CN107381709A - 一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，该反应器包括反应器壳体、接高压板电极、接地电极和带孔绝缘板；所述带孔绝缘板设在反应器壳体内部，将反应器壳体内部分隔成两个空腔；所述接高压板电极、接地电极分别设在两个空腔内；每个空腔均设有与该空腔相连通的进水口和出水口。本发明运行效率高，节能效果显著，更适应工业化规模处理。
Description
技术领域
本发明涉及液相放电技术领域，尤其是涉及一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器。
背景技术
近年来，制药、印染、煤化工、石油化工等行业得到了飞速发展。据美国染料索引，商品染料已达数万种之多，全世界每年以废物形式排放到环境中的染料约6万吨。据国家统计局公布的数据，目前我国染料的年产量和贸易量都居世界第一位。我国医药工业的发展迅速，整个制药行业生产年均增长17.7％，高于同期全国工业增长速度4.4％，成为当今世界上发展最快的医药市场之一。根据英国石油公司(BP)发布的《世界能源统计年鉴2016》，截止2015年底，我国探明能源储量中，煤炭约1145亿吨，石油约25亿吨，天然气约3.8万亿立方。其中，煤炭储量占世界总储量的12.8％，石油占1.1％，天然气约占2.1％。随着人们对能源的需求，煤化工、石油化工行业得到了飞速发展，随之而带来的有机废水处理量也越来越大。在这些行业中，大多数废水成分复杂、浓度高、色度高、难生物降解物质多、含盐量高，含有多种具有生物毒性和三致性能(致癌、致畸、致突变)的有机物，而这些污染物有着抗光解、抗氧化、抗生物降解的特性，从而使高含盐有机废水的处理难度加大。据调查，仅印染行业我国每年就有1.6亿立方米的废水排放进入水环境中。现常用的针对高含盐有机废水的污水处理技术存在一定的局限性，直接蒸发结晶的方法虽然出水达到排放标准，但是结晶产物无法二次利用，属于危险废弃物。对于这些高含盐有机废水，采用单一的处理技术(或工艺)往往难以满足越来越严格的环保排放标准。同时高含盐量的存在导致微生物难以存活，也限制了生物降解工艺的应用，因此探索非常规降解高含盐有机废水的技术和方法已成为国际环保界关注的焦点。
高压脉冲放电水处理技术几乎是各种高级氧化技术的天然组合，是集各种高级氧化技术于一身的新型水处理技术，系统可以在不外加氧化剂，反应体系无需辅以高温、高压或外加光源的情况下，彻底处理高含盐有机废水。然而，在高含盐有机废水处理中存在的高电导率放电困难的问题。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术存在的问题，提供一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，实现了较高电导率下废水的处理，而且实现了无极放电。
本发明的发明目的通过以下技术方案来实现：
一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，其特征在于，该反应器包括反应器壳体、接高压板电极、接地电极和带孔绝缘板；所述带孔绝缘板设在反应器壳体内部，将反应器壳体内部分隔成两个空腔；所述接高压板电极、接地电极分别设在两个空腔内；每个空腔均设有与该空腔相连通的进水口和出水口。
作为进一步的技术方案，所述带孔绝缘板上设有至少一个0.1mm～10mm的小孔。
作为进一步的技术方案，所述带孔绝缘板上设有至少一个1mm～2mm的小孔。
作为进一步的技术方案，所述带孔绝缘板上设有多个0.1mm～10mm的小孔，相邻小孔的间距为5cm～10cm。
作为进一步的技术方案，所述接高压板电极上连接有接线柱，该接线柱的一端伸出反应器壳体；所述接地电极上设有接线柱，该接线柱的一端伸出反应器壳体。
作为进一步的技术方案，连接在接高压板电极上的接线柱与反应器壳体螺纹连接，连接在接地电极上的接线柱与反应器壳体螺纹连接。
作为进一步的技术方案，所述反应器壳体包括内层壳体和外层壳体，内层壳体由耐高温绝缘材料制成。
作为进一步的技术方案，所述接高压板电极和接地电极的材料为石墨电极或钨电极。
作为进一步的技术方案，反应器壳体由SMC复合材料制成。
作为进一步的技术方案，所述带孔绝缘板位于接高压板电极和接地电极的正中间位置。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、当向电极两端施加高电压时，预放电电流集中在小孔中并导致强热效应，引起气泡的生成和击穿。小孔附近的电场很强，所以小孔附近实现局部击穿，形成脉冲电晕放电。这种结构同时形成了两个针-板型放电，一个是正极性放电，一个是负极性放电。通过调整电极间距还可以实现电晕、火花和电弧等不同的放电形式，可以根据含盐离子浓度，调整放电形式，达到节能高效的处理效果。
2、将液体介质分成上下两层流动，并用带孔绝缘板隔开，能够有效阻止高含盐有机废水中上下层之间离子的移动，起到降低高电导率情况下的强电流。上下分层流动，能够提高单位时间的处理量，提高工作效率，更适应工业化规模处理。
3、在带孔绝缘板上每隔一段距离设置一个小孔，该反应器总共设置多个小孔形成放电，使液相放电更均匀，提高反应器运行效率。
附图说明
图1为本发明的反应器整体示意图；
图2为本发明的电极间的电力线分布；
图3为本发明的液相放电示意图；
图4为本发明的不同电导率下放电孔两侧的放电长度。
附图标注说明：
1为反应器壳体，2为接高压板电极，3为接地电极，4为带孔绝缘板，5为上进水口，6为下进水口，7为上出水口，8为下出水口。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
本发明提供一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，如图1所示，该反应器包括反应器壳体1、接高压板电极2、接地电极3和带孔绝缘板4。带孔绝缘板4设在反应器壳体1内部，将反应器壳体1内部分隔成两个空腔。接高压板电极2、接地电极3分别设在两个空腔内。每个空腔均设有与该空腔相连通的进水口和出水口，在本实施例中，设置上进水口5、上出水口7、下进水口6和下出水口8。反应器壳体为一个绝缘封闭式容器，为液相放电提供反应空间。
在两电极之间形成电力场，分布情况见图2，由于带孔绝缘板的存在，使电力场受到约束，在小孔附近形成杠铃式双曲面电力场，在小孔附近电力场急剧增强，在带孔绝缘板上下两层分别形成两个针-板形电力场。当向电极两端施加高电压时，预放电电流集中在带孔绝缘板4的小孔中并导致强热效应，引起气泡的生成和击穿。小孔附近的电场很强，所以小孔附近实现局部击穿，形成脉冲电晕放电。这种结构同时形成了两个针-板型放电，一个是正极性放电，一个是负极性放电。将液体介质分成上下两层流动，并用带孔绝缘板4隔开，能够有效阻止高含盐有机废水中上下层之间离子的移动，起到降低高电导率情况下的强电流。上下分层流动，能够提高单位时间的处理量，提高工作效率，更适应工业化规模处理。
当对该反应器两电极之间施加30KV的电压之后，在反应器内形成流光放电，见图3。流光放电从小孔开始向两电极扩散，这样也就形成了无极放电，降低了电极损耗，同时也就提高了电极及反应器的使用寿命。
本发明中，溶液电导率直接影响放电长度，见图4。高含盐有机废水电导率在ms/cm量级时，放电长度达到最长，液相放电效果达到最佳。本发明成功在高电导率有机废水中实现液相放电，去除废水中的有机物质。
带孔绝缘板上设置的小孔需要为毫米级的小孔，如设有至少一个0.1mm～10mm的小孔。该反应器总共设置多个小孔形成放电，使液相放电更均匀，提高反应器运行效率。在本实例中，带孔绝缘板上设有至少一个1mm～2mm的小孔，相邻小孔的间距为5cm～10cm，经试验，这样尺寸的孔径能产生最好的技术效果。
本实施例中，带孔绝缘板4置于反应器壳体1内部中间位置，将反应器分为上下两部分，形成两个放电空间；在反应器上半部分设置上进水口、上出水口，反应器下半部分设置下进水口、下出水口。水流分两层在反应器中流动，上下两层分别进行放电，提高反应效率。
接高压板电极2上连接有接线柱，该接线柱的一端伸出反应器壳体；接地电极上设有接线柱，该接线柱的一端伸出反应器壳体。连接在接高压板电极上的接线柱与反应器壳体螺纹连接，连接在接地电极上的接线柱与反应器壳体螺纹连接。通过调整电极间距，针对不同的溶液浓度可以实现多种形式的放电，包括流光放电、火花放电和电晕放电。电极间距越近，液相放电更倾向于火花放电，电极间距越远，液相放电更倾向于流光放电。
反应器壳体可以整体由耐高温绝缘材料制成，或者反应器壳体包括内层壳体和外层壳体，内层壳体由耐高温绝缘材料制成。本实施例中，耐高温绝缘材料采用SMC复合材料。接高压板电极和接地电极材料需选择不易被电解的电极，本实施例中，采用石墨电极或钨电极。带孔绝缘板材料为耐高温材料玻璃钢。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，应当指出的是，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，其特征在于，该反应器包括反应器壳体、接高压板电极、接地电极和带孔绝缘板；所述带孔绝缘板设在反应器壳体内部，将反应器壳体内部分隔成两个空腔；所述接高压板电极、接地电极分别设在两个空腔内；每个空腔均设有与该空腔相连通的进水口和出水口。
2.根据权利要求1所述的一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，其特征在于，所述带孔绝缘板上设有至少一个0.1mm～10mm的小孔。
3.根据权利要求2所述的一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，其特征在于，所述带孔绝缘板上设有至少一个1mm～2mm的小孔。
4.根据权利要求1所述的一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，其特征在于，所述带孔绝缘板上设有多个0.1mm～10mm的小孔，相邻小孔的间距为5cm～10cm。
5.根据权利要求1所述的一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，其特征在于，所述接高压板电极上连接有接线柱，该接线柱的一端伸出反应器壳体；所述接地电极上设有接线柱，该接线柱的一端伸出反应器壳体。
6.根据权利要求5所述的一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，其特征在于，连接在接高压板电极上的接线柱与反应器壳体螺纹连接，连接在接地电极上的接线柱与反应器壳体螺纹连接。
7.根据权利要求1所述的一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，其特征在于，所述反应器壳体包括内层壳体和外层壳体，内层壳体由耐高温绝缘材料制成。
8.根据权利要求1所述的一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，其特征在于，所述接高压板电极和接地电极的材料为石墨电极或钨电极。
9.根据权利要求1所述的一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，其特征在于，反应器壳体由SMC复合材料制成。
10.根据权利要求1所述的一种用于高含盐有机废水处理的液相放电反应器，其特征在于，所述带孔绝缘板位于接高压板电极和接地电极的正中间位置。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20171124 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |