CN1267360C

CN1267360C - 用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置

Info

Publication number: CN1267360C
Application number: CN 03134546
Authority: CN
Inventors: 高锦章; 蒲陆梅; 杨武; 邓华陵; 刘永军; 俞洁
Original assignee: Northwest Normal University
Current assignee: Northwest Normal University
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2006-08-02
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: CN1583589A

Abstract

本发明涉及一种用等离子体降解水溶液中有机污染物的装置，包括反应池、设在反应池内作为等离子体源的阴极棒及阳极棒；所述反应池置于循环冷水池中，反应池的顶盖上设有进水管，反应池的下侧方设有出水管，进水管、反应池、出水管经循环泵形成一个循环回路。本发明中作为等离子体源的阴极棒和阳极棒置于同一个反应池中且正对，放电弧加强，产生的化学活性物质——等离子体增多，对水溶液中有机污染物的降解作用加强，水处理的效果好。本发明还采用了循环降解系统，提高了水处理的效率和效果。

Description

用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置

技术领域

本发明涉及一种污水处理装置，尤其涉及一种用等离子体降解水溶液中有机污染物的装置。

背景技术

随着化学工业的迅速发展，排放的大量工业污水导致了环境的污染，很多工业污水，尤其是含有大量有机物的工业污水，盐碱度高、酸度高、难以分解，通过常规的方法不能得到很好的处理；用高级氧化技术处理水溶液中的有机污染物，虽然效果比较好，但成本高、效率低。近来，由于等离子技术的可控性强、效率高、并有利于环保，所以在污水处理中得到得到广泛的应用。由ELSEVIER出版的科技期刊《固态膜(Thin Solid Films)》2001，No.390，154-158页，公开了一种用等离子体处理水溶液中有机污染物的方法和设备，该设备主要包括反应池和作为等离子体源的阴极棒和阳极棒。由于阴极棒和阳极棒分别置于用隔离膜隔离的两个反应池中，阴极棒和阳极棒的弧放电作用减弱，对水溶液中有机污染物的降解作用相应减弱，进而影响了水处理的效果及效率；另外，由于不能连续对反应池中水溶液进行循环降解，水处理效率低。

发明内容

本发明的目的是提供一种用等离子体对水溶液中的有机污染物降解作用强、效果好，并可循环降解的装置。

本发明的目的可以通过以下措施实现：

一种用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置，包括反应池、设在反应池内作为等离子体源的阴极棒及阳极棒；所述反应池的顶盖上设有进水管，反应池的下侧方设有出水管，进水管、反应池、出水管经循环泵形成一个循环回路。

所述阴极棒从反应池的顶盖插入并与设置在反应池下侧方的弯曲阳极棒正对。

所述反应池内设有搅拌装置。

上述搅拌装置由设在反应池外底部的磁力搅拌器和内底部的搅拌子组成。

所述阴极棒为石墨阴极。

所述阳极棒为铂电极，由铂丝和包覆在铂丝外的石英管组成。

所述反应池置于循环冷水池中，并在反应池中设有温度计。

上述循环回路还包括设在出水管和进水管之间的循环池。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明中作为等离子体源的阴极棒和阳极棒置于同一个反应池中且正对，放电弧加强，产生的化学活性物质——等离子体增多，对水溶液中有机污染物的降解作用加强，水处理的效果增强。

2、本发明采用了循环降解系统，可对污水进行循环降解处理，增强了水处理效果，提高了水处理的效率。

3、本发明将两个反应池并为一个，使装置简化。

4、本发明设置了冷却水夹层，使反应池的温度保持恒定，对反应池中有机污染物的降解作用完全。

附图说明

图1为本发明的结构示意图

具体实施方式

一种用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置，包括反应池3、设在反应池3内作为等离子体源的石墨阴极7及由铂丝和包覆在铂丝外的石英管组成的阳极铂电极5；反应池3的顶盖11上设有进水管12，反应池的下侧方设有出水管13；石墨阴极7从反应池3的顶盖11插入并与设置在反应池3下侧方的弯曲阳极铂电极5正对；上述进水管12、反应池3、出水管13经循环泵9形成一个循环回路。在上述循环回路的出水管13和进水管12之间还设置了循环池14，以便将经降解处理的水溶液蓄集起来，若降解作用达到预期目标，循环池14中的水溶液不再进入循环，否则该水溶液经循环泵9再次进入反应池3继续进行降解处理；反应池3外底部设有磁力搅拌器6，反应池内底部设有搅拌子10；为了使反应池3中的水溶液保持恒温，保证水溶液中有机污染物的降解过程进行完全，将反应池3置于循环冷水浴2中，并使循环冷水浴2中的水保持循环与恒量，同时在反应池3的顶盖11中插入温度计1。

下面通过实验具体说明本发明对水溶液中有机污染物的降解作用：

1、水溶液中对硝基酚的降解：

将70mg对硝基酚溶于1L2g/L反应池3外底部设有磁力搅拌器6，反应池内底部设有搅拌子10；酸钠水溶液中，取所的溶液200mL加入反应池3中；调节直流电源4升高电压至600伏时，阳极开始放电，产生大量的化学活性物质——等离子体，降解反应开始；同时搅拌反应池3中的溶液，并打开循环泵9，使反应池外的液体保持恒量；在一定的时刻，从循环线路中取样，并用高效液相色谱检测其中对硝基酚的含量，所的数据如下：

降解时间(min)	1	5	15	20	25	30	40	45
降解时间(min)	1	5	15	20	25	30	40	45	对硝基酚的含量(mg/L)	70	58.81	43.94	36.66	32.24	27.16	19.20	6.89

在上述反应液中加入Fe²⁺，发现30分钟之内完全降解。

2、水溶液中2、4、6-三硝基酚的降解：

将86.11mg的2、4、6-三硝基酚溶于1L2g/L硫酸钠水溶液中，取所的溶液200mL加入反应池3中；调节直流电源4升高电压至600伏时，阳极开始放电，产生大量的化学活性物质——等离子体，降解反应开始；同时搅拌反应池3中的溶液，并打开循环泵9，使反应池外的液体保持恒量；在一定的时刻，从循环线路中取样，并用高效液相色谱检测其中2、4、6-三硝基酚的含量，所的数据如下：

降解时间(min)	0	10	20	30	40	50	60
降解时间(min)	0	10	20	30	40	50	60	三硝基酚的含量(mg/L)	86.11	37.74	30.52	25.81	21.41	16.40	12.31

3、水溶液中邻苯二酚的降解：

操作步骤同实验1。所的数据如下：

降解时间(min)	0	10	20	30	40	50	60
降解时间(min)	0	10	20	30	40	50	60	邻苯二酚的含量(mg/L)	60	49.71	42.95	36.76	27.30	21.11	16.10

4、水溶液中1-萘酚的降解：

操作步骤同实验1。所的数据如下：

降解时间(min)	0	10	20	30	40	50	60
降解时间(min)	0	10	20	30	40	50	60	1-萘酚的含量(mg/L)	80	50.24	31.31	28.96	19.86	17.60	15.62

5、水溶液中甲基蓝的降解：

操作步骤同实验1。用肉眼可以观察到蓝色很快退去。

Claims

1、一种用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置，包括反应池(3)，反应池的顶盖(11)上设有进水管(12)，反应池的下侧方设有出水管(13)；其特征在于：在反应池(3)内设有作为等离子体源的阴极棒(7)及阳极棒(5)；所述进水管(12)、反应池(3)、出水管(13)经循环泵(9)形成一个循环回路。

2、如权利要求1所述的用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置，其特征在于：所述阴极棒(7)从反应池(3)的顶盖(11)插入并与设置在反应池(3)下侧方的弯曲阳极棒(5)正对。

3、如权利要求1或2所述的用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置，其特征在于：所述反应池(3)内设有搅拌装置。

4、如权利要求3所述的用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置，其特征在于：所述搅拌装置由设在反应池(3)外底部的磁力搅拌器(6)和内底部的搅拌子(10)组成。

5、如权利要求1、2、4所述的任一用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置，其特征在于：所述阴极棒(7)为石墨阴极。

6、如权利要求1、2、4所述的任一用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置，其特征在于：所述阳极棒(5)为铂电极，由铂丝和包覆在铂丝外的石英管组成。

7、如权利要求1、2、4所述的任一用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置，其特征在于：所述反应池(3)设置在循环冷水浴(2)中，并在反应池(3)中设有温度计(1)。

8、如权利要求1、2、4所述的任一用等离子体可循环降解水溶液中有机污染物的装置，其特征在于：所述循环回路还包括设置在出水管(13)与进水管(12)之间的循环池(14)。