CN109534459B - 一种等离子体高效污水处理装置及其处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种等离子体高效污水处理装置及其处理方法，包括反应容器、第一等离子体电极组件、第二等离子体电机组件、雾化组件、分层板和整流组件，所述反应容器为内空腔结构，所述分层板横置在反应容器的内腔中，且所述反应容器的内腔通过分层板分隔成上层的第一反应腔和下层的第二反应腔，所述雾化组件、第一等离子体电极组件分别设置在分层板的上方，所述整流组件设置在第二反应腔内，所述第二等离子体电极组件设置在整流组件上，所述第二等离子体电极组件电解汇流后的水溶液，能够保证污水溶液的充分电解，且对污水水流进行整流，保证其电解效果稳定。
Description
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种等离子体高效污水处理装置及其处理方法。
背景技术
近年来，污水处理事业得到了蓬勃的发展，各种新技术层出不穷，等离子体污水处理方法由于处理效果好，能处理不可生化降解的污水而得到较为深入的研究。
等离子体污水处理多采用高压脉冲放电法，其原理是利用高压脉冲放电形成低温非平衡等离子体，给反应器注入一定的能量，产生大量高能电子对污染物的轰击，产生物理和化学的多重效应。有益的效果是在水体中产生局部高温、液电空化、强冲击波，此外还会产生大量的活性自由基，如：OH、O、H等。等离子体法处理有机物范围广、速度快、高效、无二次污染，尤其是对难降解有毒有害的有机污染物及有特殊处理要求污染物效果较为显著。但不足之处是脉冲放电发生过程中受处理溶液的电导率影响较大，导致水体的电解不够充分，且由于污水流速不均匀导致其运行性能不够稳定，工作参数波动范围大，污水处理效果不稳定。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供等离子体高效污水处理装置及其处理方法，能够保证污水溶液的充分电解，且对污水水流进行整流，保证其电解效果稳定。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种等离子体高效污水处理装置，包括反应容器、第一等离子体电极组件、第二等离子体电机组件、雾化组件、分层板和整流组件，所述反应容器为内空腔结构，所述分层板横置在反应容器的内腔中，且所述反应容器的内腔通过分层板分隔成上层的第一反应腔和下层的第二反应腔，所述分层板上贯通开设有渗流口，所述第一反应腔通过渗流口与第二反应腔连通；
所述雾化组件、第一等离子体电极组件分别上、下间距设置在分层板的上方，所述第一等离子体电极组件电解雾化组件雾化的待处理的水溶液；所述整流组件设置在第二反应腔内，且所述整流组件位于渗流口的下方且与渗流口对应设置，所述第二等离子体电极组件设置在整流组件上，所述第二等离子体电极组件电解汇流后的水溶液。
进一步，所述喷雾组件包括进水管、进气管和雾化头，所述雾化头为内空腔的封闭的壳体结构，且所述雾化头的底部开设有若干喷雾微孔，所述进水管的出水端、进气管的出气端分别与雾化头的内腔连通，所述进气管内包含高速流动的气体。
进一步，所述第一等离子体电极组件包括竖向设置的若干第一电极板A和若干第一电极板B，且若干所述第一电极板A、若干第一电极板B相互间隔穿插设置，两两相邻的第一电极板A和第一电极板B之间形成电解区。
进一步，所述整流组件包括若干上、下间距设置的整流板，且所述整流板水平设置，且所述整流板分被设置在反应容器的两个相对的侧壁上，且两两相邻的所述整流板相互错位设置，且形成“S”型液体通道。
进一步，所述渗流口为线性通槽结构，所述渗流口的流量小于进水管的进水量；所述整流板在垂直于渗流口的长度方向上相互错位，且所述渗流口靠近于最顶层的一个整流板与反应容器的连接端。
进一步，所述整流板为矩形板体结构，所述整流板上包含有若干薄板状的矩形的导流条，若干所述导流条平行间距设置，且所述导流条的长度方向沿垂直于渗流口的长度方向设置，若干所述导流条分隔成若干导流通道；从渗流口流下的水溶液通过若干导流通道分割和导流。
进一步，所述第二等离子体电极组件包括若干放电电极柱，各所述整流板上均包含有至少两个放电电极柱，且两个所述放电电极柱呈“X”型交叉设置在整流板的上表面上；所述放电电极柱电解整流板上的水溶液。
进一步，所述还包括曝气管，若干平行间距设置的所述曝气管间隙或间距位于分层板的上方，所述曝气管为一端封闭且另一段开口的空心管体结构，所述曝气管的开口端伸出至反应容器的外部与气泵连接，所述曝气管的壁体上沿长度方向开设有若干曝气孔，所述曝气孔朝向分层板的一侧。
进一步，所述反应容器内腔中位于整流组件的下方包含有集水腔，所述集水腔连通设置有出水管，所述出水管通过水泵与进水管连通，集水腔内的水溶液通过水泵向雾化组件循环流动。
一种等离子体高效污水处理方法，包括以下步骤：
S1：通过进水管抽取待处理的污水溶液至雾化头内，且同时通过进气管导入高压气体或高速流动的气体至雾化头内，水溶液与流动的气体在雾化头内形成高压状态，水溶液从喷雾微孔向下成雾状喷出；
S2：喷出的雾状水溶液洒落在第一等离子体电极组件上，通过第一放电电极A和第一放电电极B之间形成的若干个电解区对水溶液进行电解，被电解后的水溶液落在分层板上并汇聚；
所述渗流口的流量小于进水管的进水量，汇聚后的水溶液在第一反应腔内的液面逐渐升高，曝气管通过气泵通入氧气和氩气混合气体，并通过若干曝气管对汇聚的水溶液进行再次曝气；
S3：被第一等离子体电极组件电解后的水溶液通过渗流口持续向整流板流动，水溶液在水平设置在的整流板上流动，减缓其流动速度，且流动的水溶液通过导流通道导流，提升水流的稳定性，流动的水溶液同时在第二放电电极柱上被再次电解；
S4：被二次电解后的水溶液流入至集水腔，并通过出水管和水泵从吹水管流入至雾化组件，依次循环。
有益效果：本发明通过分层板分隔成上下两个反应腔，并且通过第一等离子体电极组件和第二等离子体电极组件分别对水溶液进行电解，可有效的降解水体中的污染物质，同时，通过雾化装置能够将水溶液雾化和曝气，并通过多个电解区，使水溶液中的污染物能够接触较大的电解面积，污染物能够充分的被电解；被第一次电解后的水溶液汇聚后再通过曝气管曝气，增加氧气含量，在水溶液经过第二等离子电极组件时，更更高效的对水体中的污染物进行再次电解，并且通过整流组件的作用，保证水流的稳定性，提升电解效果，而且，水溶液在整流板上以较薄的平铺式的水流层流动，并经过全部能够经过放电电极柱进行电解反应，使水溶液中的污染物能够较完全且充分的被电解，具有飞常好的电解效果。
附图说明
附图1为本发明的整体结构示意图；
附图2为本发明的整体结构的内部结构示意图；
附图3为本发明的整体的内部结构立体示意图；
附图4为本发明的整流板的立体结构示意图；
附图5为本发明的第一等离子体电极组件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
如附图1至附图3所示，一种等离子体高效污水处理装置，包括反应容器1、第一等离子体电极组件4、第二等离子体电机组件12、雾化组件5、分层板9和整流组件，所述反应容器1为内空腔结构的箱体结构，所述分层板9横置在反应容器1的内腔中，且所述反应容器1的内腔通过分层板9分隔成上层的第一反应腔15和下层的第二反应腔16，所述分层板9上贯通开设有渗流口10，所述第一反应腔15通过渗流口10与第二反应腔16连通；所述渗流口10为线性通槽结构，水溶液经过第一反应腔15后通过渗流口10流向第二反应腔16；
所述雾化组件5、第一等离子体电极组件4分别上、下间距设置在分层板9的上方，雾化组件5连接进水管3，所述第一等离子体电极组件4电解雾化组件5雾化的待处理的水溶液；所述整流组件11设置在第二反应腔16内，且所述整流组件位于渗流口10的下方且与渗流口10对应设置，从渗流口10流下的水溶液为被第一等离子体电极组件第一次电解后的水溶液，流落在第二反应腔16中后，通过整流板11进行整流，保证水流有较高的稳定性、方向一致性，减少水流流动时的扰动性能，所述第二等离子体电极组件12设置在整流组件上，所述第二等离子体电极组件12电解汇流后的水溶液，然后通过整流组件上的第二等离子体电极组件12再次对整流后的水溶液进行再次电解，能够保证污水溶液电解充、反应过程稳定。
通过分层板分隔成上下两个反应腔，并且通过第一等离子体电极组件和第二等离子体电极组件分别对水溶液进行电解，可有效的降解水体中的污染物质，同时，通过雾化装置能够将水溶液雾化和曝气，并通过多个电解区，使水溶液中的污染物能够接触较大的电解面积，污染物能够充分的被电解；并且通过整流组件的作用，保证水流的稳定性，提升电解效果，而且，水溶液在整流板上以较薄的平铺式的水流层流动，并经过全部能够经过放电电极柱进行电解反应，使水溶液中的污染物能够较完全且充分的被电解，具有飞常好的电解效果。
如附图2所示，所述喷雾组件5包括进水管3、进气管7和雾化头50，所述雾化头50为内空腔的封闭的壳体结构，且所述雾化头50的底部开设有若干喷雾微孔51，所述进水管3的出水端、进气管7的出气端分别与雾化头50的内腔连通，所述进气管7内包含高速流动的气体，水溶液和高速流动的气体在雾化头的内腔中形成一种压风喷雾，高速流动的气体使水溶液以雾状的状态向第一等离子体电机组件4喷洒，能够将水溶液雾化和曝气，并通过多个电解区，使水溶液中的污染物能够接触较大的电解面积，污染物能够充分的被电解。
如附图2和附图4所示，所述第一等离子体电极组件4包括竖向设置的若干第一电极板A41和若干第一电极板B42，且若干所述第一电极板A41、若干第一电极板B42相互间隔穿插设置，两两相邻的第一电极板A41和第一电极板B42之间形成电解区43。电解区43的通道为上下方向，能够使水溶液被电解后向下流落在分层板9上。若干第一电极板A串联，若干第一电极板B串联，且第一电极板A、第二电极板B分别连接在交流电上。
所述整流组件包括若干上、下间距设置的整流板11，且所述整流板11水平设置，且所述整流板11分被设置在矩形筒状的反应容器1的两个相对立的侧壁上，且整流板的两侧边也分别与反应容器的两侧壁贴合，形成只有另一端包含开口结构的水流通道，两两相邻的所述整流板11相互错位设置，且形成“S”型液体通道13。通过S型的液体通道13能有效的延长水溶液在整流板11上流动的时间，同时，水溶液在水平设置在的整流板11上流动，减缓其流动速度，水溶液能够被充分的整流以及通过第二等离子体电极组件12进行再次电解。
所述渗流口10为线性通槽结构，所述渗流口10的流量小于进水管3的进水量，聚后的水溶液在第一反应腔15内的液面逐渐升高，若干平行间距设置的所述曝气管8间隙或间距位于分层板9的上方，所述曝气管8为一端封闭且另一段开口的空心管体结构，所述曝气管8的开口端伸出至反应容器1的外部与气泵6连接，所述曝气管8的壁体上沿长度方向开设有若干曝气孔80，所述曝气孔80朝向分层板9的一侧，曝气管8通过气泵通入氧气和氩气混合气体，并通过若干曝气管8对汇聚的水溶液进行再次曝气。
所述整流板11在垂直于渗流口10的长度方向上相互错位，且所述渗流口10靠近于最顶层的一个整流板11与反应容器1的连接端，渗流口的长度方向与整流板和反应容器之间的开口结构的长度方向一致，水流从渗流口留下后在整流板11上形成平铺的、薄片状的水流层。
如附图5所示，所述整流板11为矩形板体结构，所述整流板11上包含有若干薄板状的矩形的导流条110，若干所述导流条110平行间距设置，且所述导流条110的长度方向沿垂直于渗流口10的长度方向设置，若干所述导流条110分隔成若干导流通道111；从渗流口10流下的水溶液通过若干导流通道111分割和导流，流动的水溶液通过槽状的导流通道111导流，保证水流有较高的稳定性、方向一致性，提升水流的稳定性，减少水流的扰动性，以保证电解反应的充分和稳定。
所述第二等离子体电极组件12包括若干放电电极柱120，各所述整流板11上均包含有至少两个放电电极柱120，且两个所述放电电极柱120呈“X”型交叉设置在整流板11的上表面上；两个放电电极柱分别沿整流板的对角线设置，所述放电电极柱120电解整流板11上的水溶液。
所述反应容器1内腔中位于整流组件的下方包含有集水腔17，所述集水腔17连通设置有出水管18，所述出水管18通过水泵2与进水管3连通，集水腔17内的水溶液通过水泵2向雾化组件5循环流动，被二次电解后的水溶液流入至集水腔17，并通过出水管18和水泵2从吹水管流入至雾化组件5，依次循环，多次循环电解，能够保证污水溶液中的污染物质能够被充分、高效的电解。
一种等离子体高效污水处理方法，包括以下步骤：
S1：通过进水管7抽取待处理的污水溶液至雾化头50内，且同时通过进气管7导入高压气体或高速流动的气体至雾化头50内，水溶液与流动的气体在雾化头50内形成高压状态，水溶液从喷雾微孔51向下成雾状喷出；
S2：喷出的雾状水溶液洒落在第一等离子体电极组件4上，通过第一放电电极A和第一放电电极B之间形成的若干个电解区43对水溶液进行电解，被电解后的水溶液落在分层板9上并汇聚；
所述渗流口10的流量小于进水管3的进水量，汇聚后的水溶液在第一反应腔15内的液面逐渐升高，曝气管8通过气泵通入氧气和氩气混合气体，并通过若干曝气管8对汇聚的水溶液进行再次曝气；
S3：被第一等离子体电极组件4电解后的水溶液通过渗流口10持续向整流板11流动，水溶液在水平设置在的整流板11上流动，减缓其流动速度，且流动的水溶液通过导流通道导流，提升水流的稳定性，流动的水溶液同时在第二放电电极柱120上被再次电解；
S4：被二次电解后的水溶液流入至集水腔17，并通过出水管18和水泵2从吹水管流入至雾化组件5，依次循环。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种等离子体高效污水处理装置，其特征在于：包括反应容器(1)、第一等离子体电极组件(4)、第二等离子体电极组件(12)、雾化组件(5)、分层板(9)和整流组件，所述反应容器(1)为内空腔结构，所述分层板(9)横置在反应容器(1)的内腔中，且所述反应容器(1)的内腔通过分层板(9)分隔成上层的第一反应腔(15)和下层的第二反应腔(16)，所述分层板(9)上贯通开设有渗流口(10)，所述第一反应腔(15)通过渗流口(10)与第二反应腔(16)连通；
所述雾化组件(5)、第一等离子体电极组件(4)分别上、下间距设置在分层板(9)的上方，所述第一等离子体电极组件(4)电解雾化组件(5)雾化的待处理的水溶液；所述整流组件设置在第二反应腔(16)内，且所述整流组件位于渗流口(10)的下方且与渗流口(10)对应设置，所述第二等离子体电极组件(12)设置在整流组件上，所述第二等离子体电极组件(12)电解汇流后的水溶液；
所述整流组件包括若干上、下间距设置的整流板(11)，且所述整流板(11)水平设置，且所述整流板(11)分别设置在反应容器(1)的两个相对的侧壁上，且两两相邻的所述整流板(11)相互错位设置，且形成“S”型液体通道(13)；
所述渗流口(10)为线性通槽结构，所述渗流口(10)的流量小于进水管(3)的进水量；所述整流板(11)在垂直于渗流口(10)的长度方向上相互错位，且所述渗流口(10)靠近于最顶层的一个整流板(11)与反应容器(1)的连接端；
所述整流板(11)为矩形板体结构，所述整流板(11)上包含有若干薄板状的矩形的导流条(110)，若干所述导流条(110)平行间距设置，且所述导流条(110)的长度方向沿垂直于渗流口(10)的长度方向设置，若干所述导流条(110)分隔成若干导流通道(111)；从渗流口(10)流下的水溶液通过若干导流通道(111)分割和导流；
所述雾化组件(5)包括进水管(3)、进气管(7)和雾化头(50)，所述雾化头(50)为内空腔的封闭的壳体结构，且所述雾化头(50)的底部开设有若干喷雾微孔(51)，所述进水管(3)的出水端、进气管(7)的出气端分别与雾化头(50)的内腔连通，所述进气管(7)内包含高速流动的气体；
还包括曝气管(8)，若干平行间距设置的所述曝气管(8)间隙或间距位于分层板(9)的上方，所述曝气管(8)为一端封闭且另一端开口的空心管体结构，所述曝气管(8)的开口端伸出至反应容器(1)的外部与气泵(6)连接，所述曝气管(8)的壁体上沿长度方向开设有若干曝气孔(80)，所述曝气孔(80)朝向分层板(9)的一侧。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体高效污水处理装置，其特征在于：所述第一等离子体电极组件(4)包括竖向设置的若干第一电极板A(41)和若干第一电极板B(42)，且若干所述第一电极板A(41)、若干第一电极板B(42)相互间隔穿插设置，两两相邻的第一电极板A(41)和第一电极板B(42)之间形成电解区(43)。
3.根据权利要求2所述的一种等离子体高效污水处理装置，其特征在于：所述第二等离子体电极组件(12)包括若干放电电极柱(120)，各所述整流板(11)上均包含有至少两个放电电极柱(120)，且两个所述放电电极柱(120)呈“X”型交叉设置在整流板(11)的上表面上；所述放电电极柱(120)电解整流板(11)上的水溶液。
4.根据权利要求3所述的一种等离子体高效污水处理装置，其特征在于：所述反应容器(1)内腔中位于整流组件的下方包含有集水腔(17)，所述集水腔(17)连通设置有出水管(18)，所述出水管(18)通过水泵(2)与进水管(3)连通，集水腔(17)内的水溶液通过水泵(2)向雾化组件(5)循环流动。
5.一种使用如权利要求4所述的等离子体高效污水处理 装置的污水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：通过进水管(7)抽取待处理的污水溶液至雾化头(50)内，且同时通过进气管(7)导入高压气体或高速流动的气体至雾化头(50)内，水溶液与流动的气体在雾化头(50)内形成高压状态，水溶液从喷雾微孔(51)向下成雾状喷出；
S2：喷出的雾状水溶液洒落在第一等离子体电极组件(4)上，通过第一放电电极A和第一放电电极B之间形成的若干个电解区(43)对水溶液进行电解，被电解后的水溶液落在分层板(9)上并汇聚；
所述渗流口(10)的流量小于进水管(3)的进水量，汇聚后的水溶液在第一反应腔(15)内的液面逐渐升高，曝气管(8)通过气泵通入氧气和氩气混合气体，并通过若干曝气管(8)对汇聚的水溶液进行再次曝气；
S3：被第一等离子体电极组件(4)电解后的水溶液通过渗流口(10)持续向整流板(11)流动，水溶液在水平设置的整流板(11)上流动，减缓其流动速度，且流动的水溶液通过导流通道导流，提升水流的稳定性，流动的水溶液同时在第二等离子体电极组件(12)上被再次电解；
S4：被二次电解后的水溶液流入至集水腔(17)，并通过出水管(18)和水泵(2)从出水管流入至雾化组件(5)，依次循环。
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