CN110526342A - 一种耦合式污水净化系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耦合式污水净化系统，阵列式非平衡等离子体射流净化器包括射流净化器体，在射流净化器体上设有多层非平衡等离子体射流激励器，每层安置的多个非平衡等离子体射流激励器呈圆周分布；所述液体处理器依次通过待净化液体流量计、过滤器、液体流量控制阀与蓄液池相连，所述液体流量控制阀还连接至阀门开度电子控制器的一端，高压气瓶通过气体流量控制阀a连接至一侧的非平衡等离子体射流激励器进气口，所述高压气瓶通过气体流量控制阀b连接至另一侧的非平衡等离子体射流激励器进气口；设置多层激励器形成阵列结构，可以多次重复处理，使净化更完全；纵向一体化电极，比单个电极更方便安装。

Description

一种耦合式污水净化系统

技术领域

本发明涉及一种净化系统，具体说是一种耦合式污水净化系统。

背景技术

电离空间、电离介质性质等参数对非平衡等离子体放电的电离效果有很大影响。电离空间过大、介质密度过大等因素均会导致电离效果急剧恶化。因此，采用非平衡等离子体技术处理生活污水、医疗废水、工业废水、船舶压舱水等废水时，由于电离空间(即液体流道的孔径)尺寸过小而导致液体流量过小，易导致净化速率过慢；而且，由于待处理物均为液相，易引起非平衡等离子体放电失效，导致净化失败；况且，现有等离子体净水技术中，污水流经等离子体电极空间，势必与电极接触，这将造成电极的腐蚀、失效。

现有技术中：1.中国发明专利申请号：200810020181.9，名称：等离子体水处理方法及其装置，其特征是采用电弧放电产生热平衡等离子体处理污水，优点是装置简单，缺点是激发电弧放电产生热平衡等离子体需要大电流，能耗高，发热量大，而活性自由基浓度却不高，处理水的能效远低于非平衡等离子体。2.中国实用新型专利申请号：200720013297.0，名称：一种电晕放电等离子体水处理装置，其特征是采用针状电极电晕放电，产生的等离子体体主要集中于针尖附近，优点是可以降低放电电压，缺点是针尖易损耗，并且电晕放电等离子体活性自由基的密度偏低，扩散性差。

发明内容

针对现有技术中激发电弧放电能耗高、处理水的能效低及针状电极电晕放电易损耗、扩散性差等缺点，本申请提出一种耦合式污水净化系统。

为实现上述目的，本申请的技术方案为：一种耦合式污水净化系统，包括：液体处理器、阵列式非平衡等离子体射流净化器、待净化液体流量计、过滤器、液体流量控制阀、气体流量控制阀a、气体流量控制阀b、蓄液池、高压气瓶、阀门开度电子控制器、等离子体电源、检测口控制阀、检测口回流泵、检测单元和水处理箱；所述阵列式非平衡等离子体射流净化器包括射流净化器体，在射流净化器体上设有多层非平衡等离子体射流激励器，每层安置的多个非平衡等离子体射流激励器呈圆周分布；所述液体处理器依次通过待净化液体流量计、过滤器、液体流量控制阀与蓄液池相连，所述液体流量控制阀还连接至阀门开度电子控制器的一端，所述阀门开度电子控制器的另一端分别与气体流量控制阀a、气体流量控制阀b相连，所述高压气瓶通过气体流量控制阀a连接至一侧的非平衡等离子体射流激励器进气口，所述高压气瓶通过气体流量控制阀b连接至另一侧的非平衡等离子体射流激励器进气口；所述液体处理器安装在射流净化器体顶部，该射流净化器体位于水处理箱上，所述水处理箱为顶部开口结构，在其一侧的下部加工有检测口，在其底部加工有泄流口；所述检测口连接有检测管路，在检测管路上依次设有检测口控制阀、检测口回流泵、检测单元，所述检测单元、多个非平衡等离子体射流激励器均与等离子体电源相连。

进一步的，呈圆周分布的非平衡等离子体射流激励器中空区域为净化区域，液体处理器位于净化区域顶部。

进一步的，所述非平衡等离子体射流激励器，包括高压电极、接地电极、激励器体，所述高压电极位于激励器体中，在激励器体外壁连接有接地电极。

进一步的，所述液体处理器包括液体雾化器和液体处理腔，在液体处理腔中(顶端或侧面)设有液体雾化器，所述液体雾化器包括雾化器体和雾化喷孔，所述雾化器体为中空圆柱体结构，在中空圆柱体结构底部连接有雾化喷孔，所述雾化喷孔为圆直孔结构或交叉圆直孔结构或交叉缝结构；所述液体处理腔为中空结构。

进一步的，在水处理箱底部泄流口处设有泄流阀。

进一步的，所述高压电极为圆柱状或条状，其材料为钨或铜或不锈钢。

更进一步的，所述激励器体由聚四氟乙烯、玻璃、陶瓷绝缘材料构成。

更进一步的，所述蓄液池为一水槽结构，用来储存待净化液体。

更进一步的，所述泄流阀用来将处理后液体排出。

本发明由于采用以上技术方案，能够取得如下的技术效果：首先第一层的非平衡等离子体射流激励器，可以使喷雾完全被等离子体射流覆盖，其次是设置多层激励器形成阵列结构，可以多次重复处理，使净化更完全；纵向一体化电极，比单个电极更方便安装。采用液体雾化技术和非平衡等离子体射流技术的技术方案既能够大幅度提高净化效率，又能够大幅度提高净化流量。增设检测机制，进一步提高净化效果。

附图说明

图1为一种耦合式污水净化系统结构示意图；

图2为雾化器体结构示意图；

图3为非平衡等离子体射流激励器结构示意图；

图中序号说明：1液体处理器、2阵列式非平衡等离子体射流净化器、3待净化液体流量计、4过滤器、5液体流量控制阀、61气体流量控制阀a、62气体流量控制阀b、7蓄液池、8高压气瓶、9阀门开度电子控制器、10等离子体电源、11检测口控制阀、12检测口回流泵、13检测单元、14泄流阀、21射流净化器体、22水处理箱、211高压电极、212接地电极、213激励器体、221检测口、222泄流口、111雾化器体、112雾化喷孔。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施中的技术方案进行清楚、完整的描述，可以理解的是，所描述的实例仅仅是本发明的一部分实例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例提供一种耦合式污水净化系统，包括：液体处理器、阵列式非平衡等离子体射流净化器、待净化液体流量计、过滤器、液体流量控制阀、气体流量控制阀a、气体流量控制阀b、蓄液池、高压气瓶、阀门开度电子控制器、等离子体电源、检测口控制阀、检测口回流泵、检测单元和水处理箱；所述阵列式非平衡等离子体射流净化器包括射流净化器体，在射流净化器体上设有多层非平衡等离子体射流激励器，每层安置的多个非平衡等离子体射流激励器呈圆周分布；所述液体处理器依次通过待净化液体流量计、过滤器、液体流量控制阀与蓄液池相连，所述液体流量控制阀还连接至阀门开度电子控制器的一端，所述阀门开度电子控制器的另一端分别与气体流量控制阀a、气体流量控制阀b相连，所述高压气瓶通过气体流量控制阀a连接至一侧的非平衡等离子体射流激励器进气口，所述高压气瓶通过气体流量控制阀b连接至另一侧的非平衡等离子体射流激励器进气口；所述液体处理器安装在射流净化器体顶部，该射流净化器体位于水处理箱上，所述水处理箱为顶部开口结构，在其一侧的下部加工有检测口，在其底部加工有泄流口；所述检测口连接有检测管路，在检测管路上依次设有检测口控制阀、检测口回流泵、检测单元，所述检测单元、多个非平衡等离子体射流激励器均与等离子体电源相连。呈圆周分布的非平衡等离子体射流激励器中空区域为净化区域，液体处理器位于净化区域顶部。

液体雾化器包括雾化器体111及雾化喷孔112，所述雾化器体111为中空圆柱体结构，所述雾化喷孔112可为圆直孔结构、交叉圆直孔结构、交叉缝结构等不同的结构。

所述非平衡等离子体射流激励器，包括高压电极、接地电极、激励器体，所述高压电极位于激励器体中，在激励器体外壁连接有接地电极。所述高压电极其材料可为钨、铜、不锈钢等不同材料，所述接地电极由非绝缘材料制成，所述激励器体由聚四氟乙烯、玻璃、陶瓷等绝缘材料构成。

所述待净化液体流量计3用来控制待测液体的流量。

所述过滤器4用来过滤待测液体4中的杂质。

所述液体流量控制阀5、气体流量控制阀a61及气体流量控制阀b62分别用来控制待净化液体及高压气体的流量。

所述蓄液池7为一水槽结构，用来储存待净化液体。

所述高压气瓶8用来储存高压气体。

所述阀门开度电子控制器9用来控制液体流量控制阀5及气体流量控制阀a、b的开度。

所述等离子体电源10用来为检测单元和高压电极供电，可为直流电源、交流电源、射频电源等电源结构。

所述检测口控制阀11用来控制检测口241的开闭。

所述检测口回流泵12用来在检测口控制阀11开启时将水处理箱中的小部分净化后液体抽出。

所述检测单元13用来对抽出的水样进行检测。

所述泄流阀14用来将水处理箱中的处理后液体排出。

液体雾化技术可以将连续的液相转化为离散的液滴颗粒与空气的混合物；而且，采用交叉孔、交叉缝的喷雾孔结构能够进一步的减小液滴颗粒尺寸、增大液滴颗粒分布范围。与此同时，采用非平衡等离子体射流技术可以将非平衡等离子体射入到液滴颗粒雾化场中。这样，每一个液滴颗粒均被非平衡等离子体射流所包围，大大提高净化效率。由于非平衡等离子体射流长度可长达10cm量级，因此能够采用大尺寸的雾化空间，极大地增加液体流量。

实施例2

本实施例提供一种耦合式污水净化系统工作方法，包括如下步骤：

1.等离子体电源10为阵列式非平衡等离子体射流净化器的高压电极供电，在高压电极及接地电极之间的空间形成电场；

2.阀门开度电子控制器9控制气体流量控制阀a61和气体流量控制阀b62打开，高压气瓶8中的高压气体分别经过气体流量控制阀a和b进入电场空间，形成等离子体射流并喷出。在每层安置多个圆周分布的等离子体射流激励器，使射出的非平衡等离子体射流分布面积较大，能够完全覆盖由液体雾化器1所雾化后的液体喷雾。设置多层圆周分布的等离子体射流激励器，使得处理更加充分。

3.阀门开度电子控制器9控制液体流量控制阀5打开，蓄液池7中的待处理液体经过液体流量控制阀5、过滤器4、流量计后在液体雾化器的作用下以喷雾的形式喷出，并且全部喷雾场均经过非平衡等离子体射流区域，进入水处理箱中储存。

4.在非平衡等离子体射流的作用下，雾化场中液滴颗粒内所含有的病毒、细菌、微生物等目标净化物被杀灭。

5.检测口控制阀11打开，检测口回流泵12将一小部分净化后液体抽出、送入检测单元13中。

6.检测单元13对净化后液体进行分析(使用荧光分光光度计分析检测水中可溶性有机物的种类和含量，利用三维立体的激发发射光谱，观察水中可溶性有机物的变化)，若净化效果达标，则等离子体电源10、液体流量控制阀5、气体流量控制阀6的工作参数保持不变；若净化效果不达标，则改变等离子体电源10、气体流量控制阀a和b的工作参数(将原供电电压由V提高到V+△V；例如，△V＝1000V；并再次进行检测，若目标净化物含量达标则保持电源电压V+△V工作，若仍不达标则将电源电压提高到V+2△V工作，以此类推；将原有气体流量控制阀a和b的开度由t提高至t+△t,并再次进行检测，若目标净化物含量达标则保持气体流量控制阀开度t+△t工作，若仍不达标则将气体流量控制阀开度提高到t+2△t工作，以此类推)，直至净化效果达标为止。

7.水处理箱中的净化后液体达到一定量时，泄流阀14打开，将净化后液体排出，完成净化过程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种耦合式污水净化系统，其特征在于，包括：液体处理器、阵列式非平衡等离子体射流净化器、待净化液体流量计、过滤器、液体流量控制阀、气体流量控制阀a、气体流量控制阀b、蓄液池、高压气瓶、阀门开度电子控制器、等离子体电源、检测口控制阀、检测口回流泵、检测单元和水处理箱；所述阵列式非平衡等离子体射流净化器包括射流净化器体，在射流净化器体上设有多层非平衡等离子体射流激励器，每层安置的多个非平衡等离子体射流激励器呈圆周分布；所述液体处理器依次通过待净化液体流量计、过滤器、液体流量控制阀与蓄液池相连，所述液体流量控制阀还连接至阀门开度电子控制器的一端，所述阀门开度电子控制器的另一端分别与气体流量控制阀a、气体流量控制阀b相连，所述高压气瓶通过气体流量控制阀a连接至一侧的非平衡等离子体射流激励器进气口，所述高压气瓶通过气体流量控制阀b连接至另一侧的非平衡等离子体射流激励器进气口；所述液体处理器安装在射流净化器体顶部，该射流净化器体位于水处理箱上，所述水处理箱为顶部开口结构，在其一侧的下部加工有检测口，在其底部加工有泄流口；所述检测口连接有检测管路，在检测管路上依次设有检测口控制阀、检测口回流泵、检测单元，所述检测单元、多个非平衡等离子体射流激励器均与等离子体电源相连。

2.根据权利要求1所述一种耦合式污水净化系统，其特征在于，呈圆周分布的非平衡等离子体射流激励器中空区域为净化区域，液体处理器位于净化区域顶部。

3.根据权利要求2所述一种耦合式污水净化系统，其特征在于，所述非平衡等离子体射流激励器，包括高压电极、接地电极、激励器体，所述高压电极位于激励器体中，在激励器体外壁连接有接地电极。

4.根据权利要求2所述一种耦合式污水净化系统，其特征在于，所述液体处理器包括液体雾化器和液体处理腔，在液体处理腔中设有液体雾化器，所述液体雾化器包括雾化器体和雾化喷孔，所述雾化器体为中空圆柱体结构，在中空圆柱体结构底部连接有雾化喷孔，所述雾化喷孔为圆直孔结构或交叉圆直孔结构或交叉缝结构。

5.根据权利要求2所述一种耦合式污水净化系统，其特征在于，在水处理箱底部泄流口处设有泄流阀。

6.根据权利要求3所述一种耦合式污水净化系统，其特征在于，所述高压电极为圆柱状或条状，其材料为钨或铜或不锈钢。

7.根据权利要求3所述一种耦合式污水净化系统，其特征在于，所述激励器体由聚四氟乙烯、玻璃、陶瓷绝缘材料构成。

8.根据权利要求2所述一种耦合式污水净化系统，其特征在于，所述蓄液池为一水槽结构，用来储存待净化液体。

9.根据权利要求5所述一种耦合式污水净化系统，其特征在于，所述泄流阀用来将处理后液体排出。