一種均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置製造方法
2023-05-01 02:49:46
一種均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置，它包括等離子體反應釜和反應臺，所述的等離子體反應釜包括反應容器和用於封閉反應容器的蓋板，所述的反應容器為雙環結構；所述的反應臺包括絕緣板、導電底座、支撐杆、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釜設置在高壓電極和接地電極之間。整個裝置工作具有性能穩定可靠、速度快、結構簡單、實用性強、不存在二次汙染等優點。尤其是對難降解的有機汙染物及有特殊處理要求的汙染物效果較為顯著，具有可觀的潛在應用前景，有望在今後的水體汙染處理工藝中得到廣泛的推廣和運用。
【專利說明】一種均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置
【技術領域】
[0001]本發明屬於汙染水體淨化【技術領域】，具體涉及到一種均勻介質阻擋放電等離子體淨化水體的裝置。
【背景技術】
[0002]隨著經濟的發展，我國目前正面臨著水資源短缺和水汙染嚴重的環境問題。傳統的生物處理技術難以滿足日益複雜的水質處理要求，如染料廢水、農藥廢水、含持久性有機汙染物廢水等的處理。
[0003]等離子體技術是近年來出現的一種較為前沿的高級氧化技術，並首先被應用到環境治理中。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汙染物，放電是低溫等離子體產生的主要方法，放電等離子體中有氧化性極強的.ΟΗ、.Η、.0、O3等活性粒子，並伴隨著高溫氧化、紫外輻射、衝擊波等效應，有機物在這些綜合效應的作用下，最終將降解為C02、H2O或其它有機物質。具有處理周期短、效率高、無二次汙染、適用範圍廣等優點。目前已經逐漸被應用於水環境汙染的處理領域中，但是目前等離子體技術仍然存在一些不足，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駱永明等人發明了一種土壤持久性有機汙染物的低溫等離子體處理裝置，其反應裝置主要包括反應釜和反應臺，處理的對象主要是持久性有機汙染物，通過實驗表明，該反應裝置對汙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汙染土壤，局限性大，而且實驗不能連續循環反應，決定了該發明只能用於小規模實驗及理論研宄。
[0005]由此可見，尋找一種高效、簡單、避免二次汙染的汙水處理裝置或方法迫在眉睫。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是在現有技術的基礎上，提供一種均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置。本裝置設計簡單、投資低、處理效果好、反應效率高、無二次汙染等優點，可以應用於有機汙染廢水領域的連續循環處理。
[0007]本發明的目的通過以下技術方案實現:
[0008]一種均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置，它包括等離子體反應釜和反應臺，所述的等離子體反應釜包括反應容器和用於封閉反應容器的蓋板，所述的反應容器為雙環結構，由內圓環和外圓環將反應容器分割為圓形反應槽和環形曝氣槽，所述外圓環的高度高於內圓環，所述的外圓環上設有進水口和進氣口分別用於向環形曝氣槽內通入氣體和注水，所述的內圓環上設有出水口，所述的環形曝氣槽內設有微孔曝氣板用於分散由進氣口通入環形曝氣槽內的氣體；所述的反應臺包括絕緣板、導電底座、支撐杆、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杆設置在導電底座的上方，所述的高壓電極和接地電極分別相對設置在絕緣板和導電底座上，所述的等離子體反應釜設置在高壓電極和接地電極之間。
[0009]所述的蓋板可拆卸。所述反應釜的材質為石英玻璃或不鏽鋼。
[0010]所述的微孔曝氣板為均勻多孔結構且形狀與環形曝氣槽的形狀相吻合，所述微孔曝氣板的板面與反應容器的底面平行且間隔有一段距離。
[0011]所述的進氣口設置在微孔曝氣板面的下方，所述的進水口設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節。
[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容器中內圓環的的直徑相同。
[0013]所述的支撐杆上設有絕緣板高度調節裝置。該高度調節裝置的結構為本領域技術人員公知的。
[0014]所述的高壓高頻電源的電壓、電流均可調節。
[0015]所述的出水口下界面略高於內底板上界面，且其高度可調。
[0016]所述的均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置處理有機汙染廢水，具有處理範圍廣、效果好、無二次汙染、可在常溫常壓下進行。已經成為現如今高濃度難降解汙染廢水處理的有效途徑和發展方向。
[0017]本發明的有益效果:
[0018]本發明的裝置具有實用性廣、處理效率高、設備成本低、運行費用低、利用率高、連續性強、經濟環保並且運行穩定等優點，解決了目前處理技術中存在的處理效果低、處理量少及放電不穩定等問題，可以廣泛運用於有機汙染廢水的處理領域。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為等離子體反應釜的結構圖。
[0020]圖2為本發明均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體裝置的結構圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖對該發明的實施過程進行解釋和分析:
[0022]如圖1和圖2所示，一種均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置，它包括等離子體反應釜和反應臺，所述的等離子體反應釜包括反應容器I和用於封閉反應容器的蓋板2，所述的反應容器I為雙環結構，由內圓環3和外圓環4將反應容器分割為圓形反應槽和環形曝氣槽，所述外圓環4的高度高於內圓環3，所述的外圓環4上設有進水口 5和進氣口 6分別用於向環形曝氣槽內通入氣體和注水，所述的內圓環3上設有出水口 7，所述的環形曝氣槽內設有微孔曝氣板8用於分散由進氣口 6通入環形曝氣槽內的氣體；所述的反應臺包括絕緣板11、導電底座12、支撐杆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通過支撐杆13設置在導電底座12的上方，所述的高壓電極9和接地電極10分別相對設置在絕緣板11和導電底座12上，所述的等離子體反應釜設置在高壓電極9和接地電極10之間。
[0023]所述的蓋板2可拆卸。所述等離子體反應釜的材質為石英玻璃或不鏽鋼。
[0024]所述的微孔曝氣板8為均勻多孔結構且形狀與環形曝氣槽的形狀相吻合，所述微孔曝氣板8的板面與反應容器的底面平行且間隔有一段距離。
[0025]所述的進氣口 6設置在微孔曝氣板8板面的下方，所述的進水口 5設置在微孔曝氣板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節。
[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的直徑與所述反應容器I中內圓環3的的直徑相同。
[0027]所述的支撐杆13上設有絕緣板11高度調節裝置。
[0028]所述的高壓高頻電源電壓、電流均可調節。
[0029]所述的出水口下界面略高於內底板上界面，且其高度可調。
[0030]採用本發明的裝置淨化處理汙染水體的過程如下:預處理的水體通過反應容器I的進水口 5注入到反應容器I的環形曝氣槽內，在在汙水注入之前，通過進氣口 6導入一定量的空氣，並通過微孔曝氣板8均勻分散氣體，導入的水體在微孔曝氣板8上進行曝氣預處理，使空氣中的氧氣充分溶解於水體中，水體經過內圓環3隙溢流到圓形反應槽中並形成一定厚度的液面，待氣液平衡後，合上蓋板2並將整個等離子體反應釜置於反應臺預留位置，調整好高度及位置後，將高壓高頻電源的正負極連接於反應臺的高壓電極9和接地電極10，調整電流和電壓於適當的數值後，在電極間產生均勻、顯著地等離子體放電，放點區域正好覆蓋整個圓形反應槽範圍。
[0031]在高壓高頻電源放電過程中，通入的空氣會被大量電離，並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,因為這些物質具有強的氧化性，可以對水質進行深度處理；與此同時，還會伴有局部高溫、強衝擊波、較強的紫外光等效應，從而可以有效地除去廢水中的有機物含量。反應中的電流、電壓和通氣量及反應液面厚度均可調，可以根據出水水質靈活調整，同時也可以根據尾水的出水水質來進行循環多次處理，從而可以通過等離子體放電的化學、物理作用對有機廢水進行有效的分解和去除，達到淨化的目的。淨化後的水體經過出水口 7排出。通過實驗證明，將100L的100mg/L的四環素標準溶液以50mL/min的流速通過反應器，通氣量為0.1m3.h—1，輸出功率為80.0W，反應時間為20min，四環素的去除率可達到91.5%。
[0032]該處理裝置具有操作簡單、去除汙染物效率高、設備投資小、可連續催化、適用範圍廣、高速、高效、無二次汙染等優點，尤其是對難降解的有機汙染物及有特殊處理要求的汙染物效果較為顯著，具有可觀的潛在應用前景，有望在今後的水體汙染處理工藝中得到廣泛的推廣和運用。
【權利要求】
1.一種均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置，其特徵在於它包括等離子體反應釜和反應臺，所述的等離子體反應釜包括反應容器和用於封閉反應容器的蓋板，所述的反應容器為雙環結構，由內圓環和外圓環將反應容器分割為圓形反應槽和環形曝氣槽，所述外圓環的高度高於內圓環，所述的外圓環上設有進水口和進氣口分別用於向環形曝氣槽內通入氣體和注水，所述的內圓環上設有出水口，所述的環形曝氣槽內設有微孔曝氣板用於分散由進氣口通入環形曝氣槽內的氣體；所述的反應臺包括絕緣板、導電底座、支撐杆、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杆設置在導電底座的上方，所述的高壓電極和接地電極分別相對設置在絕緣板和導電底座上，所述的等離子體反應釜設置在高壓電極和接地電極之間。
2.根據權利要求1所述的均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置，其特徵在於所述的蓋板可拆卸。
3.根據權利要求1所述的均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置，其特徵在於所述的微孔曝氣板為均勻多孔結構且形狀與環形曝氣槽的形狀相吻合，所述微孔曝氣板的板面與反應容器的底面平行且間隔有一段距離。
4.根據權利要求1或3所述的均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置，其特徵在於所述的進氣口設置在微孔曝氣板面的下方，所述的進水口設置在微孔曝氣板面的上方。
5.根據權利要求1所述的均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置，其特徵在於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容器中內圓環的的直徑相同。
6.根據權利要求1所述的均勻介質阻擋放電等離子體淨化汙染水體的裝置，其特徵在於所述的支撐杆上設有絕緣板高度調節裝置。
【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 優先權日:2014年12月9日
【發明者】孫亞兵, 彭園慧, 張夢怡, 辛路, 蔣浩, 汪健 申請人:南京大學