[发明专利]气液混合介质阻挡放电水处理装置与方法

说明书

技术领域

本发明属于低温等离子体应用及废水处理技术领域，具体涉及一种采用气液混合介质阻挡放电等离子体水处理装置与方法。

背景技术

随着经济的发展，我国目前正面临着水资源短缺和水污染严重的双重环境问题。传统的生物处理技术难以满足日益复杂的水质处理要求，如染料废水、农药废水、含持久性有机污染物废水等的处理。

放电等离子体水处理被认为是一种新型的水处理高级氧化技术，它兼具臭氧氧化、紫外光降解、自由基氧化、热解和高能电子辐射等多种作用于一体，能有效去除废水中的各种污染物，尤其是难降解的有机污染物，具有处理范围广、处理效率高和无二次污染等优点。介质阻挡放电等离子体处理废水是在电极之间放置阻挡介质，将两电极隔开，在高压作用下，放电电极间的气体就会被击穿，形成不均匀的火花通道，电离产生的电子在电场作用下，以很高的速度向阳极运动，使放电气体进一步电离，形成电子流，电子流逐步扩大以致充满整个放电通道，从而在两电极间形成均匀的介质阻挡放电，产生OH^●、H^●、O^●、HO₂^●、O₃、H₂O₂等高活性粒子，它们作用于待处理的废水，与废水中难降解有机污染物密切接触，发生分解和氧化还原反应等，同时放电产生的热还能使有机污染物发生一定的热解，有机污染物中的C-C键和苯环会发生断裂，这样大分子有机物变成H₂O和CO₂等小分子物质，从而达到脱除难降解有机污染物的目的，因此，介质阻挡放电等离子体处理废水技术具有重要的实用价值和广阔的应用前景。

传统处理废水的介质阻挡放电等离子体是使用诸如空气、Ar、N₂等气体作为工作介质，产生的等离子体通过气体或液体的传质作用进入水溶液里对废水进行处理，存在等离子体不均匀稳定、自由基不能及时被有效地利用、活性粒子与废水中有机污染物接触不充分和成本高等问题。因此开发出一种新型均匀稳定、脱除效率高和成本低的介质阻挡放电水处理装置具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种气液混合介质阻挡放电水处理装置及处理方法。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

一种气液混合介质阻挡放电水处理装置，其特征在于：包括反应器、等离子体发生装置、以及相应的测量控制系统，所述的反应器是由金属罐和与其相扣的绝缘盖构成，所述的绝缘盖安装有安全阀和多个排列有序的通孔，所述通孔分别为高压电极的插入孔，气体排出口和雾化喷淋口，所述的金属罐底部布置有一出液口，通过控制阀连接接至热交换器；所述的等离子体发生装置由高压电极、地电极和等离子体电源构成，所述的高压电极被绝缘介质材料包覆，并通过所述的绝缘盖通孔插入到金属罐中，所述的等离子体电源一端连接高压电极，一端连接金属外壳；还包括预处理装置、雾化喷淋装置，所述的预处理装置包括过滤池和调质池，待处理废液经过预处理装置处理后直接流入所述的雾化喷淋装置，所述的雾化喷淋装置通过气液循环泵连接至雾化喷嘴，所述的雾化喷嘴经的所述的绝缘盖上雾化喷淋口安装于反应器顶部；所述的气体排出口通过管道连接到冷凝器，然后分别接至气液循环泵的进气口和进液口。

所述的高压电极一端被绝缘介质完全包覆并插入反应器内接近于反应器底部，另一端接等离子体电源高压端，反应器金属罐外壳接等离子体电源回路的地端；所述的高压电极为金属材质或其它导电体材料，电极数量根据绝缘盖尺寸来布置，数量不限。

所述的喷淋嘴将混合气体的废水以雾状的形式喷出，布置于高压电极之间。

所述的等离子体电源为高压交流电源或双极性高压脉冲电源。

所述的金属罐材质为金属导体，也可以使用非金属材质，当反应器为金属材质时，其外壳接等离子体电源回路的地端；当使用非金属材质时，与等离子体电源接地端相连的地电极可通过浸入废水中的金属导体引出。

所述的安全阀为能够承受2个大气压的安全阀，固定于绝缘盖上，能够保证在处理废水过程中的安全性，避免处理过程中由于偶然因素导致的压力突然增加造成的危险。

一种气液混合介质阻挡放电水处理方法，其特征在于，包括有以下步骤：

1、通过进水口加入待处理废水进入过滤池；

2、废水中颗粒物的去除达到要求后，开启水泵，将废水导入调质池，对废水pH值、电导率进行调节，添加催化剂，开启气液循环泵；