[发明专利]一种高压放电等离子体高COD乳化废水破乳降解装置

说明书

本发明为一种高压放电等离子体设备，主要用于含油乳化液破乳，其最大的特点在于高压极是对环形水柱放电，有利于降低局部放电温度提升放电效率，同时，本发明为一体式设备，除了高压放电高级氧化作用，还设置了吸附、过滤、泡沫还原及气、液混合等功能单元。当降解含有挥发性有机物及大量泡沫和重金属废水时，能体现出其最大优势。多种功能集于一体，体积小、占地少、运行方便、能量利用率高，可用于废水、废气的连续降解。

技术领域

本发明属于低温等离子体技术、含油乳化废水破乳及COD降解工艺技术领域，具体为沿面介质阻挡放电等离子体联合n-CSTR及多种功能单元主要处理高COD含油乳化废液的设备。

背景技术

随着石油化工、机械加工、食品加工、金属表面清洗等行业的发展，各种高浓度、难降解含油乳化废水排放急剧增加，由此给水体、土壤、植被、微生物等生态环境造成威胁。高浓度含油乳化废水由于其成分复杂、重金属离子超标、乳化油和表面活性剂难分离，加之含有溶解态和易挥发有毒物质，成为各种工业废水中的处理重点和难点。所谓含油乳化废水是指在生产加工过程中，各种成分的油在不同表面活性剂的作用下形成高度分散和稳定的乳化状态，其能在自然状态下长时间保持乳化态。由于生产工艺的差异，加之含油乳化废水中混入了重金属离子、氰化物、挥发性有机物等，因此，常规的工艺难以降解和分离其中的污染物，更无法直接进行生化处理。

传统处理含油乳化废水的方法主要是通过投加絮凝剂、酸化、气浮、过滤等手段分离乳化废水中的油分，达到消除乳化状态、油水分离的目的，而其中的重金属、难降解溶解性有机物却为得到去除。不仅药剂用量大、工艺繁琐、构筑物多而导致占地大，而且处理后不达标的水直接排放给自然环境及后续处理都造成影响。另一方面，当采用压滤或膜过滤等手段处理含油乳化废水时，其工艺流程得以简化，构筑物占地也大大缩小，但在运行过程中，膜污染及堵塞成为限制该工艺的最大问题，同时，小分子的污染物及重金属离子仍然无法得到有效去除。因此，急需一种高效、全面、简单的方法，切实有效地降解该类废水。

等离子体技术是一种集自由基氧化、臭氧氧化、高能电子轰击、超临界效应、紫外光解、局部热效应等多种作用于一体的高级氧化技术，是物理、化学和环境科学与工程等学科交叉的综合性手段。等离子体是多种活性自由基、高能电子、生态氧、阴阳离子的聚集态，这些粒子能与气体或废水中的有机物污染物分子碰撞，进而发生一系列复杂反应，在极短时间内高效率、无选择性的实现有机物的破坏、断链、氧化分解，达到降解有机污染物的目的。同时，等离子体技术在处理难降解有机废弃物过程中，体现出能耗低、效率高、无二次污染等特点，能有效处理几乎所有有机污染物，但是单独使用等离子体技术存在能量利用率偏低、无机污染物和重金属离子等难处理问题。

因此，对反应器进行了特殊结构设计，主体部分由多级全混式反应器（n-CSTR）和核心放电组件组成，n-CSTR相互之间又形成推流式运行，实现了污染物浓度、活性物质梯度化，能量利用率提升。整个装置分为上半部分和下半部分，前者由填料池一（c）、填料池二（d）、沉淀池（e）组成，用于处理下半部上来水中的无机物，离子态污染物及悬浮物。后者由放电组件（18）、四级全混流反应池（a）、泡沫还原单元（b）组成，形成了多功能、高效率、高传质效率运行模式。和传统单一反应器相比，该装置可解决成分更为复杂的各种有机工业废水难降解问题，且由放电组件产生的光能、电能及各种物理化学能可很好地被利用，减少能量浪费。综上所述，本发明尝试使用以高压放电等离子体为主导，多种后续处理工艺相结合的技术来解决成分复杂、高度乳化的O/W型水性油漆废水。并开发一种新型多功能、低成本、高效率放电等离子体处理设备。

发明内容

鉴于当前破乳工艺及放电等离子体技术中存在上述的一个或多个缺陷，本发明提供了一种基于沿面介质阻挡放电等离子体联合n-CSTR反应器并搭配吸附、过滤、离子交换于一体的废水处理装置。