[发明专利]催化带辅助常压等离子体废水处理系统及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种催化剂辅助大气压介质阻挡放电污水处理系统，尤其涉及一种催化带辅助常压等离子体废水处理系统及其使用方法。

背景技术

近年来，低温等离子体应用于废水处理的技术研究十分活跃，经过该方法降解有机废水，效率高，没有二次污染。但是，多数低温等离子体是通过稀有气体电离产生的，应用于工业生产时存在两个重要缺陷：一是成本高，价格昂贵；二是能量利用率比较低。因而，大气压条件下的等离子体降解污水技术因其能克服以上缺点而越来越受到科研工作者的注意。传统的等离子体处理污水效果存在诸多不足，例如普通介质阻挡放电等离子体处理废水通常是直接通过产生的高氧化性的粒子来处理，能量利用率很低，处理不均匀，而且成本高，很难应用于工业生产中。如果能设计一种新型的常压低温等离子体污水处理系统，既能保证处理的高效性、均匀性，实现大面积、连续处理，又能同时降低能源消耗，减少成本，那么，这将显著提升处理的效果，增大工业应用的可能性。同时，将合适的催化剂负载在可弯曲薄片上套在放电管外面可有效吸收等离子体辐射光，提高催化剂的活性。如果将常压DBD等离子体系统和催化带技术相结合，将会大大调高污水的降解效率。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种催化带辅助常压等离子体废水处理系统及其使用方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种催化带辅助常压等离子体废水处理系统，该系统包括电源、正电极、若干个电离单元、水槽、气体收集管道、阀门、负电极；水槽的底部开有插孔；所述电离单元包括中空铜棒电极、进气口、石英管、催化带、出气口；中空铜棒电极插于石英管中，中空铜棒电极与正电极相连；石英管外裹有催化带，插入插孔中并与插孔密闭连接，水槽中装有废液；水槽与电源的负极相连；空气从进气孔进去，在石英管中的被电离后经过出气口、气体收集管道进入水槽中；阀门安装在气体收集管道上。

进一步地，所述催化带为负载四氧化三钴纳米线的镍箔。

一种催化带辅助常压等离子体废水处理系统的使用方法，该方法为：将所要降解的废水放置于水槽之中，从进气口处通入空气，然后打开阀门，将系统开启电源。

本发明的有益效果是：本发明的是采用石英管与废液组成的一个介质阻挡放电装置，可以通过调节放电功率，空气流量和改变催化剂类别等降解各种有机废水且能达到最好效果，克服了有些装置的能耗高，效率低的特点。而且，通过与催化剂的结合可以降解一些难以降解的有机物。首先，在整个系统工作的时候，石英管中产生均匀的等离子体，其产生的光辐射结合废液中的催化剂构成了一个光催化系统，能有效的降解部分有机废水。另外，空气被电离后产生的大量的活性粒子通过收集管道通入到废液中，这些活性粒子在气体的鼓泡作用下，与催化剂进一步结合可以有效降解相关有机物。本发明可以提高等离子体的能量利用率，降低成本，而且能够提高降解效率，为实现工业化运作创造了条件。

附图说明

图1为催化带辅助常压等离子体废水处理系统的结构示意图；

图2为电离单元的结构示意图；

其中，1、电源，2、正电极，3、电离单元，31、中空铜棒电极，32、进气口，33、石英管，34、催化带，35、出气口，4、水槽，41、插孔，5、气体收集管道；6、阀门；7、负电极。

具体实施方式

如图1所示，一种催化带辅助常压等离子体废水处理系统，该系统包括电源1、正电极2、若干个电离单元3、水槽4、气体收集管道5、阀门6、负电极7；水槽4的底部开有插孔41。

如图2所示，电离单元3包括中空铜棒电极31、石英管33、催化带34；石英管33上部开有进气口32，底部开有出气口35；中空铜棒电极31插于石英管33中，中空铜棒电极31与正电极2相连；石英管33外裹有催化带34，插入插孔41中并与插孔41密闭连接，水槽4中装有废液；水槽4与电源1的负极7相连；空气从进气孔32进去，在石英管33中的被电离后经过出气口35、气体收集管道5通入到水槽4中；阀门6安装在气体收集管道5上。

所述催化带34为负载四氧化三钴（Co₃O₄）纳米线的镍箔。

所述进气口32处设有浮子流量计。在一定的气体流量范围内，提高空气流量可以增强的废水处理效果。

石英管33中的中空铜棒电极31为正电极，水槽4中的废液作为液体电极为负极，中空铜棒电极31与液体电极组成等离子体发生装置。