CN214004129U - 一种等离子体水处理设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水处理领域，公开了一种等离子体水处理设备。设备包括：反应器，所述反应器具有原水流入的入口和净化水流出的出口；接地电极，所述接地电极设置在反应器的一侧；等离子体电极模块，所述等离子体电极模块设置在所述反应器的另一侧，并可产生等离子体。该设备利用水下放电产生等离子体，可以分解或去除原水中的有机物和微生物。

Description

一种等离子体水处理设备

技术领域

本实用新型涉及一种等离子体水处理设备，该水处理设备能够通过使用等离子体电极或包含等离子体电极的等离子体电极模块来分解或去除原水中存在的有机物或微生物。

背景技术

沉淀法是目前应用最广泛的一种水处理方法。它是通过重力使污染物逐渐沉淀到沉淀池底部，然后通过去除沉淀池底部的污染物进行固液分离的水处理过程。然而，这个过程耗时较长，并且占地面积大，更严重的问题是沉积物腐烂会散发气味。为此，人们研发了各种水处理设备来净化废水。其中压力浮选法在被大量应用，该方法通过产生附着在污染物上的气泡来去除水中的污染物。压力浮选有很多种，其中溶解气浮法(DAF)是应用最为广泛的一种，它是通过去除悬浮物(如油、固体)来净化废水。去除过程是在高于大气压的压力下，使用喷嘴将空气饱和的废水注入浮选池中，从而在大气压力下释放空气，形成≤100μm尺寸的微小气泡。这些气泡附着在悬浮物上，可使悬浮物浮到水面并将其清除。

然而，溶解气浮法处理量较小，通常只适用于小型水处理厂。由于气泡的大小是由喷嘴的结构决定的，因此在建立溶解气浮装置后，无法自适应地调整气泡的大小。另外，在超大气压下产生空气饱和水的压力容器需要消耗大量电能，能源成本较高。此外，经常发生的情况是，诸如藻类有机物很难附着在絮凝物上，但仍悬浮在水中，使用沉淀或浮选很难去除这类有机物。为了解决这一问题，已经提出了一些改进的方法，例如添加氯，但如果过量注入氯会导致零件腐蚀。因此，针对以上系列问题，需要研发一种能够有效去除原水中的有机物和微生物的水处理设备。

实用新型内容

本实用新型提供了一种等离子体水处理设备，该设备能够通过使用等离子体电极模块来分解或去除原水中存在的有机物或微生物。设备包括：反应器，所述反应器具有原水流入的入口和净化水流出的出口；接地电极，所述接地电极设置在反应器的一侧；等离子体电极模块，所述等离子体电极模块设置在所述反应器的另一侧，并可产生等离子体。

所述反应器包括能够调节接地电极和等离子体电极模块之间距离的距离调节器。所述接地电极呈板状，和所述等离子体电极模块彼此相对，入口和出口可以在同一侧，也可以在同一侧提供入口、出口和接地电极。

所述等离子体电极模块包括：具有多个孔的钨基；覆盖除所述孔之外的钨基外周表面的陶瓷层；以及具有分层结构的等离子体电极，包括接地部分、固定部分和放电部分，其中所述接地部分、固定部分和放电部分呈圆柱形并且依次堆叠在彼此上，所述接地部分与所述钨基接触，在所述放电部分周围产生等离子体。

所述接地部分、固定部分和放电部分由具有耐腐蚀性的不锈钢制成，并且形成一个整体结构。所述接地部分、固定部分和放电部分的直径比可以设置为7～8∶4～6∶1，高度比可以设置为1～2∶1∶1，并且所述钨基可呈板状或圆柱形。

本实用新型的等离子体水处理设备可用于混合絮凝池，也可用于溶解气浮法的浮选池，可大大提高溶解气浮法的水处理效率。

此外，本实用新型的等离子体水处理设备还可以用于去除原水中细菌的消毒池，能够有效分解和去除原水中存在的有机物和微生物。

所述接地电极与所述反应器内设置的所述等离子体电极模块之间的距离是可以调节的，由于设备使用的所述等离子体电极是三级集成结构，每级长度和直径不同，可以提高接地效率和放电效率，稳定地产生等离子体，从而产生大量的自由基，有效分解原水中的有机物，提高水处理效率。

本实用新型等离子体水处理设备中的等离子体电极是一种用于水处理的集成式等离子体电极，它的放电部分、固定部分和接地部分是集成在一起并作为单个模块的。因此，该等离子体电极具有良好的耐久性，能够稳定地产生等离子体。由于等离子体电极是由多个电极组成的电极模块形式提供的，因此可以防止向一个电极提供过大电力导致电极断裂或引起局部闪络的现象。

附图说明

图1为本实用新型等离子体水处理设备的整体结构示意图；

图2为本实用新型水处理设备中等离子体电极的示意图；

图3为本实用新型水处理设备中等离子体电极模块(分别为板状和圆柱形)的示意图。

附图标记：反应器(1)、入口(2)、出口(3)、接地电极(4)、距离调节器(5)、等离子体电极(6)、放电部分(7)、固定部分(8)、接地部分(9)、等离子体电极模块(10)、孔(11)、导电底座(12)、陶瓷层(13)。

具体实施方式

图1是等离子体水处理设备的结构示意图。等离子体水处理设备包括反应器1、接地电极4和等离子体电极6。反应器1包括入口2(原水，即待处理的水，通过该入口流入反应器)和出口3(净化水通过该出口流出)。接地电极4设置在反应器1的一侧，等离子体电极6可设置在反应器1的另一侧，并可产生等离子体。本实用新型等离子体水处理设备通过配备等离子体电极6 来实现水下等离子体放电，从而分解和去除原水中存在的有机物或微生物。

本实用新型等离子体水处理设备采用等离子体代替氯，可有效去除水中有机物和微生物，并且在抑制有机污染物的同时，不会造成部件或设施的腐蚀。

本实用新型等离子体水处理设备中等离子体对被处理水中的微生物或有机物的影响是通过震动波、超声波或高压电场来破坏细胞。

虽然对入口2和出口3的位置没有特别限制，但在具体实施时，入口2 和出口3可设置在同一侧(如果是矩形平行六面体，则设置在同一平面上)。接地电极4、入口2和出口3也可设置在同一侧，并且等离子体电极6面向接地电极4。

水处理反应器1包括一个距离调节器5(如图1所示)，该距离调节器能够调节接地电极4和等离子体电极6之间的距离。施加在等离子体电极6上的电压以及接地电极4和等离子体电极6之间的距离可以根据原水的类型或质量来控制。

等离子体电极6可以由钨或不锈钢制成，并且可以连接到电源。电源可向等离子体电极6施加脉冲、交流电压或直流电压。可将等离子体电极6设置在反应器1的一侧，或者也可以单独制造多个等离子体电极6，然后将多个等离子体电极6组装成一个等离子体电极模块10。因此，多个等离子体电极 6可以以一个等离子体电极模块10的形式安装在反应器中。

图2为本实用新型水处理设备中等离子体电极的示意图。等离子体电极6 包括放电部分7、固定部分8和接地部分9，并且这些部分被集成为单个主体。该等离子体电极的集成结构减少了因过多电能集中在任意一个电极上导致电极断裂的可能性。

每级电极的形状无特别的限制，但圆柱形电极是可以稳定产生等离子体。此外，顶部放电部分7的直径可以最小，底部接地部分9的直径可以是最大的(如图2所示)。通过这种直径朝上减小的设置，可以提高等离子体电极6 的绝缘效率和放电效率。为了将等离子体电极6的绝缘效率和放电效率最大化，将放电部分7、固定部分8和接地部分9的直径d1、d2和d3的比设置为1∶4～6∶7～8，高度h1、h2和h3的比设置为1∶1∶1～2。

等离子体电极模块10呈板形或圆柱形(如图3所示)，包括具有多个孔 11的导电基座12，以及围绕钨基的外周表面(孔11除外)的陶瓷层13。

等离子体电极设置在孔中，具有接地部分9、固定部分8和放电部分7顺序堆叠的分层结构。接地部分9与导电基座接触，可在放电部分7周围产生等离子体。

根据导电基座的形状，分为板式等离子体电极模块或圆柱式等离子体电极模块，可根据水处理反应器的类型有选择性地使用这些装置。

Claims (7)

1.一种等离子体水处理设备，其特征在于：包括反应器，所述反应器具有原水流入的入口和净化水流出的出口；接地电极，所述接地电极设置在反应器的一侧；等离子体电极模块，所述等离子体电极模块设置在所述反应器的另一侧，并可产生等离子体。

2.根据权利要求1所述的一种等离子体水处理设备，其特征在于：其中所述反应器包括距离调节器，所述距离调节器可调节所述接地电极和所述等离子体电极模块之间的距离。

3.根据权利要求1所述的一种等离子体水处理设备，其特征在于：所述接地电极呈板状，和所述等离子体电极模块彼此相对。

4.根据权利要求1所述的一种等离子体水处理设备，其特征在于：所述等离子体电极模块包括：具有多个孔的钨基；覆盖除所述孔之外的钨基外周表面的陶瓷层；以及具有分层结构的等离子体电极，包括接地部分、固定部分和放电部分，其中所述接地部分、固定部分和放电部分呈圆柱形并且依次堆叠在彼此上，所述接地部分与所述钨基接触，所述放电部分产生等离子体，所述等离子体电极设置在所述孔中。

5.根据权利要求4所述的一种等离子体水处理设备，其特征在于：所述接地部分、固定部分和放电部分由相同的材料制成，并且形成一个整体结构，该结构由具有耐腐蚀性的不锈钢制成。

6.根据权利要求4所述的一种等离子体水处理设备，其特征在于：所述接地部分、固定部分和放电部分的直径比为7～8∶4～6∶1，高度比为1～2∶1∶1。

7.根据权利要求4所述的一种等离子体水处理设备，其特征在于：所述钨基呈板状或圆柱形。

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