CN101215027A - 一种采用低温等离子体技术处理废水的方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用低温等离子体技术处理废水的方法及其装置，将废水用水泵泵入布水器并通入布水板中，在布水板的上下分别安装高压极和接地极，在布水板和高压极之间安装石英玻璃板使之构成介质阻挡放电，利用介质阻挡放电过程中产生的O3、H2O2、OH·、H·、O·、高能电子以及紫外光与布水板上流动的废水中的污染物发生作用，从而达到去除污染物的目的。本方法在常温、常压下就可进行，反应条件温和，可控制性较强；反应器设备及其操作比较简单；反应过程中产生的高能电子、O3、H2O2和OH·、H·、O·等活性物质无选择地与水中的污染物反应，将其降解为二氧化碳、水和简单有机物。
Description
技术领域
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种废水处理方法及其装置，具体来说就是一种采用低温等离子体技术处理废水的方法及其装置。
背景技术
近年来，低温等离子体技术取得了长足的发展，低温等离子体技术的发展为环境污染治理技术的进一步发展提供了新的技术和工艺。低温等离子体技术中应用比较多的用于环境污染治理的方法是介质阻挡放电方法，介质阻挡放电是有绝缘介质插入放电空间的一种气体放电，介质可以覆盖在电极上或者悬挂在放电空间里，当在放电电极上施加足够高的交流电压时，电极间的气体，即使在很高气压下也会被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。介质阻挡放电方法不仅可以产生O3、H2O2、高能电子和紫外光，而且还会产生OH·、H·、O·等活性物质。臭氧具有极强的氧化功能，在水中的氧化还原电位为2.07V，仅次于氟(2.87V)，它的氧化能力高于氯(1.36V)、二氧化氯(1.5V)，所以它对水中有机污染物有很强的氧化能力；H2O2也是一种强氧化剂，它对水中有机污染物同样有很强的氧化能力；产生的OH·、H·、O·等都是高活性物质，可以迅速地同水中的污染物发生反应，从而达到去除有机物的目的。其中，OH·是典型的强氧化剂，其氧化还原电位为2.80V，是目前已知可在水处理中应用的氧化能力最强的氧化剂，其与水中大多数有机物反应较快，反应速率常数在108-1010M-1·S-1数量级范围内。
介质阻挡放电已经广泛应用于气态污染物的治理以及臭氧发生器的制造，采用介质阻挡放电方法产生臭氧并将其应用于水污染治理已经有了较大的进展。通常采用臭氧法处理废水是将产生的臭氧引入到气液反应器进行，这种方法只是利用了介质阻挡放电产生的臭氧以及其它寿命较长的活性物质，但是在介质阻挡放电过程中产生的那些寿命较短且活性较高的物质由于其存在的寿命很短而没有有效利用；另外介质阻挡放电产生的一些高能辐射，如紫外光辐射也没有能够有效的利用。
发明内容
本发明的目的是利用低温等离子体技术，针对现有介质阻挡放电在水污染治理方面的缺点，提供一种能够充分利用介质阻挡放电产生的各种物质并能连续处理的废水处理方法。
本发明的另一目的是提供一种采用低温等离子体技术处理废水的装置。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种采用低温等离子体技术处理废水的方法，将废水用水泵泵入布水器并通入布水板中，在布水板的上下分别安装高压极和接地极，在布水板和高压极之间安装石英玻璃板使之构成介质阻挡放电，利用介质阻挡放电过程中产生的O3、H2O2、H2O2、OH·、H·、O·、高能电子以及紫外光与布水板上流动的废水中的污染物发生作用，从而达到去除污染物的目的。其中活性物质为OH·、H·或O·。
高压极连接高频、高压电源，其电流频率为2.5-30kHz，电压峰值为8000-20000V。本发明处理的废水为含有机物的废水。
一种采用低温等离子体技术处理废水的装置，该装置由水泵、布水器、布水板、高压极、接地极和石英玻璃板组成，其中布水器的入口与水泵的出口相连，布水器的出口对着布水板，布水板安装在支架上并装在高压极和接地极之间，在布水板与高压极之间设有石英玻璃板。
在石英玻璃板与布水板之间设有0.5-1cm的间距为佳，石英玻璃板紧贴高压极。其中布水板的长宽比优选为3-5，其长度优选50-1000cm。布水板倾斜安装便于废水在布水板上形成水膜且布水更加均匀，倾斜角优选为5-20°。支架由绝缘材料制成。
高压极采用散热片式的布置方式，便于散热。高压极紧贴石英玻璃，接地极直接与大地相连，高压极和接地极的形状与布水板相同。
在布水器内可设置两个挡板，使水流沿着挡板折流，以便均匀布水，挡板缝隙大小根据水量大小确定。
水泵型号根据布水器和布水板的大小确定，选择水泵的标准是使废水在布水板上分布均匀，水泵的流量主要根据废水的水质确定，在能够使废水处理达标的前提下，尽量提高水泵的流量，以降低单位废水量的处理时间。
本发明直接在所需处理的废水表面进行介质阻挡放电，放电过程中产生的这些高活性物质和臭氧可以在“离子风”的作用下迅速到达液体表面与废水中污染物进行反应或者溶解在水中形成高活性物质对污染物进行降解；同时放电过程中产生的紫外光一方面能单独分解废水中的污染物，另一方面和臭氧联合作用分解废水中的污染物。
介质阻挡放电方法处理废水有以下优点：介质阻挡放电在常温、常压下就可进行，反应条件温和，可控制性较强；反应器设备及其操作比较简单；反应过程中产生的高能电子、O3、H2O2和活性物质(OH·、H·、O·等)无选择地与水中的污染物反应，将其降解为二氧化碳、水和简单有机物。
附图说明
图1是本发明的处理废水装置示意图。
具体实施方式
如图1所示，布水器的入口与水泵的出口相连，布水器的出口对着布水板，布水板倾斜安装，其为长方形，长宽比为4；布水板安装在支架上并装在高压极和接地极之间，在布水板与高压极之间设有石英玻璃板，石英玻璃板紧贴高压极，石英玻璃板与布水板之间设有0.8cm的间距并紧贴高压极。高压极和接地极的形状与布水板相同，接地极直接接地，高压极连接高频、高压电源，其电流频率为2.5-30kHz，电压峰值为8000-20000V。
打开高压电源，在布水板上方形成介质阻挡放电；开启水泵，使含有机物的废水以一定的流速流入布水器，废水沿着布水器内缝隙折流并且在布水板上均匀布水，此时，废水流经介质阻挡放电区域，废水中的污染物在介质阻挡放电产生的O3、H2O2、高能电子、紫外光、OH·、H·、O·等物质的作用下被降解，直至矿化。
Claims (9)
1.一种采用低温等离子体技术处理废水的方法，其特征在于将废水用水泵泵入布水器并通入布水板中，在布水板的上下分别安装高压极和接地极，在布水板和高压极之间安装石英玻璃板使之构成介质阻挡放电，利用介质阻挡放电过程中产生的O3、H2O2、OH·、H·、O·、高能电子以及紫外光与布水板上流动的废水中的污染物发生作用，从而达到去除污染物的目的。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的高压极连接高频、高压电源，其电流频率为2.5-30kHz，电压峰值为8000-20000V。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述的废水为含有机物的废水。
4.一种采用低温等离子体技术处理废水的装置，其特征在于该装置由水泵、布水器、布水板、高压极、接地极和石英玻璃板组成，其中布水器的入口与水泵的出口相连，布水器的出口对着布水板，布水板安装在支架上并装在高压极和接地极之间，在布水板与高压极之间设有石英玻璃板。
5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于的所述的石英玻璃板与所述的布水板之间设有0.5-1cm的间距并紧贴高压极。
6.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述的布水器内设置两个挡板。
7.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述的布水板的长宽比为3-5，高压极和接地极的形状与布水板相同。
8.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述的布水板倾斜安装，倾斜角为5-20°。
9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于所述的高压极采用散热片式的布置方式。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20080709 |