[实用新型]一种低温等离子体协同光催化处理污染土壤的反应器

说明书

本实用新型涉及一种污染土壤处理的技术领域，尤其是涉及一种低温等离子体协同光催化处理污染土壤的反应器。

土壤是人类赖以生存的物质基础，是不可缺少、不可再生的自然资源。大量化工产品的生产导致土壤污染越来越严重，造成了土壤中有机物的富集，尤其是挥发性有机物(VOCs)、多环芳烃(PAHs)、持久性有机物(POPs)等难降解的有机物。VOCs、PAHs和POPs都具有“三致”作用，且会产生光致毒效应，在土壤中具有隐弊性大、潜伏期长、涉及面广、治理困难等特点，如不及时去除，将严重威胁食品安全和人体健康。如何对土壤中大量残留的有机污染物进行快速、有效的修复已经成为亟需解决的技术难题。

有机物污染土壤的传统修复方法有氧化燃烧、热脱附、化学修复、物理修复、生物修复、气相抽提法等。其中异地氧化燃烧法及热脱附法应用较多。但燃烧法在对土壤进行焚烧的过程中会产生二噁英等二次污染物，将对大气造成更严重污染。而热脱附则仅进行了简单的物理分离，将污染物从一相转化为另一相，并没有对有机污染物起到根本的破坏作用，不能将有机污染物彻底降解，因此传统的有机物污染土壤修复方法均存在一些局限性。

等离子体技术和光催化技术是近年来出现的气态污染物治理领域的热点技术。相比于传统的空气净化技术，等离子体技术具有处理流程短、效率高、能耗低、适用范围广等特点，尤其是低温等离子体(NTP)可以产生很多高活性的粒子(如电子、活性基团等)，与难降解的有机污染物发生反应，使其转化或分解为无害物质。光催化技术则具有能耗低、操作简单、反应条件温和、二次污染少等优点。两者都被认为是一种极具前途的环境污染深度净化技术。将这两种净化技术有效结合已成为大气污染控制领域新的研究方向。

等离子体技术和光催化技术逐渐被应用于污染土壤的处理领域中，公开号为CN102671526A的专利公开了一种用低温等离子体处理土壤挥发性有机污染物的装置，该装置利用热风将吸附在土壤中的挥发性有机污染物释出，热风携带挥发性有机污染物通过管道进入低温等离子体反应器中，利用低温等离子体发生器放电产生的活性粒子处理挥发性有机污染物，该处理方式仅采用低温等离子体技术处理有机污染物，不能一次处理完全，需采用处理多次的方式才能完全去除挥发性有机污染物，能耗高，易产生二次污染。

公开号为CN102553901A的专利公开了一种光催化土壤净化系统，该系统由土地加热装置、加热管道及不织布层组成，不织布层上依次覆有二氧化钛与吸附剂混合层、透明膜层，该系统利用光催化反应可去除土壤中的氯化物，但光催化反应仅去除土壤中通过加热挥发出来的部分污染物，处理效果不佳，会造成污染物的一定残留。

本实用新型针对现有处理土壤中有机污染物的反应器处理效果差、二次污染大等问题，提供了一种低温等离子体协同光催化处理污染土壤的反应器，进行有机物污染土壤的高效处理，减少其对环境的二次污染。

一种低温等离子体协同光催化处理污染土壤的反应器，包括两端分别设置进气口和出气口的反应筒体，所述的反应筒体沿轴向分为两段，其中靠近进气口的一段为低温等离子体反应段，靠近出气口的一段为光催化反应段。

污染土壤在低温等离子体反应段经过一次处理后，挥发出的残余有机物进入光催化反应段进行二次处理，该反应器突破了传统反应器只采用单种技术处理污染土壤的缺陷，将低温等离子体技术与光催化技术结合，充分发挥两者的协同处理作用，污染土壤处理效果好，二次污染低。低温等离子体反应段产生的活性物质臭氧能在光催化阶段分解，不仅解决了单纯低温等离子体产生臭氧等副产物的问题，而且臭氧的分解能够提高光催化性能，促进有机物的深度降解。

所述反应筒体的横截面为方形，为了强化气流扰动，增加气流停留时间，提高低温等离子体反应段的处理效果，所述的进气口处设有涡流发生装置，优选涡流发生装置为旋流板形式。

所述反应筒体的横截面为方形，为了强化气流扰动，增加气流停留时间，提高低温等离子体反应段的处理效果，所述的进气口处设有涡流发生装置，优选涡流发生装置为旋流板形式。

随后，为了消除低温等离子体反应段产生的涡流，使气流均匀的进入光催化反应段，提高光催化反应段污染物的降解效果，所述的低温等离子体反应段与光催化反应段交界处设有气流均布装置，优选气流均布装置为多孔结构的不锈钢板。