變或替換，均屬本發明保護範圍。