CN101559994B - 一种双通道放电等离子体水处理装置 - Google Patents

一种双通道放电等离子体水处理装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101559994B
CN101559994B CN2009100225625A CN200910022562A CN101559994B CN 101559994 B CN101559994 B CN 101559994B CN 2009100225625 A CN2009100225625 A CN 2009100225625A CN 200910022562 A CN200910022562 A CN 200910022562A CN 101559994 B CN101559994 B CN 101559994B
Authority
CN
China
Prior art keywords
dual channel
discharge plasma
channel device
electrode
treating aqueous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN2009100225625A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101559994A (zh
Inventor
陈杰瑢
陆镝莱
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xian Jiaotong University
Original Assignee
Xian Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian Jiaotong University filed Critical Xian Jiaotong University
Priority to CN2009100225625A priority Critical patent/CN101559994B/zh
Publication of CN101559994A publication Critical patent/CN101559994A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101559994B publication Critical patent/CN101559994B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)

Abstract

本发明涉及废水处理领域，公开了一种双通道放电等离子体水处理装置。它包括：漏磁变压器，水槽，设置在水槽上方的绝缘板，绝缘板上设置有一对或多对电极，每对电极的放电端部之间的水平距离至少为该放电端部与水面的垂直距离的五倍，所述漏磁变压器的高压输出端连接每对电极，每对电极下方的水体为中间导体，电极与水面之间产生等离子体。

Description

一种双通道放电等离子体水处理装置
技术领域
本发明涉及废水处理领域，特别涉及一种双通道放电等离子体水处理装置。
背景技术
难降解有毒有害有机废水的处理是环境工程的难点。高级氧化技术(AOPs)是近20年来兴起的水处理新技术，这类技术的特征是通过在水中激发产生羟基自由基(·OH)将污染物氧化去除。如Fenton法，其典型的反应：
Fe2++H2O2→Fe3++OH-+·OH；Fe3++H2O2→Fe2++HO2+H+。
通过·OH极强的氧化能力将有机污染物氧化降解，以达到降解污水的目的。然而，这类方法具有以下缺点：·OH氧化能力和选择性受局限，水温、浊度、pH、CO3 2-和悬浮物干扰反应，处理成本高，而且试剂储存和使用过程存在不安全性和二次污染问题。
等离子化学技术由于其具有平均体系能量高、超常化学活性等特点，能够在实现传统化学热力学、动力学条件下不能实现的反应，在废水处理领域的应用越来越受到重视。
滑动弧光放电等离子体污水处理技术是近年来正在发展的一种以等离子体化学为技术背景的废水处理技术。该技术通过载气放电，产生非平衡态等离子体。非平衡态等离子体中除了含有大量带负电的高能电子，还含有N·、·OH、O·、H2O2、HO2·、O3等活性粒子，以及具有较强光解作用的紫外线。该技术在处理时必须先雾化待处理废水，再由载气携带至等离子体区。因此，其设备复杂且电极需直接接触水雾，易被腐蚀，影响电极寿命，而且会造成水体的二次污染。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单的双通道放电等离子体水处理装置，它的电极不接触水体，不易被腐蚀，也不会对水体造成二次污染。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种双通道放电等离子体水处理装置，其特征在于，包括漏磁变压器，水槽，设置在水槽上方的绝缘板，绝缘板上设置有一对或多对电极，每对电极的放电端部之间的水平距离至少为该放电端部与水面的垂直距离的五倍，所述漏磁变压器的高压输出端连接每对电极，每对电极下方的水体为中间导体，电极与水面之间产生等离子体。
本发明的进一步改进和特点在于：
所述绝缘板采用水泥石棉板。
所述电极采用钡钨合金或钍钨合金做成。
所述电极外固定有绝缘套管，绝缘套管贯穿并固定在绝缘板上；所述绝缘套管采用聚四氟乙烯或尼龙材料做成。
本发明的双通道放电等离子体水处理装置，在电极之间产生极高电场，待处理水体近似为导体，且水面距离电极的放电端部的间距较之两个电极的放电端部之间的间距小得多，导致其电场强度远大于电极的放电端部间的电场强度。因此，每个电极的放电端和水面之间，同时各自形成放电通道(即双通道)，产生的等离子体直接喷向水面。
放电通道中产生的等离子体属于局部热平衡等离子体，中心温度达数千开至上万开。等离子体中除了含有大量带负电的高能电子、O+、O2+、O2 +、N+、N2+、N2 +等，还含有N·、·OH、O·、H2O2、HO2·等活性粒子基团以及少量的紫外线和O3等。污水中的有机污染物在高能电子和离子的轰击下分解、活性粒子氧化等作用下降解为小分子有机物，甚至直接降解为二氧化碳和水或矿物质，从而达到水处理的目的。
附图说明
图1为漏磁变压器的电路图；
图2为发明的一种双通道放电等离子体水处理装置的结构示意图。
具体实施方式
参照图1，双通道放电等离子体水处理装置的电压源有漏磁变压器提供，漏磁变压器的输入端连接电网，其高压输出端连接每对电极。每对电极在放电时，其阻抗特性不同于普通的纯电阻、电感、电容网络负载的正阻抗特性，而是呈现一种非线性的、负阻抗特性。即存在随着电流强度增长，电压降反而下降的可能状态。这样的工作状态会引发电流增长过大，放电状态不稳定，容易烧毁电源。采用漏磁变压器，在开始工作时负载接近空载，阻值无限大，输入电压等于空载电压，漏抗压降很小；而当电极放电工作时，负载阻抗急剧下降，放电电流急剧增加，而漏抗两端电压增加，将使放电电流维持在定值范围内，以实现稳定的气体放电，产生稳定的等离子体。本实施例为以小型的双通道放电等离子体水处理装置，其漏磁变压器的输入电压为180～250V，交流频率50Hz；输出空载电压15～18KV；输出电流100～200mA。
参照图2，双通道放电等离子体水处理装置中，水槽2可采用水冷玻璃材料制作而成，水槽2设置有进水口和出水口，进水口前端设置有进水阀和流量计。水槽上方设置有绝缘板3，绝缘板3上设置有一对或多对电极5。电极5宜采用耐高温的金属(钡钨合金或钍钨合金等)材料制作，电极5下端磨尖，成为放电端部，电极5安装在阻燃、高压绝缘材料绝缘套管4内，绝缘套管4可采用聚四氟乙烯或尼龙等绝缘材料。绝缘套管4安装在阻燃、耐热不形变的绝缘板2上，绝缘板2的材料可采用水泥石棉板。待处理水体处于电极5的放电端部的正下方，每对电极5的放电端部之间的水平距离至少为该放电端部与水面的垂直距离的五倍。如一对电极5的放电端部的间距为40mm，放电端部与水面之间的间距可以是约在0.5mm到8mm。通过控制进水阀开度，可以达到控制电极5的放电端部与水面之间的相对间距。正常工作时，漏磁变压器1的输入端连接电网，其高压输出端连接每对电极5，每对电极5下方的水体为中间导体，每个电极5与水面之间击穿空气，产生等离子体，用于水体处理。
实验例1
双通道放电等离子体水处理装置采用一对电极，为钍钨合金，直径1mm，尖端磨尖。绝缘套管可采用聚四氟乙烯，直径3mm，厚度1mm。电极安装在绝缘套管内部。电极的放电端部间距40mm，阻燃、耐热不形变的绝缘板选用水泥石棉板，厚度为10mm。放电端部与水面的距离为0.5mm。电源采用漏磁变压器，输入交流电压220V，输出交流空载电压15kV，输出功率20～30W。模拟的待处理废水为甲基紫溶液，浓度100mg/L，体积100毫升，静态于水槽中处理，结果如表1所示。
表1
  污染物   浓度   体积  处理时间(min)   脱色率
  甲基紫   100mg/L   100ml  6   87％
  甲基紫   100mg/L   100ml  10   95％
实验例2
双通道放电等离子体水处理装置采用两对电极，两对电极平行排列，间距为50mm，二者不相互影响；放电端部与水面的距离为8mm。电源采用漏磁变压器，输入交流电压220V，输出交流空载电压15～18kV，总输出功率60～75W，分两路分别提供给两对电极。模拟的待处理废水为酸性紫红溶液，浓度体积为40毫升，静态于水槽中处理，结果如表2所示。
表2
  污染物   浓度   体积   处理时间(min)   脱色率
  酸性紫红   100mg/L   40ml   3   98.5％
  酸性紫红   500mg/L   40ml   3   84％
  酸性紫红   1000mg/L   40ml   3   65％
实验例1和实验例2说明，本发明的双通道放电等离子体水处理装置，能够产生等离子体，对水进行处理；而且结构简单，电极不接触水体，不易被腐蚀，也不会对水体造成二次污染。
尽管以上结合附图对本发明的实施方式进行了描述，但发明并不局限于上述的具体实施方案，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明构思的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (5)

1.一种双通道放电等离子体水处理装置，其特征在于，包括漏磁变压器，水槽，设置在水槽上方的绝缘板，绝缘板上设置有一对或多对电极，每对电极的放电端部之间的水平距离至少为该放电端部与水面的垂直距离的五倍，所述漏磁变压器的高压输出端连接每对电极，每对电极下方的水体为中间导体，电极与水面之间产生等离子体。
2.根据权利要求1所述的一种双通道放电等离子体水处理装置，其特征在于，所述绝缘板采用水泥石棉板。
3.根据权利要求1所述的一种双通道放电等离子体水处理装置，其特征在于，所述电极采用钡钨合金或钍钨合金做成。
4.根据权利要求1所述的一种双通道放电等离子体水处理装置，其特征在于，所述电极外固定有绝缘套管，绝缘套管贯穿并固定在绝缘板上。
5.根据权利要求4所述的一种双通道放电等离子体水处理装置，其特征在于，所述绝缘套管采用聚四氟乙烯或尼龙材料做成。
CN2009100225625A 2009-05-15 2009-05-15 一种双通道放电等离子体水处理装置 Expired - Fee Related CN101559994B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100225625A CN101559994B (zh) 2009-05-15 2009-05-15 一种双通道放电等离子体水处理装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009100225625A CN101559994B (zh) 2009-05-15 2009-05-15 一种双通道放电等离子体水处理装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101559994A CN101559994A (zh) 2009-10-21
CN101559994B true CN101559994B (zh) 2010-11-10

Family

ID=41219000

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009100225625A Expired - Fee Related CN101559994B (zh) 2009-05-15 2009-05-15 一种双通道放电等离子体水处理装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101559994B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2492563A (en) * 2011-07-05 2013-01-09 Asta Solutions Ltd Liquid treatment using plasma

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102205998A (zh) * 2011-04-21 2011-10-05 西安交通大学 一种可显著提高有机废水可生化性的难降解有机废水处理方法
CN102267739B (zh) * 2011-07-08 2013-06-12 浙江商达环保有限公司 一种低温等离子体废水处理装置
CN103875581A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 陈晓波 一种小型等离子静水无加氧养鱼装置
CN103880146A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 陈晓波 一种免换水鱼缸等离子净水装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JP特开2000-288547A 2000.10.17
JP特开2008-126107A 2008.06.05
林跃强等.霓虹灯与漏磁变压器的合理匹配.《西南师范大学学报(自然科学版)》.1996,第21卷(第1期),49-52. *
林跃强等.霓虹灯与漏磁变压器的合理匹配.<<西南师范大学学报(自然科学版) >>.1996,第21卷(第1期),49-52.

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2492563A (en) * 2011-07-05 2013-01-09 Asta Solutions Ltd Liquid treatment using plasma
GB2492563B (en) * 2011-07-05 2018-08-15 Asta Solutions Ltd A liquid treatment apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
CN101559994A (zh) 2009-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101559994B (zh) 一种双通道放电等离子体水处理装置
CN105858814B (zh) 一种阵列式高密度水中介质阻挡放电废水处理装置
KR101579349B1 (ko) 플라즈마-멤브레인을 이용한 폐수 처리장치 및 폐수 처리방법
CN101565228B (zh) 纳秒脉冲放电等离子体处理难降解有机污水的设备
CN103112980B (zh) 一种流动式介质阻挡放电废水处理装置
CN203754483U (zh) 一种坝式dbd等离子体制药工业废水处理装置
CN110624372A (zh) 一种利用低温等离子体射流处理VOCs的方法
CN105289297B (zh) 一种治理有机废气的等离子体反应装置及方法
Son et al. Electrical discharges with liquid electrodes used in water decontamination
CN104229945B (zh) 部分回流加压曝气式等离子体污水处理装置
CN103537245A (zh) 一种用于制备羟基自由基的文丘里电离装置
CN201077784Y (zh) 辉光等离子体污水处理器
CN114349027A (zh) 一种低温等离子体去除工业废盐中有机物的方法和装置
CN209702341U (zh) 一种微波等离子体发生模块
CN104276621A (zh) 一种齿状电极结构的坝式dbd等离子体废水处理装置
CN104689692B (zh) 空气等离子体处理废气的装置及方法
CN206517656U (zh) 一种用于等离子发生器的放电电极
CN204185280U (zh) 两级新型介质阻挡放电等离子体废水处理装置
CN109761304A (zh) 用于水处理的微波等离子体发生模块、反应器及其应用
CN116004315A (zh) 等离子体技术联合催化剂降解废变压器油的装置及方法
CN109743831A (zh) 一种窄间隙等离子体放电装置及方法
Al-Jobouri et al. Design an ozone generator by using dielectric barrier discharge
Wang et al. Treatment of wastewater with high conductivity by pulsed discharge plasma
CN114409021A (zh) 一种低温等离子体装置处理废水的方法
CN109316913B (zh) 一种湿式放电反应器在去除废气中二氧化硫气体中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20101110

Termination date: 20130515