CN205676186U - Dbd低温等离子电极法应急污水处理装置 - Google Patents

Dbd低温等离子电极法应急污水处理装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供了一种DBD低温等离子电极法应急污水处理装置。它是针对突发环境事故中的泄露有机废水、地址偏远受有机物污染的水体、近海岸污染水域的污水处理装置，包括供电装置、曝气装置、漂浮装置、电极箱，供电装置为高压高频电源，曝气装置包括气泵和曝气板，气泵和供电装置安装在漂浮装置上，电极箱悬在水中，曝气板设置在电极箱下方。本实用新型的优点是：电极箱由于电介质的存在，防止了放电电流的无限制增长，避免了在放电间隙内形成火花放电或弧光放电；另一方面，微孔爆气板产生的气泡中的02被合成03，与水反应部分生成H202以及•OH与周围水中的病菌、病毒、芽孢、有机物等反应，生成C02、H20，具有很好的杀菌效果。

Description

DBD低温等离子电极法应急污水处理装置
技术领域
本实用新型涉及一种污水处理装置，尤其涉及一种电极法应急污水处理装置。
背景技术
随着化学工业的发展，大量的有机化合物通过车辆、管线进行流转和输送，在流转和输送过程中，由于非法排放、农业污染等带来的有机物对地表水的污染，受污染的水体地址偏远难以进入污水处理厂站处理，公共交通飞机、车、船厕所废水很难进入城市管网进行处理。受污染的有机废水积存于坑塘、近水岸边，大大影响了水环境质量，改变了水体功能，影响居民饮用水安全，对农业、工业、养殖业造成巨大损失。
近几年农村水环境污染，近水岸污染问题特别突出，该部分水体不能进入污水处理厂站处理，对居民生活造成不良的影响。传统的有机废水污水处理厂站，采用物化、生物氧化法相结合的方式去除有机物，需要固定的、较大体积的池、沟等构筑物，需要提升泵、风机、搅拌机等设备，还需要添加絮凝剂等化学药品，占地面积大，不可移动，一次性投资大，生化系统培养时间较长，无法实现应急处理。
对于突发环境事故中的泄露有机废水以及地址偏远受有机物污染的水体、近海岸污染水域的治理，现有的有机废水处理厂中的固定设备显然是没有办法处理的。
发明内容
为提供一种针对突发环境事故中的泄露有机废水、地址偏远受有机物污染的水体、近海岸污染水域的污水处理装置。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，本装置包括供电装置、曝气装置、漂浮装置、电极箱,供电装置为高压高频电源，曝气装置包括气泵和曝气板，气泵和供电装置安装在漂浮装置上，电极箱悬在水中，曝气板设置在电极箱下方。
根据所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，高压高频电源与蓄电池连接，蓄电池上还连接有太阳能发电装置。
根据所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，所述的漂浮装置为空心塑料平板或船型漂浮体。
根据所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，气泵通过气路与微孔曝气板连接，电极箱包括极板固定框、极板，极板固定框内侧分布有卡槽，极板之间相互平行插接在卡槽上，高压高频电源通过导线与极板连接。
根据所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，电极箱的上端和下端分别带有出水口、进水口，极板之间的距离相等，所有相邻的极板分别连接在导线不同电极上。
根据所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，相邻的卡槽之间的距离为1cm。
根据所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，漂浮装置上还连接有锚固装置。
本实用新型采用DBD低温等离子电极法处理污水。电极箱由于电介质的存在，防止了放电电流的无限制增长，避免了在放电间隙内形成火花放电或弧光放电；另一方面，微孔爆气板产生的气泡中的02被合成03，与水反应部分生成H202以及•OH与周围水中的病菌、病毒、芽孢、有机物等反应，生成C02、H20，具有很好的杀菌效果。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为平板电极及矩阵排列示意图。
图3为电极箱的结构示意图。
图4为安装极板的极板固定框俯视示意图。
附图中：1、太阳能发电装置； 2、气泵； 3、气路； 4、漂浮装置； 5、电极箱； 6、锚固装置； 7、导线； 8、高压高频电源； 9、极板； 10、微孔爆气板； 11、连接绳； 12、箱盖；13、出水口； 14、极板固定框； 15、卡槽。
具体实施方式
下面结合附图对实用新型做进一步说明。如图1所示，本装置包括供电装置、曝气装置、漂浮装置、电极箱等。
供电装置可以采用电池、太阳能电池板等。供电装置包括太阳能电池板、蓄电池、将直流低压转化为高频电压的高压高频电源8。高压高频电源8为平板电极提供高压电源，且通过导线7引到电极箱5上下两端的平板电极。供电装置为整个装置供电，也可直接采用市电供电，只需要再加装交/直流变电装置即可。
曝气装置包括气泵2、微孔爆气板10，气泵2通过气路3为微孔爆气板10提供供气源，为电极箱5提供空气。气泵2通过微孔曝气板10释放出来微小的气泡，增加水中的氧气和电阻。微孔曝气板10能够均匀向极板间曝气，采用烧结陶瓷等绝缘材料，孔径为微米级。
漂浮装置4为水上部分供电装置、气泵2等提供浮力。漂浮装置4为空心塑料平板或船型，足以为承载上述装置漂浮在水面，同时为悬浮的电极箱5提供浮力。
电极箱5是进行水处理的关键设备，由DBD电极组、微孔曝气装置和极板固定框14组成。电极箱壳体为硬塑料、绝缘树脂等绝缘材料，为长方体，上下两端不封闭。如图3所示，侧板与上端的箱盖12有约10cm长方形的空缺作为出水口13，与下端的微孔曝气板10留10cm宽长方形缺口作为进水口。
极板9和曝气头孔曝气板10固定在电极箱上，污水中的有机物让在极板间得到处理、净化。电极箱5与漂浮装置4通过连接绳11连接，连接绳11为绝缘软绳。曝气会带动电极箱5摆动，电极箱5还通过锚固装置6锚固于水底，不会影响水上装置。
极板固定框14均匀分布卡槽15，便于方便调节极板间距离，卡槽15宽度等于极板9宽度，每个卡槽间距离为1厘米，极板9插在卡槽。根据污水电导率确定极板间距离确保极板间不产生击穿性放电，只产生等离子态放电，电导率越高，极板间距越大。
DBD电极通常为平板电极，极板9的中间为金属板，外面被绝缘材料一般为高介电常数的绝缘材料，石英、陶瓷、玻璃等包裹。极板9通过导线7连接高压高频电源8。微孔爆气产生的微小气泡通过DBD电极时，DBD电极介质阻挡放电过程中产生高能电子、03、H202和OH等活性物质无选择地与水中的污染物反应，将其降解为二氧化碳、水和简单有机物。根据污水的电导率调节极板间的距离，既保证极板间有机物得到高效的分解，又可以确保极板间不产生击穿性放电。
如图2所示，极板9连接高频高压脉冲电源，待处理的水位于极板之间。微孔曝气装置向水中曝入空气，当在DBD双介质阻挡电极间施加一定频率(1MHz至50MHz)的足够高的电压(1 KV至IOOKV)时，极板间会产生介质阻挡放电。气泡中氧气被激发至等离子态，与水产生高氧化活性物质(-OH、03、H202等活性粒子)将水中有机物氧化成C02、H20。
具体工作原理
从DBD双介质阻挡电极的物理过程来看，电源电压通过电介质电容耦合到放电间隙形成电场，空间电子在这一电场作用下获得能量，与周围气体发生非弹性碰撞，电子从外加电场取得能量转移给气体分子．气体被激励后，发生电子雪崩，出现了相当数量的空间电荷。它们聚集在雪崩头部，再与外加电场叠加起来形成很高的局部电场，在新形成的局部电场作用下，雪崩中的电子得到进一步加速，使放电间隙的电子形成空间电荷的速度比电子迁移速度更快，形成了往返两个电场波，电场波向阴极方向返回时更强，这样一个导电通道能非常快地通过放电间隙形成大量微细丝状的脉冲流光微放电。它们很均匀、漫散和稳定，彼此孤立地随机发生在不同地点。当微放电通道形成以后，空间电荷就在通道内输送累积在电介质表面产生反向电场而使放电熄灭，形成微放电脉冲，在一定范围内，微放电的数量随供电电压及频率的增加而增加。
可见电介质的分布电容对于微放电的形成起着十分重要的镇流作用，一方面，由于电介质的存在，有效地限制了带电粒子的运动，防止了放电电流的无限制增长，从而避免了在放电间隙内形成火花放电或弧光放电；另一方面，电介质的存在可以使微放电均匀稳定地分布在整个放电空间内，气泡中的02被合成03，与水反应部分生成H202以及•OH，这些高氧化活性物质(-OH、03、H202等活性粒子)都能与周围水中的病菌、病毒、芽孢、有机物等反应，生成C02、H20。放电过程同时产生紫外光，紫外光与03协同具有更强的杀菌效果，产生的高能电子也具有杀菌效果。
DBD电极通常为平板电极或同轴圆筒电极，由于单个电极的处理量有限，可根据处理水量的多少，将电极矩阵式排列。极板9中间为金属板，外面被绝缘材料一般为高介电常数的绝缘材料，石英、搪瓷、陶瓷、玻璃等包裹，金属板通过导线7连接高频高压电源8，微孔曝气板10从电极下部向上曝气。

Claims (7)

1.一种DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，其特征在于：本装置包括供电装置、曝气装置、漂浮装置、电极箱（5）,供电装置为高压高频电源（8），曝气装置包括气泵（2）和曝气板，气泵（2）和供电装置安装在漂浮装置上，电极箱（5）悬在水中，曝气板设置在电极箱（5）下方。
2.根据权利要求1所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，其特征在于：高压高频电源（8）与蓄电池连接，蓄电池上还连接有太阳能发电装置（1）。
3.根据权利要求1所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，其特征在于：所述的漂浮装置（4）为空心塑料平板或船型漂浮体。
4.根据权利要求1所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，其特征在于：气泵（2）通过气路与微孔曝气板（10）连接，电极箱（5）包括极板固定框（14）、极板（9），极板固定框（14）内侧分布有卡槽，极板（9）之间相互平行插接在卡槽（15）上，高压高频电源（8）通过导线（7）与极板（9）连接。
5.根据权利要求4所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，其特征在于：电极箱（5）的上端和下端分别带有出水口（13）、进水口，极板（9）之间的距离相等，所有相邻的极板（9）分别连接在导线（7）不同电极上。
6.根据权利要求5所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，其特征在于：相邻的卡槽（15）之间的距离为1cm。
7.根据权利要求1所述的DBD低温等离子电极法应急污水处理装置，其特征在于：漂浮装置（4）上还连接有锚固装置（6）。
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