CN203781900U - 一种水处理装置及采用该装置的水处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种水处理装置，具体是一种涉及利用臭氧和等离子体耦合进行水处理的装置。具体的,包括高压电源，其特征在于，还包括有内层介电材料围成的第一腔，在所述第一腔中设置的所述高压电源的高压极；外层介电材料与内层介电材料之间围成的第二腔，该第二腔形成有空气进入口和排出口，所述排出口通往待处理液；在内层介电材料外设置有第一接地极；且在外层介电材料外设置有第二接地极。在现有的介质阻挡放电技术的基础上，耦合高浓度臭氧发生装置，增大臭氧浓度，增强臭氧的分解氧化作用及同紫外作用、高能电子作用的协同作用，提高对污水中有机物的去除率，增强装置的杀菌消毒作用。

Description

一种水处理装置及采用该装置的水处理系统

技术领域

本实用新型涉及一种水处理装置及采用该装置的水处理系统，具体是一种涉及利用臭氧和等离子体耦合进行水处理的装置，及采用该装置的水处理系统。 

背景技术

在传统的臭氧处理污水的方法中，随着放电电压的增加，单位能量臭氧生成量，臭氧浓度逐渐增大，电压增大到一定值后，单位能量臭氧生成量与臭氧浓度增大的幅度逐渐减小，直到达到某一最大值，臭氧生成量与浓度不再增大，则污水中有机物的去除率随之也不再增大，限制了介质阻挡作用对有机物的去除效果，而为了提高有机物去除率而增大放电功率，同时也会增大污水处理成本，若能在功率一定的情况下，增加臭氧发生量，使臭氧浓度增大，则可以促进臭氧对水中污染物的氧化分解作用，同时有利于臭氧作用及其他作用的协同作用，降低水中污染物浓度，提高去除率。如何不通过增加设备，而是通过设备本身的性能，如提高电压，显著的增加臭氧的浓度，成为亟待解决的问题。 

发明内容

为了解决上面提到的技术问题，提高水处理装置的臭氧产生效率和浓度，提出本实用新型公开的技术方案。 

具体的，本实用新型公开一种水处理装置 ，包括高压电源，还包括有内层介电材料围成的第一腔，在所述第一腔中设置的所述高压电源的高压极；外层介电材料与内层介电材料之间围成的第二腔，该第二腔形成有空气进入口和排出口，所述排出口通往待处理液；在内层介电材料外设置有第一接地极；且在外层介电材料外设置有第二接地极。 

所述第一接地极为缠绕在所述内层介电材料外侧的金属线，该金属线沿所述内层介电材料外侧顺序缠绕。 

所述金属线沿所述内层介电材料外侧顺序缠绕有疏部和密部，所述的疏部和密部间隔设置。 

所述第二接地极为包围外层介电材料的所述待处理液，该待处理液连接有接地端。所述空气为加入氧气的空气。 

所述的内层介电材料为圆柱形，所述的高压极沿所述圆柱型腔体的中心轴线设置。 

所述的外层介电材料为圆柱形，与内层介电材料形成环形柱状的第二腔，所述空气进入口设置在第二腔的上部，所述排出口设置在第二腔的下部。 

本实用新型的另一个目的提供一种水处理系统，包括待处理液，包括一个或多个所述的水处理装置，所述的待处理液作为第二接地极，且所述空气排出口接入待处理液。 

在第二腔体的两侧都设置有第二接地极，增大臭氧浓度，增强臭氧的分解氧化作用及同紫外作用、高能电子作用的协同作用，提高对污水中有机物的去除率，增强装置的杀菌消毒作用。 

附图说明

图1、本实用新型一种实施例的水处理装置的截面示意图； 

图2、本实用新型一种实施例的水处理装置局部放大图。

具体实施方式

结合图1和图2通过具体实施方式，详细说明本申请的技术方案。水处理装置1包括高压电源2，包括有内层介电材料壁3围成的第一腔4，在所述第一腔4中设置的所述高压电源2的高压极7；外层介电材料壁6与内层介电材料壁3之间围成的第二腔5，该第二腔5形成有空气进入口10和排出口11，所述排出口11通往待处理液；在内层介电材料壁3外设置有第一接地极8；且在外层介电材料壁6外设置有第二接地极9。 

在高压电源2的两端产生高频高压交流的电流，在第一腔4中设置的高压极7与第二腔4中，且设置在内层介电材料壁3外设置有第一接地极8之间形成交流的高电压，而第二腔体内的空气经过第一接地极8就会产生臭氧。在增加电压的初始阶段，随着电压的增加，高压极7与第一接地极8之间的电离作用，产生的臭氧会增加。同时高压极7与外层介电材料壁6外设置的第二接地极9之间由于存在两层介电介质和一层空腔间隙，在增加电压的初始阶段，不会发生技术效果。但当高压电源2的电压升到临界值以上，由于高压极7与第二接地极9之间形成了介质放电的物理条件，就会在第二腔5中形成常温等离子放电现象，产生大量的反应能力极强的物质，如游离氧、臭氧和羟基自由基等，由于放电是在第二腔5中形成，游离氧和羟基自由基等于空气中的氧气反应，进一步产生臭氧，且随着高压电源2的电压和频率的增加，虽然高压极7与第一接地极8产生臭氧的能力变弱，但是，由常温等离子放电产生的臭氧的能力会增强，形成电离与中间介质等离子放电产生臭氧的耦合。

在本实用新型的另一个实施例中，内层介电材料壁3与外层介电材料壁6都采用石英玻璃材料，高压极7采用贵金属电极或石墨棒，具体在本实施例中采用石墨棒电极，在第一腔4中有冷却水，高压极7的反应部分浸入在冷却水中。其中，采用石英玻璃和石墨棒提高设备寿命，冷却水有助于保护高压极。其中第一接地极8为缠绕在所述内层介电材料壁3外侧的金属线，该金属线沿所述内层介电材料壁外侧顺序缠绕，具体在该实施例中采用的金属为铜线。如图1所示，金属铜线沿所述内层介电材料壁3外侧顺序缠绕有疏部和密部，所述的疏部和密部间隔设置。采用疏部和密部的间隔设置，有利于气体从第二腔的流道中流过，可以充分电离出臭氧。其中第二接地极9为包围外层介电材料壁外侧的待处理液，该待处理液连接有接地端12，待处理液作为第二接地极9可以贴覆在外层介电材料壁6外，利于与高压极7形成中间介质等离子放电，促进游离氧和羟基自由基的产生，当提高这时的空气输送量，会提高进入到待处理液的游离氧和羟基自由基等强氧化物质的量，从而产生与臭氧同时进行污水处理的效果，提高水处理效率。 

进一步的，进入第二腔的气体为空气增加氧气而形成，一般情况下，空气中的含氧量是稳定的，为了提高产生臭氧的效率，增加空气中的氧气含量，会显著增加臭氧的产生效率。也可以采用氧气加入到进气口，则产生更多更浓的臭氧。其中内层介电材料壁3为圆柱形，高压极7沿所述圆柱型腔体的中心轴线设置，这样沿中心轴线设置的高压极可以与四周圆形壁面上的第一接地极8有更大，更均衡的反应，利于在环形第二腔体内的电离反应。而外层介电材料壁6为圆柱形，外层介电材料壁3为同轴线设置，即，内、外层介电材料壁形成环形柱状的第二腔5，空气进入口10设置在第二腔5的上部，所述排出口11设置在第二腔5的下部。这样有利于形成的环形的电离和中间介质等离子放电空间，且使得包含臭氧的气体易进入到待处理液中。 

在本实用新型的另一个实施例中，参见图1中，由于液体为绝缘液体9，不作为本实施例的第二接地极，所以第二电极为与外层介电材料下部的金属片接地极12，该金属片接地极与外层介电材料之间有待处理液。在高压极7与金属片接地极12之间存在内外层介质材料，形成了介质放电的结构，在电极间电压够高时，高压将液体击穿，从而使等离子体和臭氧等物质充分作用于待处理液体。 

进一步的，气体排出口11排出的空气在金属片接地极与与外层介电材料之间的待处理液内形成有气泡。当出现连续的气泡时，可以减小击穿液体需要的电压，同时在气泡内产生等离子体，可以有效扩大等离子体与待处理液的接触面积，提高水处理效率。 

本实用新型公开一种水处理系统，包括待处理液，包括一个或多个如上面提到的水处理装置1，其中待处理液作为第二接地极，且所述空气排出口接入待处理液。这样可以有效提高各种高频高压电源的电压情况下的臭氧产生量，提高待处理液的处理效率。 

Claims (10)

1.一种水处理装置，包括高压电源，其特征在于，还包括有内层介电材料围成的第一腔，在所述第一腔中设置的所述高压电源的高压极；

外层介电材料与内层介电材料之间围成的第二腔，该第二腔形成有空气进入口和排出口，所述排出口通往待处理液；

在内层介电材料外设置有第一接地极；且在外层介电材料外设置有第二接地极。

2.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述第一接地极为缠绕在所述内层介电材料外侧的金属线，该金属线沿所述内层介电材料外侧顺序缠绕。

3.根据权利要求2所述的水处理装置，其特征在于，所述金属线沿所述内层介电材料外侧顺序缠绕有疏部和密部，所述的疏部和密部间隔设置。

4.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述第二接地极为包围外层介电材料的所述待处理液，该待处理液连接有接地端。

5.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述的第二接地极为与外层介电材料下部的金属片接地极，该金属片接地极与外层介电材料之间有待处理液。

6.根据权利要求5所述的水处理装置，其特征在于，所述的排出口排出的所述空气在所述金属片接地极与与外层介电材料之间的待处理液内形成有气泡。

7.根据权利要求1所述的水处理装置，其特征在于，所述空气为加入氧气的空气。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的水处理装置，其特征在于：所述的内层介电材料为圆柱形，所述的高压极沿所述圆柱型腔体的中心轴线设置。

9.根据权利要求8所述的水处理装置，其特征在于：所述的外层介电材料为圆柱形，与内层介电材料形成环形柱状的第二腔，所述空气进入口设置在第二腔的上部，所述排出口设置在第二腔的下部。

10.一种水处理系统，包括待处理液，其特征在于，包括一个或多个如权利要求1至9中任一项的水处理装置，所述的待处理液作为第二接地极，且所述空气排出口接入待处理液。