[发明专利]等离子体放电去除中药废水毒性的装置

说明书

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，具体涉及等离子体放电去除中药废水毒性的装置。

背景技术

近年来，中药使用量大幅度增加。而炮制中药所产生的废水具有一定的毒性，在和其他废水进行生化处理时，会将微生物杀死，不仅使中药废水得不到处理，而且其他的废水也因为微生物的消灭不能得到有效的降解，所以去除中药废水的毒性变得尤为重要。显然，传统的生化法不能够起到作用，而其他的物理和化学方法也不能得到很好的效果，处理成本高效果低，难以获得普遍的推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、处理效率高、能耗成本低的去除中药废水毒性装置。

本发明提出的去除中药废水毒性的装置，采用等离子体放电技术。该装置由脉冲功率电源1、污水槽2、水泵3、雾化喷头4、放电电极5、气泵6、反应器7、曝气池1）构成；其中：

脉冲功率电源1加在放电电极5上，放电电极5的另一端接地，脉冲功率电源1提供放电所需要的电参数；污水槽2用于接收从反应器7中回落的污水；水泵3与污水槽2相连，水泵3用于将污水槽2中的中药污水通过输送管输送到反应器7顶部；雾化喷头4设置于污水输送管端部，用于将污水雾化；气泵）通过进气口8与反应器7相连，通过出气口9与污水槽2相连，用于将放电电极5产生的气体循环至污水槽2中；曝气池10设置于反应器7下部，通过曝气将气体分散成更小的气泡。

本发明中，反应器7中的放电电极5可由正负电极成均匀交错排列。反应器中可设置有若干层这样的电极以增加反应效率，具体电极层数和每层电极对数需要根据反应器的大小和具体中药废水处理量的需求来确定。

本发明中，放电电极采用金属棒形式，外围套着一端开口一端封闭的石英管，一方面密封性比较好，另一方面也具有很好的绝缘能力。金属棒的长度约束在反应器的内部，确保放电区域都在反应器内，以提高放电利用效率。

装置的工作过程如下：

1．脉冲电源采用全固态开关技术，峰值电压10-50kv脉冲方波，重复频率0.1k-10khz。脉冲电源加在电极5上，同时电极的另一端接地。为了安全，整个反应器外壳接地。

2.污水槽2中污水经水泵输送到反应器的顶部，经过雾化喷头4向下喷出，使气体和液体得到充分的混合。

3.经过雾化喷头落下的水雾经过放电区域，进行放电处理后，经过反应器底部落入污水槽。为了得到高的处理效果，可根据需要对污水进行多次循环效果。

4.放电会产生大量的臭氧等活性氧化基团，由出气口8排出，经气泵回收通入到污水槽的底部，接着由曝气池进行曝气，使这些氧化基团充分的污水混合处理，进一步提高处理效率。

另外，电极外围套有石英介质材料，在纳秒脉冲条件下呈现出电容效应，阻止等离子体向电弧转化；同时也可防止电极腐蚀，延长使用寿命。在反应器内部，增加电极对数，通过串联方式，可获得更好的处理效果；也可设置多个反应器并联，增大污水处理量。

本发明用于去除中药废水毒性，不需要添加任何化学药剂，仅仅需要提供一定的电能，且没有任何有毒有害的产物排出，处理成本低，易于实现控制和自动化。还有对污水具有脱色效果。

本发明利用快脉冲放电产生的羟基自由基OH以及臭氧、过氧化氢、紫外光协同的高级氧化技术，使分子中含有有毒基团的结构得到破坏氧化，从而达到去除污水毒性的目的。羟基自由基OH的氧化还原电势为5.23eV，臭氧的氧化还原电势为3.75eV，而常见的C-O键键能为3.71eV，C=C键为4.96eV，O-H键位4.81eV，C-H键为4.29eV，C-C键为3.61eV，可以分析出羟基自由基能氧化绝大部分的分子键，所以能达到破坏大分子结构的作用。利用快脉冲放电能产生大量的羟基自由基等氧化集团，这些基团与雾化后的气液混合物进行充分混合，与水中的有毒有机物进行加成、夺氢、电子转移、断键等一系列物理化学反应，从而使有毒基团得到破坏，生成其他无毒且易于生化降解的有机小分子，甚至能把有机物氧化成二氧化碳和水，接近完全矿化，从而达到氧化去除的效果。而且经过等离子体放电处理过的中药废水，也有利于后续的生化降解，进一步降低处理成本，最终达到排放的标准。

本发明提供了一种新型的去除中药废水毒性的方法—等离子体放电法，克服了目前处理方法效率低，成本高的不足，同时也能有效的提高中药废水的生化性，更方便的与后续的生化处理相结合，实现中药废水的达标排放；同时该设备结构简单，操作方便，处理成本较目前大方法大为降低。

附图说明

图1为整个系统结构示意图。