CN102328968B - 一种低温等离子体有机废液净化处理装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低温等离子体有机废液净化处理装置，包括高压脉冲电源和绝缘容器，所述绝缘容器上盖的外表面和底部外表面的中心位置分别设有高压电极板和接地电极板，所述高压电极板外的容器上盖上设有进液管；所述高压电极板与高压脉冲电源的高压端相连接，接地电极板与接地端相连接。该装置可高效地作用于待处理液体，结构简单，制作成本低，对有机废液的净化处理效果好，能耗较低，效率较高，特别适于小排量有机污水的净化处理，具有广阔的应用前景。

Description

一种低温等离子体有机废液净化处理装置

技术领域

本发明涉及一种有机废液净化处理装置，具体来说涉及一种低温等离子体有机废液净化处理装置，适用于处理医疗、实验室等小排量高浓度有机废水，特别是在医疗废水处理中除能降解有机物还能对废液起到良好的杀菌作用。

背景技术

现今社区诊所等小型医疗机构产生的医疗污水，学校实验室产生的有机废水大多未经处理直接排放。医疗污水中除有机废物外，还含有大量致病细菌；实验室有机废液中，大多含有对人体有害的有毒物质。未经处理的污水直接排放对周围环境存在直接或潜在影响。低温等离子体污染物控制及处理技术作为一种新兴的污染物处理技术，具有流程短、效率低、能耗低、使用范围广等特点，因此用其作为各类环境污染物的处理已成为当前国内外的热门研究之一。低温等离子体在废气处理、汽车尾气处理、废水处理、臭氧的合成等环境工程方面已获得日益广泛应用。

目前，低温等离子体对污水的处理主要技术有以下几种形式：

(1)先在气体中放电产生等离子体，然后将气体充入待处理废液中，但由于放电气体中的大部分活性粒子存活寿命极短，对水中有机物作用不大，导致处理效率低下。

(2)废液与气体形成气液混合物，再与等离子体接触氧化。其处理装置一般比较复杂，且因形成气液混合物，所需的能耗增加。

(3)在液体中直接放电，但目前仍难以解决电极溶出问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有等离子体污水处理技术处理效率较低，结构复杂，能耗高，电极易溶出的缺陷和不足，提供一种结构简单，操作方便，处理效率高，能耗低且特别适于小排量有机废液和污水处理的低温等离子体有机废液净化处理装置。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案如下：

一种低温等离子体有机废液净化处理装置，包括高压脉冲电源和绝缘容器，所述绝缘容器上盖的外表面和底部外表面的中心位置分别设有高压电极板和接地电极板，所述高压电极板外的容器上盖上设有进液管；所述高压电极板与高压脉冲电源的高压端相连接，接地电极板与接地端相连接。

所述绝缘容器为圆盘形，所述高压电极板和接地电极板均为圆形且直径相等，高压电极板和接地电极板的直径是绝缘容器内径的1/4～1/3，所述绝缘容器上盖与底部之间的高度是绝缘容器内径的1/5～2/5。圆形的高压电极板4和接地电极板5级成一对平板电极，均采用不锈钢、铜、铝等导电性能强的材料制成。

所述绝缘容器的上盖上还设有进气管。

所述绝缘容器的侧壁高于容器的上盖，所述进液管和进气管的管口均高于容器的侧壁。

所述绝缘容器侧壁的底端处设有出液管，出液管上设有管塞或截止阀。

所述绝缘容器、进液管、进气管和出液管采用石英玻璃一体制成。

所述容器的上盖和底部的厚度为1～3mm。

本发明的工作原理：

将有机废水通过进液管注入绝缘容器中，保留一定空间作为放电的气体介质层，一般情况下，绝缘容器内部的液面与上盖之间的最佳放电距离为5-10毫米。高压电极板接电源高压端，接地电极板接地，整个装置可置放在绝缘平台上。本发明所用配套高压脉冲交流电源的输入电压为220V，输入频率为50/60Hz，输出电压为0～30KV，输出频率为1～20KHz。其最佳放电电压为22kv，频率10.5KHz。放电前在上盖上部注入一定量水，避免裸露的高压电极板与空气直接接触，防止电极过热而损坏。接通电源后，放电空间产生低温等离子体，其中的高能粒子及各种活性物质进入液相，将有机废水中的有害有机物质有效地降解为无害的无机物小分子。本发明装置为间歇式反应装置，一次性放电40min以内，能对有机废水中的有机物质实现95％以上的降解效率，实际放电时间视废水内有机物的难降解程度而定。本发明装置的上盖上设置进气管，导入特殊气体(如氧气、惰性气体)，在绝缘容器内部的液面与上盖之间形成介质气层，可以进一步加强降解效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、在绝缘容器上盖和底部的外表面设置电极板，并以绝缘容器内部液面上方空间的气体作为气体介质层，所产生的低温等离子体能相对集中，并可使低温等离子体高效地作用于绝缘容器内部的待处理液体，对待处理液体的净化处理效果好。

2、绝缘容器上盖设计低于其侧壁的高度，且进液管的管口高于绝缘容器的侧壁，在放电工作以前，可以向上盖上注水，淹没高压电极板，避免裸露的高压电极板与空气直接接触，防止电极过热而损坏，可持续进行放电产生低温等离子体并净化液体的处理过程，提高了使用寿命。

3、在上盖上设置有两根进液管，可通过其中一根进液管向绝缘容器内注入介质气体，以提高降解效果。

4、绝缘容器为圆盘形，高压电极板和接地电极板均为圆形、直径相等且均为绝缘容器内径的1/4～1/3，绝缘容器上下表面之间的高度为绝缘容器内径的1/5～2/5，具有上述结构的装置放电均匀、稳定。

5、本发明结构简单，制作成本低，对有机废液的净化处理效果好，能耗较低，效率较高，特别适于小排量有机污水的净化处理，具有广阔的应用前景。

附图说明

图1是本发明实施例1的主视图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明实施例2的主视图。

图4是图3的俯视图。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1、图2所示，本发明的一种低温等离子体有机废液净化处理装置，包括高压脉冲电源和绝缘容器1，所述绝缘容器1的上盖2和底部的厚度均为2mm。所述绝缘容器1上盖2的外表面中心设置有高压电极板4，且在高压电极板4外的容器上盖2上设置有进液管3和进气管8，所述的绝缘容器1、进液管3和进气管8均采用石英玻璃制成并构成一个整体，不可拆卸。

所述绝缘容器1底部的外表面中心设置有接地电极板5，所述高压脉冲电源的高压端经导线与高压电极板4相连接，接地端经导线与接地电极板5相连接。

所述的绝缘容器1为圆盘形，所述高压电极板4和接地电极板5也均为圆形且直径相等，为提高放电及净化效果，高压电极板4和接地电极板5的直径是盘形绝缘容器内径的1/4，所述上盖2外表面至底部外表面的高度是绝缘容器1内径的1/5。圆形的高压电极板4和接地电极板5级构成一对平板电极，均采用不锈钢材料制成。

所述绝缘容器的侧壁高于容器的上盖，所述进液管和进气管的管口均高于容器的侧壁，即上盖2密封固定在绝缘容器1的内侧壁中。这样，可以向绝缘容器1的盖面上注水，淹没高压电极板4，以避免高压电极板4裸露在外与空气直接接触，并可防止高压电极板4因过热而损坏。

向绝缘容器1内部注入待处理液体，并预留一定的空间，接通电源，对绝缘容器1内部的空间放电产生低温等离子体，其中的高能粒子及各种活性物质进入液相，将待处理液体中的有害有机物质有效地降解为无害的无机物小分子，从而达到净化处理的目的。净化处理后绝缘容器1的内部液体可通过进液管3倒出。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：

高压电极板4和接地电极板5的直径是盘形绝缘容器内径的1/3，所述上盖2至底部的高度是绝缘容器1内径的2/5。圆形的高压电极板4和接地电极板5级均采用铜材料制成。

如图3、4所示，为了方便绝缘容器1内部液体的排放，所述绝缘容器1的侧壁上设置有出液管6，出液管6上设置有管塞7。绝缘容器1内部的液体净化处理完后，拔出管塞7，可将处理后的液体排出。所述绝缘容器1、进液管3、进气管8和出液管6均采用石英玻璃制成并构成一个整体。

实施例3

本实施例与实施例2的不同之处在于：

高压电极板4和接地电极板5的直径是盘形绝缘容器内径的2/7，所述上盖2外表面至底部外表面的高度是绝缘容器1内径的1/3。圆形的高压电极板4和接地电极板5级均采用铝材料制成。

所述绝缘容器1的侧壁上设置有出液管6，出液管6上设置有截止阀。绝缘容器1内部的液体净化处理完后，打开截止阀，可将处理后的液体排出。

为安装定位方便，还在绝缘容器1的底部和上盖2的中心各贴一片与平板电极对面积相同的圆形锡箔纸。

Claims (6)

1.一种低温等离子体有机废液净化处理装置，其特征在于，包括高压脉冲电源和绝缘容器,所述绝缘容器上盖的外表面和底部外表面的中心位置分别设有高压电极板和接地电极板,所述高压电极板外的容器上盖上设有进液管；所述高压电极板与高压脉冲电源的高压端相连接，接地电极板与接地端相连接；所述绝缘容器的上盖上还设有进气管；所述绝缘容器的侧壁高于容器的上盖,所述进液管和进气管的管口均高于容器的侧壁。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述绝缘容器为圆盘形,所述高压电极板和接地电极板均为圆形且直径相等,高压电极板和接地电极板的直径是绝缘容器内径的1/4～1/3,所述绝缘容器上盖与底部之间的高度是绝缘容器内径的1/5～2/5。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述绝缘容器侧壁的底端处设有出液管，出液管上设有管塞或截止阀。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述绝缘容器、进液管、进气管和出液管采用石英玻璃一体制成。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述高压电极板和接地电极板采用不锈钢、铜或铝材料制成。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述上盖和底部的厚度为1～3mm。

Images