[实用新型]一种介质阻挡放电水处理装置

说明书

技术领域

本实用新型属于低温等离子体发生技术及水处理应用技术领域，涉及一种高压高频脉冲气液混合介质阻挡放电等离子体处理废水的装置。

背景技术

水资源污染是世界各国普遍面临的急需解决的问题之一，且其恶化趋势愈演愈烈，使得传统生物化学处理技术难以完全解决水污染的诸多问题，如脱氮除磷、脱色除臭、杀菌去微生物、降解持久性有机污染物等。

以液体内埋入电极的高压脉冲介质阻挡放电等离子体处理废水，作为一项更有效和更低成本的治理技术，有着重要的实用价值。该技术将阻挡介质放置于电极之间，将两电极隔开，在两电极间施加高压脉冲电压时，电极间隙的气体就会击穿，产生大量细微的快脉冲放电通道，在电子通过通道的过程中，一些激发态原子和分子会自发地发射紫外辐射。放电产生的低温等离子体，作用于被处理的工业废水和印染废水中的难生物降解污染物，具有处理效果好、脱色迅速、无二次污染等特点。并且介质阻挡放电具有均匀、漫散和稳定的特点，在介质阻挡放电过程中产生的电子能量远高于电晕放电、火花放电的平均电子能量值，可以充分使有机物分子、水分子、氧气分子产生电离，从而激发出许多活性更高的粒子，这些活性物质及其高能电子轰击污染物质中C-C键及不饱和键，发生断键和开环等一系列反应，使大分子有毒物质变成小分子安全物质，乃至最终将其去除，使废水无害化。因此，高压脉冲介质阻挡放电等离子体处理废水技术具有广泛的应用前景。虽然已有一些将介质阻挡放电技术应用于废水处理的研究，但传统高压脉冲介质阻挡放电等离子体处理废水的方法是在气体中产生介质阻挡放电，产生的等离子体气体通过传质过程通入水里进行污水处理，存在传质效率低、短寿命物质无法有效传质、成本高等问题。因此开发一种传质效率高、污染物脱除效率高、成本低的介质阻挡放电水处理技术和装置意义重大。而本实用新型所述的悬浮电极的单水电极放电处理废水处理方法可解决以上问题，且未见报道。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的是提供一种传质效率高、污染物脱除效率高、成本低的介质阻挡放电水处理装置。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种介质阻挡放电水处理装置，包括反应器壳体、阻挡介质层、板式高压电极、板式接地电极、悬浮电极、螺旋可调支柱A、螺旋可调支柱B和高压高频脉冲电源，所述的螺旋可调支柱B有4个，其一端位于反应器底面、另一端支撑阻挡介质层，所述的板式高压电极位于阻挡介质层之上，所述的悬浮电极通过个螺旋可调支柱B支撑，螺旋可调支柱B的顶端用螺母将悬浮电极固定，所述的板式接地电极固定在反应器底面，所述的板式高压电极通过电缆与高压高频脉冲电源连接，反应器中装有待处理溶液；所述的板式接地电极位于待处理溶液中，待处理溶液作为地电极。

本实用新型所述的高压高频脉冲电源的峰值电压为1-60kV、频率1-30kHz。

本实用新型所述的悬浮电极是网状悬浮电极，铺设在待处理溶液表层。

本实用新型所述的网状悬浮电极的材料为绝缘材料或金属材料。

本实用新型的基本原理如下：

将板式接地电极置于待处理溶液中，直接以待处理溶液作为一个间接地电极，阻挡介质放层置于待处理溶液表面与板式高压电极之间，当在两电极上施加足够高的交流电压时，两电极间的气体即使在很高的气压下也会被击穿而形成介质阻挡放电。这种介质阻挡放电表现为均匀、漫散和稳定，貌似低气压的辉光放电。当待处理溶液介质阻挡放电等离子体产生时，电子在外加电场的作用下与气体分子频繁碰撞，快速移动并进行能量的相互传递。高速运动的电子和离子使放电区域迅速扩大，最后产生一个贯穿放电空间的高电导率的丝状放电通道，直至待处理溶液表面。介质阻挡放电产生的非热等离子体分布在贯穿放电空间的丝状放电通道内，可使气体发生电离，产生各种活性自由基或带电荷的原子和基团，如·OH、O₃、·O、H₂O₂等，整体具有强氧化性，能直接传质到待处理溶液中。同时，待处理溶液既作为介质又作为地电极，可在待处理溶液内同时发生电化学反应。反应过程中的活性自由基及高能电子轰击污染物质中C-C键及不饱和键，发生断键和开环等一系列反应，使大分子有机物变成小分子无机物，乃至最终将其去除，使待处理溶液中的污染物脱除、无害化。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型将板式地电极置于待处理溶液中，直接以待处理溶液作为一个间接电极，产生的等离子体中活性物质可以直接传质到待处理溶液里，传质效率高，所需时间短。