[发明专利]采用低温等离子体及吹脱联合工艺治理景观水的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种景观水体微污染治理领域，具体涉及一种采用低温等离子体及吹脱联合工艺治理景观水的方法及其装置。 

背景技术

随着经济的发展和生活水平的不断提高，人们对居住环境的要求也越来越高，碧波荡漾的自然美景成了人们的追求。为满足人类亲水的心理需求，在城市绿地、公园建设中，人工湖泊、河道及景观水池不断涌现。然而，城市景观水体多为封闭缓流水体，具有水域面积小、水体自净能力低等特点，使得景观水体极易受污染，甚至发黑发臭，严重影响了周围的自然环境和居民的生活环境。因此，加强污染景观水体的修复，重新恢复其在城市中的生态功能与美学价值，具有迫切性。 

然而，景观水体污染多为微污染，发生期短、流动性极差、且美学要求高等特点，使其不能直接使用城市污水处理技术来治理和控制。因此，研究开发适合景观水污染控制技术对提高城市环境质量和减少城市生态用水具有重要的现实意义。 

等离子体是物质存在的第四种状态，它由电离的导电气体组成，其中包括六种典型的粒子，即电子、正离子、负离子、激发态的原子或分子、基态的原子或分子以及光子。最常用的人工产生等离子体的方法是高压放电，高压放电过程中形成大量高能电子，在有水分子存在时，高能电子在极短时间内（10^-7s）与水反应形成大量自由基和臭氧，在高压放电等离子体中自由基种类很多，主要有羟基自由基·OH、水合电子e_aq^-、·O、HO₂·等，它们都具有强的氧化性。 

臭氧具有很强的水溶性，其在水中的溶解度约为氧气的13倍，臭氧溶于水后发生一系列反应生成氧化能力极强的·OH。 

高压放电过程中由于高能电子的轰击作用，可以在水溶液中生成H₂O₂，并在高压放电产生的UV的作用下进一步分解为氧化能力极强的·OH。 

利用高压放电产生等离子体，已经应用于静电除尘、空气净化等领域。但是采用等离子体处理污水时易造成氨氮含量的升高，在处理污染物的同时又带来新的污染物，从而制约了等离子体在污水治理方面的应用。 

吹脱法用于脱除水中溶解气体和某些挥发性物质，但该法是将污染物从水中分离至大气中，造成原本存于水中的溶解气体和可挥发性物质进一步污染大气。 

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，针对景观水体微污染日益加剧的现实，提供一种采用低温等离子体及吹脱联合工艺治理景观水的方法，该综合处理方法将两种工艺有机结合并协同处理景观水，有效地解决或缓解了景观水体污染的紧张局势。 

本发明的目的可以通过以下措施达到： 

一种采用低温等离子体及吹脱联合工艺治理景观水的方法，将景观水过滤后通入低温等离子体反应器中，采用高压气液混合放电产生的低温等离子体进行处理，处理后的出水经调节pH值，再从顶部进入吹脱塔内，与从底部进入吹脱塔的空气逆向流动进行吹脱处理。

低温等离子体反应器采用高压放电的方式产生等离子体。在反应器底部注入空气，使下层溶液内的气体均匀分布，在下层溶液和上层溶液之间对应设置的针电极和板电极之间施加高压脉冲，在高强电场作用下，产生等离子体反应。气液混合放电方法不仅可以产生O₃、H₂O₂、高能电子和紫外光辐射，而且还会产生大量的活性物质(OH·、H·、O·等)。这些高能量的电子（1-10eV）和强氧化性物质可有效降解景观水体中的有机污染物。低温等离子体反应器中高压放电由高频高压电源产生，高频高压电源的功率为20～100W，产生的电流频率为5～35kHz，优选为15～25kHz，最优选20kHz左右；高压放电采用针板式反应器，针板式反应器的规格具体规格根据通过最大进水量设计；针板式反应器的针电极采用中空的不锈钢针电极，板电极为正方形不锈钢板，正、负电极间距3～5mm，放电气体由风机供给。 

低温等离子体处理后的出水调节pH值至9～11，优选pH值为10。一般可采用石灰水或其他碱性溶液调节低温等离子体处理后的出水的pH值。 

吹脱塔采用逆流操作，塔内装有拉西环填料，以增加气-液传质面积从而有利于氨气从废水中解吸。废水被提升到吹脱塔的塔顶，并分布到填料的整个表面，通过填料往下流，与气体逆向流动，空气中氨的分压随氨的去除程度增加而增加，随气液比增加而减少。