CN105858814A - 一种阵列式高密度水中介质阻挡放电废水处理装置 - Google Patents
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Abstract
一种阵列式高密度水中介质阻挡放电废水处理装置，主要包括有绝缘外壳、绝缘气室A、绝缘气室B、绝缘介质管A、盲孔绝缘介质管、地线、地电极、绝缘介质管B、导电金属管、高压线A、高压线B、高压电源、通气管和气体流量控制计。本发明采用在大气压下的液相介质阻挡放电技术，产生的液相低温等离子体面积大，密度高，均匀性好；与传统液相等离子体放电装置相比，此装置结构更为精妙，可在液体中形成较长的放电通道，有利于在液体中产生更多的活性物质；可以根据放电需要，对放电面积和形状进行改变，增强了使用的方便性及灵活性；装置安装便捷，稳定性好，能耗少，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理装置，尤其是一种高密度水中介质阻挡放电废水处理装置。
背景技术
工业和科技的发展在极大地改善了人们生活条件的同时，也造成了环境的严重污染，其中人类赖以生存的水资源所受的污染较为严重。如何处理污水，特别是如何处理由化工制药、石油、煤化工、冶金电镀、纺织印染等行业所排放的高浓度、难降解的废水，是目前环境保护中存在的难点问题。采用高级氧化技术来处理这些高浓度有机废水，是国内外学者、环保专家所认可的处理高浓度有机废水的有效方法和必然趋势，也是目前国内外水处理技术研究的热点。传统废水处理装置的不足之处：处理效率低，反应时间长，添加的化学试剂易产生二次污染。
发明内容 本发明的目的是提供一种处理效率高，反应时间短，结构简单，安全高效的阵列式高密度水中介质阻挡放电废水处理装置。
本发明主要包括绝缘外壳、绝缘气室A、绝缘气室B、绝缘介质管A、盲孔绝缘介质管、地线、地电极、绝缘介质管B、导电金属管、高压线A、高压线B、高压电源、通气管和气体流量控制计。
其中，绝缘外壳为圆柱形壳体，在绝缘外壳的外壁下部设有一个通孔，在绝缘外壳的上表面和下表面分别设有呈阵列式的通孔，绝缘外壳的上表面的通孔和下表面的通孔数量相同，且位置相对应。在绝缘外壳的上表面的上部设有一个绝缘气室A，绝缘外壳的下表面的下部设有一个绝缘气室B，绝缘气室A和绝缘气室B均为圆柱形壳体。绝缘气室A的下表面、绝缘气室A的上表面和绝缘气室B的上表面分别设有呈阵列式的通孔，绝缘气室A下表面的通孔、绝缘气室A的上表面、绝缘气室B上表面的通孔与绝缘外壳上表面的通孔数量相同，且位置分别相对应。在绝缘气室B的下表面设有一个通孔。在绝缘外壳的上表面的每个通孔内分别插接绝缘介质管A，绝缘介质管A的外径与绝缘外壳的上表面的通孔的直径相同，每根绝缘介质管A的上端延伸至绝缘外壳上表面的外部。盲孔绝缘介质管设在绝缘介质管A的内部，盲孔绝缘介质管的上端通过绝缘气室A的上表面的通孔，延伸至绝缘气室A的上表面的外部，盲孔绝缘介质管的外径与绝缘气室A上表面的通孔直径相同。每根盲孔绝缘介质管内部分别插接一根地线，每根地线的一端插接在对应的盲孔绝缘介质管内部，每根地线的另一端相连，并连接地电极。在绝缘外壳的下表面的每个通孔内分别插接绝缘介质管B，绝缘介质管B的外径与绝缘外壳的下表面的通孔的直径相同，每根绝缘介质管B的下端延伸至绝缘外壳的下表面的外部。导电金属管设在绝缘介质管B的内部，导电金属管的外径与绝缘介质管B的内径相同，导电金属管的下端延伸至绝缘介质管B下端的外部。每根导电金属管的下端之间通过高压线A相连，高压线A与高压线B的一端相连，高压线B的另一端与高压电源相连。在绝缘气室A和绝缘气室B的侧壁上均设有一个通孔，绝缘气室A侧壁的通孔与绝缘气室B侧壁的通孔之间通过通气管相连，在通气管的中部设有一个通孔，通气管中部的通孔与气体流量控制计相连。
进一步地，绝缘外壳由有机玻璃或聚四氟乙烯或石英制成。
进一步地，绝缘介质管A和绝缘介质管B由石英或陶瓷或聚四氟乙烯材料制成。
进一步地，盲孔绝缘介质管由石英或陶瓷或聚四氟乙烯材料制成。
进一步地，导电金属管由白钢或铜或不锈钢制成。
进一步地，绝缘气室A和绝缘气室B由有机玻璃或聚四氟乙烯或石英制成。
进一步地，高压线为铜丝或钨丝或钛丝制成。
进一步地，地线由钨丝或铜丝或铁丝制成。
进一步地，高压电源为交流电源或脉冲电源。
进一步地，交流电源的电压峰峰值调节范围为0～20KV，频率调节范围为1～30KHz。
进一步地，脉冲电源的电压峰峰值调节范围为0～15KV，频率调节范围为1～10KHz。
本发明在使用时，工作气体从通气管通入上下绝缘气室A和绝缘气室B中，并经由绝缘气室A和绝缘气室B中的绝缘介质管通入放电区域内；选择适宜孔径的绝缘介质管，插入到绝缘外壳上下两表面的通孔中，插入的上下两侧的绝缘介质管保持一定距离；选择适宜孔径的盲孔绝缘介质管插入到上方绝缘介质管中，盲孔绝缘介质管前端与绝缘介质管前端保持一定距离；选择适宜孔径的导电金属管插入到下方绝缘介质管中，并与绝缘介质管内表面紧密贴合，导电金属管前端与绝缘介质管前端保持一定距离，多根导电金属管后端相连并与电源连通后构成高压供电部分；选择适宜尺寸的地线插入到盲孔绝缘介质管中，多根地线的后端相连并连接地电极；工作液体经由绝缘外壳侧方开口处通入绝缘外壳中，高压电源提供合适的频率和放电电压，对工作气体进行放电处理，工作气体被电离从而在液体中产生大面积均匀的等离子体，并产生大量活性物质，如OH自由基、激发态氦原子、氧原子、臭氧等。
本发明与现有技术相比具有如下优点：
1、采用在大气压下的液相介质阻挡放电技术，产生的液相低温等离子体面积大，密度高，均匀性好；
2、与传统液相等离子体放电装置相比，此装置结构更为精妙，可在液体中形成较长的放电通道，有利于在液体中产生更多的活性物质；
3、可以根据放电需要，对放电面积和形状进行改变，增强了使用的方便性及灵活性；
4、装置安装便捷，稳定性好，能耗少，效率高。
附图说明
图1为本发明的结构示意简图；
图2是本发明的实施例1的一组杀灭大肠杆菌实验效果图。
具体实施方式
实施例1
在图1所示的本发明的示意简图中，绝缘外壳1为圆柱形壳体，在绝缘外壳的外壁下部设有一个通孔，在绝缘外壳的上表面和下表面分别设有呈阵列式的通孔，绝缘外壳的上表面的通孔和下表面的通孔数量相同，且位置相对应。在绝缘外壳的上表面的上部设有一个绝缘气室A2，绝缘外壳的下表面的下部设有一个绝缘气室B3，绝缘气室A和绝缘气室B均为圆柱形壳体。绝缘气室A的下表面、绝缘气室A的上表面和绝缘气室B的上表面分别设有呈阵列式的通孔，绝缘气室A下表面的通孔、绝缘气室A的上表面、绝缘气室B上表面的通孔与绝缘外壳上表面的通孔数量相同，且位置分别相对应。在绝缘气室B的下表面设有一个通孔。在绝缘外壳的上表面的每个通孔内分别插接绝缘介质管A4，绝缘介质管A的外径与绝缘外壳的上表面的通孔的直径相同，每根绝缘介质管A的上端延伸至绝缘外壳上表面的外部。盲孔绝缘介质管5设在绝缘介质管A的内部，盲孔绝缘介质管的上端通过绝缘气室A的上表面的通孔，延伸至绝缘气室A的上表面的外部，盲孔绝缘介质管的外径与绝缘气室A上表面的通孔直径相同。每根盲孔绝缘介质管内部分别插接一根地线6，每根地线的一端插接在对应的盲孔绝缘介质管内部，每根地线的另一端相连，并连接地电极7。在绝缘外壳的下表面的每个通孔内分别插接绝缘介质管B8，绝缘介质管B的外径与绝缘外壳的下表面的通孔的直径相同，每根绝缘介质管B的下端延伸至绝缘外壳的下表面的外部。导电金属管9设在绝缘介质管B的内部，导电金属管的外径与绝缘介质管B的内径相同，导电金属管的下端延伸至绝缘介质管B下端的外部。每根导电金属管的下端之间通过高压线A10相连，高压线A与高压线B11的一端相连，高压线B的另一端与高压电源12相连。在绝缘气室A和绝缘气室B的侧壁上均设有一个通孔，绝缘气室A侧壁的通孔与绝缘气室B侧壁的通孔之间通过通气管13相连，在通气管的中部设有一个通孔，通气管中部的通孔与气体流量控制计14相连。
所述绝缘外壳由有机玻璃制成。
所述绝缘介质管A和绝缘介质管B由石英材料制成。绝缘介质管A和绝缘介质管B的长度为50mm，内径为1mm、外径为1.5mm、管壁厚度0.25mm，管与管间距为5mm。
所述盲孔绝缘介质管由石英材料制成，盲孔绝缘介质管长度为80mm，内径为200μm，外径为500μm。
所述导电金属管由不锈钢制成，导电金属管长度为50mm，内径为0.8mm，外径为1mm。
所述绝缘气室A和绝缘气室B由有机玻璃制成。
所述高压线为钨丝制成。
所述地线由钨丝制成。
所述直径为200μm的钨丝作为地电极。
所述纯度为99.9％的氦气作为工作气体，工作气体流量为2L/min。
所述去离子水作为工作液体。
治疗操作时，采用交流电源作为电源，电压峰峰值为5kV，放电频率9kHz，将处理好的等离子体水滴加入大肠杆菌菌液中。
实验中，电压相同，放电频率相同，处理时间不同。其中，处理时间分别为0S、5S、15S、30S、1min、1.5min、2min，4min，0S为未处理的样品，图2是一组杀灭大肠杆菌实验效果图，通过图2可以明显看出，本发明可有效的实现杀菌处理，而且处理时间越长杀菌效果越好。
Claims (4)
1.一种阵列式高密度水中介质阻挡放电废水处理装置，主要包括有绝缘外壳、绝缘气室A、绝缘气室B、绝缘介质管A、盲孔绝缘介质管、地线、地电极、绝缘介质管B、导电金属管、高压线A、高压线B、高压电源、通气管和气体流量控制计，其特征在于：绝缘外壳为圆柱形壳体，在绝缘外壳的外壁下部设有一个通孔，在绝缘外壳的上表面和下表面分别设有呈阵列式的通孔，绝缘外壳的上表面的通孔和下表面的通孔数量相同，且位置相对应，在绝缘外壳的上表面的上部设有一个绝缘气室A，绝缘外壳的下表面的下部设有一个绝缘气室B，绝缘气室A和绝缘气室B均为圆柱形壳体，绝缘气室A的下表面、绝缘气室A的上表面和绝缘气室B的上表面分别设有呈阵列式的通孔，绝缘气室A下表面的通孔、绝缘气室A的上表面、绝缘气室B上表面的通孔与绝缘外壳上表面的通孔数量相同，且位置分别相对应，在绝缘气室B的下表面设有一个通孔，在绝缘外壳的上表面的每个通孔内分别插接绝缘介质管A，绝缘介质管A的外径与绝缘外壳的上表面的通孔的直径相同，每根绝缘介质管A的上端延伸至绝缘外壳上表面的外部，盲孔绝缘介质管设在绝缘介质管A的内部，盲孔绝缘介质管的上端通过绝缘气室A的上表面的通孔，延伸至绝缘气室A的上表面的外部，盲孔绝缘介质管的外径与绝缘气室A上表面的通孔直径相同，每根盲孔绝缘介质管内部分别插接一根地线，每根地线的一端插接在对应的盲孔绝缘介质管内部，每根地线的另一端相连，并连接地电极，在绝缘外壳的下表面的每个通孔内分别插接绝缘介质管B，绝缘介质管B的外径与绝缘外壳的下表面的通孔的直径相同，每根绝缘介质管B的下端延伸至绝缘外壳的下表面的外部，导电金属管设在绝缘介质管B的内部，导电金属管的外径与绝缘介质管B的内径相同，导电金属管的下端延伸至绝缘介质管B下端的外部，每根导电金属管的下端之间通过高压线A相连，高压线A与高压线B的一端相连，高压线B的另一端与高压电源相连，在绝缘气室A和绝缘气室B的侧壁上均设有一个通孔，绝缘气室A侧壁的通孔与绝缘气室B侧壁的通孔之间通过通气管相连，在通气管的中部设有一个通孔，通气管中部的通孔与气体流量控制计相连。
2.根据权利要求1所述的一种阵列式高密度水中介质阻挡放电废水处理装置，其特征在于：绝缘外壳由有机玻璃或聚四氟乙烯或石英制成，绝缘介质管A和绝缘介质管B由石英或陶瓷或聚四氟乙烯材料制成，盲孔绝缘介质管由石英或陶瓷或聚四氟乙烯材料制成，导电金属管由白钢或铜或不锈钢制成，绝缘气室A和绝缘气室B由有机玻璃或聚四氟乙烯或石英制成，高压线A和高压线B为铜丝或钨丝或钛丝制成，地线由钨丝或铜丝或铁丝制成，高压电源为交流电源或脉冲电源。
3.根据权利要求1或2所述的一种阵列式高密度水中介质阻挡放电废水处理装置，其特征在于：交流电源的电压峰峰值调节范围为0～20KV，频率调节范围为1～30KHz。
4.根据权利要求1或2所述的一种阵列式高密度水中介质阻挡放电废水处理装置，其特征在于：脉冲电源的电压峰峰值调节范围为0～15KV，频率调节范围为1～10KHz。
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