CN103435141B - 连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种非平衡等离子体技术应用于水处理领域的装置，具体的说，涉及一种连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置，主要由高压脉冲放电反应器和二次反应器组成，高压脉冲放电反应器为圆柱形密闭容器，高压脉冲放电反应器上端等间距悬挂有数根高压电极，下端设有进气孔和进液孔，中间为一圆形平板接地电极；二次反应器为矩形密闭容器，二次反应器中间设有竖直挡板，反应空间呈U型结构，二次反应器一侧通过出液口a与高压脉冲放电反应器相通，另一侧通过出液口b与外界容器相通。本发明的优点是放电装置结构简单，可实现高效率的降解废水有机物，满足高效节能废水处理的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种非平衡等离子体技术应用于水处理领域的装置，具体的说，涉及一种连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置。
背景技术
随着工业技术的迅速发展，水质环境的逐步恶化，传统的水处理技术已经无法达到现今工业废水降解的要求。
高压脉冲放电水处理技术是一种新型的高级氧化技术，主要原理是气体放电在高压电极周围产生非平衡等离子区域，包含多种强氧化性物质如羟自由基、OH自由基、臭氧和过氧化氢，这些活性物质可以直接与废水污染物发生反应，直接将其氧化为二氧化碳、水或盐，不会产生二次污染，放电过程中还产生紫外线和超声波，一方面可分解有机物，另一方面可以和臭氧联合作用分解有害物质，因而高压脉冲放电在处理工业废水时可利用放电形成的活性物质和紫外线等进行复杂的物理和化学反应，这些对于降解工业废水中有机物是非常有效的。
通常，等离子体的产生效率和水处理的效果受很多因素的影响，包括等离子体的产生方式，反应器的结构，等离子体的产生环境以及放电电源的参数等，一般的反应器结构比较简单，放电产生的等离子体只能部分到达水面，且只与液体表面接触，下层液体的处理效果较差，很难有效地处理大量的废水；而且，在放电过程中，因放电电极产生的等离子体只局限于放电电极周围很小的区域，产生的活性物质未与废液充分接触，反应器中的气体和液体流出时直接将未完全反应的活性物质带出，致使废水处理效果不佳，因此必须设计一种最优化的反应器结构，使高压放电产生的等离子体与废水充分接触，增强高压放电处理废水的效率，满足高效节能型的废水处理技术的要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置，可实现高效率的降解废水有机物，满足高效节能废水处理的要求。
本发明的技术方案是：一种连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置，主要由高压脉冲放电反应器和二次反应器组成，其特征在于：所述的高压脉冲放电反应器为圆柱形密闭容器，高压脉冲放电反应器上端等间距悬挂有数根高压电极，下端设有进气孔和进液孔，中间为一圆形平板接地电极；所述的二次反应器为矩形密闭容器，二次反应器中间设有竖直挡板，反应空间呈U型结构，二次反应器一侧通过出液口a与高压脉冲放电反应器相通，另一侧通过出液口b与外界容器相通。
优选的是，所述的接地电极圆形平板的外环面与高压脉冲放电反应器内环面紧密贴合，接地电极远离进液口一端设有一个液体通孔。
优选的是，所述的高压电极为圆柱形针电极，共有7只，高压电极与接地电极的距离小于30mm。
优选的是，所述的进气孔和进液孔分别通过流量计和蠕动泵向高压脉冲放电反应器中充入气体和液体，气体流速为16—120L/h，液体流速为1.5—7.5L/h。
优选的是，所述的连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置的供电电源峰值电压为40—50KV，频率为60—120Hz。
本发明与现有技术相比的有益效果为：
（1）高压脉冲放电反应器的中间为一圆形平板接地电极，将放电区域中的待处理液体与已处理液体隔为两层，且因液体通孔和出液口a分别设于接地电极两端，致使待处理液体只能从液体通孔端流向出液口a，使放电产生的等离子体与液体有足够的接触时间和接触面积，提高废液的降解效率；
（2）高压脉冲放电反应器和二次反应器均为密闭容器，两容器中间设有出液口a，使反应体系中的等离子体和废液从高压脉冲放电反应器连续流入二次反应器，且因二次反应器的竖直挡板，反应空间呈U型液压结构，一方面对高压脉冲放电反应器起到增压作用，使反应器中液体呈层状流动，弥补了气液传质阻力对处理效果的影响，放电产生的等离子体更多的向液体中扩散，另一方面加大等离子体溶解于二次反应器液体中的浓度，进一步增加等离子体与废液的接触面积，提高降解效率；
（3）本发明的连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置，放电装置结构简单，可实现高效率的降解废水有机物，满足高效节能废水处理的要求。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的实施例2的实验效果图。
图中，1—高压脉冲放电反应器，2—二次反应器，3—高压电极，4—进气孔，5—进液孔，6—接地电极，7—出液口（a），8—出液口（b），9—液体通孔
具体实施方式
下面结合附图说明本发明的具体实施方式：
实施例1：
参见图1，一种连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置，主要由高压脉冲放电反应器1和二次反应器2组成，其特征在于：所述的高压脉冲放电反应器1为圆柱形密闭容器，高压脉冲放电反应器1上端等间距悬挂有数根高压电极3，下端设有进气孔4和进液孔5，中间为一圆形平板接地电极6；所述的二次反应器2为矩形密闭容器，二次反应器2中间设有竖直挡板，反应空间呈U型结构，二次反应器2一侧通过出液口（a）7与高压脉冲放电反应器1相通，另一侧通过出液口（b）8与外界容器相通。
高压脉冲放电反应器1的接地电极6圆形平板的外环面与高压脉冲放电反应器1内环面紧密贴合，接地电极6远离进液口5一端设有一个液体通孔9，待处理液体从接地电极6下层的进液孔5流入，经液体通孔9流至接地电极6的上层空间，实现层状流动，使放电产生的等离子体与液体有足够的接触时间和接触面积，提高废液的降解效率。
高压电极3为圆柱形针电极，共有7只，高压电极3与接地电极6的距离小于30mm，高压电极3上端通过导杆连接，通过调节导杆可以调整高压电极3与接地电极6的间距，以便达到最好的放电效果。
高压脉冲放电反应器1的底端的进气孔和进液孔分别通过流量计和蠕动泵向高压脉冲放电反应器中充入气体和液体，充入的气体主要是空气、氧气或臭氧，气体流速为16—120L/h，充入的液体主要是废液，液体流速为1.5—7.5L/h。
连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置的供电电源峰值电压为40—50KV，频率为60—120Hz。
实施例2：
在利用本发明实施例1的连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置进行高压脉冲放电水处理时，高压脉冲放电反应器1的进气孔连续充入氧气，气体流速为40L/h，，进液孔5连续充入废液亚甲基蓝水溶液的浓度范围10—40mg/L，液体流速为1.5—6L/h。高压电极3为7只圆柱形针电极，高压电极3与接地电极6的距离为25mm。废液和氧气经接地电极6一侧的液体通孔9流入至接地电极6的上层空间，进而流入高压电极3与接地电极6间放电产生等离子体区域，初次降解的废水再通过高压脉冲放电反应器1一侧的出液口（a）7流至二次反应器2中，因二次反应器2中间设有竖直挡板，反应空间呈U型结构，可加大等离子体溶解于液体中的浓度，进一步增加等离子体与废液的接触面积，提高降解效率。
图2给出了采用本发明的连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置进行高压脉冲放电水处理时进行亚甲基蓝水溶液的处理效果图，对二次反应器2中的亚甲基蓝水溶液每隔2分钟进行采样，用紫外-可见光光度计测量溶液的吸光度，处理效果由图2所示，经过16分钟的降解，亚甲基蓝水溶液的降解率最高可达98%。
Claims (5)
1.一种连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置，主要由高压脉冲放电反应器和二次反应器组成，其特征在于：所述的高压脉冲放电反应器为圆柱形密闭容器，高压脉冲放电反应器上端等间距悬挂有数根高压电极，下端设有进气孔和进液孔，中间为一圆形平板接地电极；所述的二次反应器为矩形密闭容器，二次反应器中间设有竖直挡板，反应空间呈U型结构，二次反应器一侧通过出液口a与高压脉冲放电反应器相通，另一侧通过出液口b与外界容器相通。
2.根据权利要求1所述的连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置，其特征在于：所述的接地电极圆形平板的外环面与高压脉冲放电反应器内环面紧密贴合，接地电极远离进液口一端设有一个液体通孔。
3.根据权利要求1所述的连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置，其特征在于：所述的高压电极为圆柱形针电极，共有7只，高压电极与接地电极的距离小于30mm。
4.根据权利要求1所述的连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置，其特征在于：所述的进气孔和进液孔分别通过流量计和蠕动泵向高压脉冲放电反应器中充入气体和液体，气体流速为16—120L/h，液体流速为1.5—7.5L/h。
5.根据权利要求1所述的连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置，其特征在于：所述的连续流密闭型气相高压脉冲放电水处理装置的供电电源峰值电压为40—50KV，频率为60—120Hz。
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