CN107285548A - 冷等离子体聚变技术污水处理系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冷等离子体聚变技术污水处理系统，包括预处理装置、反应池、流体装置、净化装置和冷等离子水处理装置；所述预处理装置、反应池、流体装置、净化装置和冷等离子水处理装置依次连接，所述反应池内设有电极发生器和反粒子装置。本发明还公开了一种采用冷等离子体聚变堆技术的污水处理方法。本发明所述冷等离子体聚变技术污水处理系统中废水处理是在封闭化式、资源化式的环境下处理，采用的是物理和电化学方法，不添加任何辅助物或添加物，所以不会对水源产生二次污染，实现了真正的“零”排放。

Description

冷等离子体聚变技术污水处理系统和方法

技术领域

本发明涉及一种废水处理系统，具体涉及一种冷等离子体聚变技术污水处理系统和方法。

背景技术

随着国民经济的快速发展，人民生活也得到大大提高，同时污水的处理也提出了越来越迫切的需求。目前我国污水年排放量已超过400亿立方米，且处理量低，大量污水直接排放在天然水体里，造成严重的水体污染。

目前污水处理行业仍然处在发展的初级阶段，虽然由于国家和各级政府对环境保护的重视程度不断提高，中国污水处理行业正在快速增长，但是中国污水处理能力尚跟不上用水规模的快速扩张，网管、污泥处理等配套设施建设严重不足和滞后，各种污水处理装置负荷率低，处理方法简单粗燥，造成二次污染。目前，现有的污水处理方法及缺点如表1所示：

表1现有的污水处理方法及缺点

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足之处而提供一种冷等离子体聚变技术污水处理系统和方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种冷等离子体聚变技术污水处理系统，包括依次连接的预处理装置、反应池、流体装置、净化装置和冷等离子水处理装置；所述反应池内设有电极发生器和反粒子装置。

电极发生器工作原理为：该装置主要由优质碳钢筒体、聚变反应阴阳极、除垢系统、不锈钢滤网、刷式扫描式自清洗机构、自动排污阀和控制系统等部分组成。它是由单台设备代替了需要多台设备才能完成的处理过程，从而取代了传统的处理方式。解决了水系统中普遍存在的四大问题：腐蚀、结垢、菌藻污染、粘泥污染。

除垢系统具有主动预先除垢技术，即：通过电极工作后，水中的成垢离子预先沉淀在阴极表面并被去除。在阴极处附近形成高浓度的氢氧根离子，这种升高的pH环境(pH大约为13)让易结垢的矿物质预先结垢，并从水中析出，吸附于内壁。在自动控制系统的控制下通过自动电动系统主动将其刮除下来并自动排出。

聚变反应缓蚀技术：电极产生的活性物质(活性氧和氢氧根自由基等)在设备管道内壁形成保护膜，隔离溶解氧与管壁产生氧化腐蚀。该过程全自动运行，自动适应水质变化，可动态调节冷却循环水LSI指数，实现缓蚀作用。

聚变反应杀菌灭藻技术：电极电流将水中的部分氯离子转化成游离氯(水中余氯高达0.5ppm)，同时产生臭氧、氧自由基、氢氧根自由基和双氧水等强氧化剂，实现杀菌灭藻功能。同时结合安培电流、阴极高pH环境的和阳极低pH环境，进一步增强杀菌灭藻能力。特别的，聚变反应作用能杀灭空调系统容易爆发的军团菌，全面防治生物污染，保护人类健康。

反粒子装置包括反粒子发生器箱体和管体，处理方式是：利用高压脉冲放电产生的反粒子、活性物质等，对污染物进行破坏分解，并同时对水进行消毒杀菌等一系列工作。反粒子装置处理污水的原理是：利用高压脉冲阴极阳极电流在水中撞击，激活反粒子的巨大特性，同时产生有物理效应和化学效应。物理效应可形成光子、紫外光和冲击波；化学效应主要是分子、原子、激发态原子、活性自由基的形成等。因而可将生成的活性物质、紫外光以及冲击波等多因素的协同作用应用于环保领域，例如降解水中有机物质、杀灭细菌病毒。

冷等离子体水处理装置是一种兼有高能原子击射、消毒杀菌、紫外光分解三位于一体的污水处理装置。

高能原子，通过放电产生的大量冷等离子体中的高能原子，与废水分子发生非弹性碰撞，将能量转换为基态分子的内能，发生离解和电离等一系列过程，使废水处于活化态，一方面打开废水分子键，生产一些单质分子或原子，另一方面产生大量的自由基、游离氧等活性基团，这些单原子或分子、自由基、游离氧等必然组成活性的基础团引起的化学反应，最终将废水中的复杂大分子污染物转变成简单小分子安全物质，或使废水中的有害物质变为无害物质或低害物质，从而使废水中的污染物得以降解去除。

消毒杀菌的作用，当冷等离子体聚变反应装置工作时，自由基再发生一系列的反应，水中的污染物被氧化和分解，这样起到脱色杀菌、防垢灭藻、除酚除氰的作用以及降解无机物等有毒有害物质，降低水中的BOD和COD，分解水中残存的洗涤剂和有机氯型农药等作用。当污染物为有机物时，最终降解产物为二氧化碳和水；当污染物为无机物时，最终氧化为不溶于水的氧化物除去。

紫外光的分解作用，在放电过程中产生的紫外光一方面可单独分解有害物质，另一方面还和臭氧联合分解有害物质。单独分解有害物质的原理是，污染物吸收了光能后使其分子键断裂，形成新的游离键或离子，这些游离键或离子与水分子或溶解氧反应形成新的物质而被除去。但紫外光与臭氧的联合作用，无论是氧化能力还是氧化速度，都能将有机物迅速分解。

电极发生器是采用自动刷洗滤网过滤技术，选用精密不锈钢滤网，过滤精度高、过滤速度快，能够有效滤除杂质和水垢，并进一步破坏细菌、类藻生存环境，将系统中附在悬浮物的细菌藻类过滤除去，使细菌藻类不易繁殖生存，确保水系统始终干净。

总之，反粒子发生器系统降解并消除人体排放的大小便、物体霉变、腐烂等所产生的废物、颗粒、臭气、等,能使污水变为可循环利用的净化水。活性自由基产率高,提高难降解废水处理效果。流体装置的优点是占地面积不大，成本低，能根据不同的流量处理；处理效率高，能大规模快速处理污水，实现污、水分离。净化装置的功能是降解并消除悬浮物、粘泥、粘附聚体等，污水使脱垢、脱色，达到污、水分离，变为可循环利用的净水。因此其优点是占地面积小，成本低，能根据不同的流量处理，既能家用也能工业使用；处理效率高，能大规模快速处理原水，获得高质量的净水。冷等离子体水处理装置，主要是包括电源和发生器，我们设计气泡接触法将发生器与水面积全面接触，大大提高了处理效率和效果，其优点是：对污染物具有生物作用、化学作用、物理作用；操作简单、降解速度快、耗能少，无需其他化学试剂、净化彻底，处理范围广、效果好、无需二次污染，可在常温下进行，特别是在处理难降解有毒废水方面有明显的优越性。

本发明所述冷等离子体聚变技术污水处理系统采用电极发生器、反粒子装置、流体装置、冷等离子体水处理装置共同作用完成废水处理的过程。

优选地，所述流体装置包括水泵、上水管、恒压调节阀、回水管、阀门。

流体装置的工作原理是通过有限空间、有限差分、有限体积等来控制水、污的分离。这一技术在污水处理构建物中，不但解决了后续工程不足的问题，还大大提高了90％的处理效率的问题。该系统采用五唐系统流动来设计，在水流对物质和能量的传输下，结合重力原理和液相分离法，在装置结构上设计流水的运行条件，让不同的粘泥或者粘附聚体有不同的出口位置，使水和污自我分离。

优选地，所述预处理装置包括脱泥装置和斜切式蓄污池，所述脱泥装置的出水口与斜切式蓄污池相连，所述斜切式蓄污池与所述反应池相连通。

脱泥装置是带有滤网的传输带，当带有污泥杂物的污水源进入脱泥装置时，污水与污泥自动实现自我分离，分离出来的污泥再经过传送、挤压、脱水、固化再进行回收，而分离出来的污水进入斜切式蓄污池，带水槽的斜切式蓄污池，更有利于污水的进一步净化。

优选地，所述净化装置包括沿程阻力管、负压推进器和高频电磁净化器。

在自然界中，当污水和清水合流时，污水的液面会比清水的液面高出一定高度，形成一个压力差，清水便会流动到污水中，以达到平衡状态。若在污水一侧施加一个大于合流压的压力时，污水中的液面会向清水中的液面流动，达到一个平衡状态，这种反方向的过程称为反扩散。

在负压推进器中，在压力作用下，由于氢键和范德华力的作用，污水中的水分子和推进器里的非晶相区的激活点—生成的氧原子与之形成氢键，而原来水分子形成的氢键被断开，水分子解离出来并随之移到下一个激活点并形成新的氢键，于是通过一连串的氢键形成与断开，生成新的水分子并能够畅通地流出装置外。这一技术将原水中的无机离子、细菌、病毒、有机物及胶体等杂质去除，以获得高质量的净水。

高频电磁净化器，它由污水处理器本体和智能控制系统两部分组成。当接通电源时，只能控制系统自动提供给本体能量，使阴阳极的环状空间形成高压静电装置场(低压电子场)，被处理的水质流经环状空间时在静电场(电子场)的作用下，水分子的偶极距增大，并按正负取向有序的连续排列。

优选地，所述电极发生器包括筒体、聚变反应阴阳极、除垢系统、不锈钢滤网、刷式扫描式自清洗机构、自动排污阀和控制系统。

本发明的另一目的还在于提供一种冷等离子体聚变技术废水处理方法，包括以下步骤：

(1)、将废水中的污泥和污水分离；

(2)、对废水杀菌除臭；

(3)、利用高频电磁和冷等离子体聚变对污水进行净化。

优选地，使用电极发生器和反粒子发生器对废水杀菌除臭。

本发明的有益效果在于：本发明所述冷等离子体聚变技术污水处理系统中废水处理是在封闭化式、资源化式的环境下处理，采用的是物理和电化学方法，不添加任何辅助物或添加物，所以不会对水源产生二次污染，实现了真正的“零”排放。而且这种处理模式的废污水处理技术，这一有效的、可操作性的技术不但实现了废物的完美利用，变废为宝，而且还改善人类赖以生存的环境。

附图说明

图1为本发明所述冷等离子体聚变技术污水处理系统一种实施例的结构示意图；

其中，1、脱泥装置；2、斜切式蓄污池；3、反应池；4、电极发生器；5、反粒子装置；6、流体装置；7、净化装置；8、冷等离子水处理装置；9、冷等离子发生器。

具体实施方式

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。

本发明所述冷等离子体聚变技术污水处理系统的一种实施例，结构示意图如附图1所示，包括预处理装置、反应池3、流体装置6、净化装置和冷等离子水处理装置8；所述预处理装置、反应池3、净化装置和冷等离子水处理8装置依次连接，所述反应池3内设有电极发生器4和反粒子装置5。

较佳地，所述流体装置6包括水泵、上水管、恒压调节阀、回水管、阀门。

较佳地，所述预处理装置包括脱泥装置1和斜切式蓄污池2，所述脱泥装置1的出水口与斜切式蓄污池2相连，所述斜切式蓄污池2与所述反应池3相连通。

较佳地，所述电极发生器4包括筒体、聚变反应阴阳极、除垢系统、不锈钢滤网、刷式扫描式自清洗机构、自动排污阀和控制系统。

较佳地，所述净化装置7包括沿程阻力管(图中未示出)、负压推进器(图中未示出)和高频电磁净化器(图中未示出)。

冷等离子水处理装置8包括和冷等离子发生器9、高压脉冲和电源，冷等离子发生9则利用产生的活性物质以及拌随产生的热，光波等效应来净化水质。优选地说，由于冷等离子通道内的高温，高压以及充满了大量的离子；自由基，使得水中的有机物分子被完全热解和自由基作用下发生的化学反应和物理反应。同时，由于高温高压冷等离子通道的产生拌随有强烈的紫外光和巨大的冲击波，从而在水中引起紫外光解；液电空化降解、超临界水氧化降解。优化地，选择的水中气泡来配制，当含气泡废水流经冷等离子发生器9时，使每个小水泡不断被净化，该工艺中冷等离子体与废水接触面积大，气液混合物均匀，能处理大流量的废污水。

本实施例所述废水处理的具体方法为：废水经过脱泥装置1实现污水和污泥的分离，分离出来的污泥再经过装置系统的传送、挤压、脱水、固化再进行回收，而分离出来的污水进入斜切式蓄污池2暂存；污水从斜切式蓄污池2中流入反应池3，在反应池3内设置的电极发生器4和反粒子装置5的共同作用下，臭味、致病细菌全部被消除，废水的浊度开始降低，同时还产生大量的氢气，而氢气通过收集后回收利用；废水从反应池3流出后流入流体装置6，经流体装置6处理后污水中的悬浮物、藻泥、生物粘泥等被进一步处理，开始变得清澈，无浊度；废水从流体装置6中流出进入净化装置7，在净化装置7中高频电磁净化器的作用下，废水中的酸碱被降解，水质得到软化，得到的水清澈透明，无色无味；经净化装置7处理后的水进入冷等离子水处理装置8，在冷等离子发生器9的作用下，出来的水即可以直接饮用。

最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (7)

1.一种冷等离子体聚变技术污水处理系统，其特征在于，包括依次连接的预处理装置、反应池、流体装置、净化装置和冷等离子水处理装置；所述反应池内设有电极发生器和反粒子装置。

2.如权利要求1所述冷等离子体聚变技术污水处理系统，其特征在于，所述流体装置包括水泵、上水管、恒压调节阀、回水管和阀门。

3.如权利要求1所述冷等离子体聚变技术污水处理系统，其特征在于，所述预处理装置包括脱泥装置和斜切式蓄污池，所述脱泥装置的出水口与斜切式蓄污池相连，所述斜切式蓄污池与所述反应池相连通。

4.如权利要求1所述冷等离子体聚变技术污水处理系统，其特征在于，所述净化装置包括沿程阻力管、负压推进器和高频电磁净化器。

5.如权利要求1所述冷等离子体聚变技术污水处理系统，其特征在于，所述电极发生器包括筒体、聚变反应阴阳极、除垢系统、不锈钢滤网、刷式扫描式自清洗机构、自动排污阀和控制系统。

6.一种冷等离子体聚变技术污水处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、将废水中的污泥和污水分离；

(2)、对废水杀菌除臭；

(3)、利用高频电磁和冷等离子体聚变对污水进行净化。

7.如权利要求6所述冷等离子体聚变技术污水处理方法，其特征在于，使用电极发生器和反粒子发生器对废水杀菌除臭。