[发明专利]高压介质阻挡尖端放电等离子体处理污水的装置和方法

说明书

 

技术领域 本发明涉及有机污水处理领域，特别涉及一种高频高压介质阻挡尖端放电等离子体处理高浓度难降解有机污水的装置及方法。

 

背景技术 近年来，随着石油化工、煤化工、冶金、造纸、皮革、焦化和印染等行业的迅速发展，各种含有大量高浓度难降解有机污染物的污水相应增多，它们排入自然水体给环境造成严重的污染。

高浓度难降解有机污水的处理是污水处理领域的难点和重点。

高浓度难降解有机污水的特点是：污水中污染物浓度高、成份复杂、毒性大和难于生物降解。其主要成份是结构稳定的有机物质，比如带苯环结构或大分子长链结构等，包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氛化物、有机磷农药、表面活性剂和有机染料等有毒有害难降解有机污染物。难降解有机物是指被微生物分解时速度很慢，分解不彻底的有机物（也包括某些有机物的代谢产物），这类污染物易在生物体内富集，也容易成为水体的潜在污染源。

高浓度难降解有机污水采用传统的物化、生化处理工艺技术，极难降解处理或处理不彻底。环保工作者在探寻高效、经济处理该类废水的研究方面进行了各种尝试，提出了许多处理方法，比如超声波、电磁、微波、铁碳微电解、臭氧、菲顿试剂、紫外线和高温湿式氧化等等各种高级氧化方法，但这些处理方法运行成本高、处理效率低或氧化不彻底，导致出水不能达标。

近年来兴起的等离子体处理的技术，代表了污水处理领域的发展方向。所谓等离子体处理法，是指在高电压下放电过程中，产生等离子体用于污染物的净化处理。现有等离子体处理污水技术，大多数是采用金属电极击穿空气放电产生等离子体，这对金属电极的材料要求较高，特别是在大功率的工业化运行时，金属电极的损耗很大，实用性不强。

 

 发明内容 本发明所要解决的技术问题是为了避免现有技术中不足之处而提出一种高压介质阻挡尖端放电等离子体处理污水的装置和方法，通过阻挡介质尖端击穿空气放电产生等离子体而处理污水。

本发明可以通过采用以下技术方案来实现：

设计一种高压介质阻挡尖端放电等离子体处理污水的装置，包括至少一套介质阻挡尖端放电等离子体模块和反应槽，所述介质阻挡尖端放电等离子体模块又包括高频高压电源、高压电极、散热器、地电极和加注有导电液的放电介质管，所述高压电极和散热器置于放电介质管中，所述高频高压电源输出的两端分别与高压电极和地电极相连，所述地电极设置在反应槽内的污水中，所述放电介质管底部呈锥形，锥形尖端与反应槽内污水液面的距离为4~8mm。

进一步地，所述反应槽为推流式反应槽，待处理污水从反应槽的一侧流入，从另一侧流出。

进一步地，所述推流式反应槽的每一格中至少放置一套介质阻挡尖端放电等离子体模块。

设计一种高压介质阻挡尖端放电等离子体处理污水的装置的介质阻挡尖端放电等离子体模块，所述介质阻挡尖端放电等离子体模块包括高频高压电源、高压电极、散热器、地电极和加注有导电液的放电介质管，所述高压电极和散热器置于放电介质管中，所述高频高压电源输出的两端分别与高压电极和地电极相连，所述放电介质管底部呈锥形。

提出一种高压介质阻挡尖端放电等离子体处理污水的方法，包括以下步骤：

①将高频高压电源产生的高压加载在置于放电介质管之内的高压电极和置于反应槽内待处理污水中的地电极之上； 

②待处理污水从反应槽一侧流入，高压电极通过放电介质管底部锥形尖端击穿空气放电，产生等离子体。等离子体迅速进入反应槽内的待处理污水中，用于污水处理，放电介质管底部锥形尖端距离反应槽内污水液面的距离为4~8mm；

③待处理污水经过等离子体处理后，经反应槽另一侧流出采用后续工艺进行处理；

所述高频高压电源、高压电极、散热器、地电极和加注有导电液的放电介质管为一套介质阻挡尖端放电等离子体模块，所述高压电极和散热器置于放电介质管中。

进一步地，所述放电介质管管壁的厚度为0.5~3mm。

进一步地，所述反应槽为推流式反应槽，反应槽至少包括三格，水流在反应槽中呈波浪式行进。

进一步地，根据待处理污水的水量，所述介质阻挡尖端放电等离子体模块单套或者一套以上并联使用。

进一步地，所述放电介质管采用陶瓷或石英玻璃制成。