[发明专利]用于水处理的液体电极沿面放电等离子体反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水处理的放电等离子体反应器，具体涉及用于水处理的液体电极沿面放电等离子体反应器。

背景技术

大气压下放电等离子体可产生一些氧化活性很强的物质，如羟基自由基OH、臭氧O₃和原子氧O等，能够对传统方法如生化法、化学法和物理法难处理废水进行有效处理，尤其是毒性有机废水、印染废水和菌藻。目前，放电等离子体水处理反应器，主要有三种形式，即纯液相放电等离子体、气液两相混合的放电等离子体和水面上方的气相放电等离子体反应器。液相和气液两相混合的放电等离子体反应器，由于被处理水体存在于电极之间，水体的电导率导电性能对放电等离子体状态和活性物质生成有很大的影响，尤其是对高电导率导电性好的水体处理效果差，而且，由于放电电极在水中，电极腐蚀问题影响放电等离子体运行状态和处理效果，同时也影响反应器的运行寿命。水面上方放电等离子体反应器，虽然放电是在气相环境中发生，受水体电导率影响小，但是放电等离子体产生的活性物质向被处理水体中扩散效率和作用水体的厚度都受到限制，影响水处理效果。虽然，水中介质阻挡放电等离子体反应器可以克服水体电导率影响，但是，水中介质阻挡放电等离子体发生、活性物质产生和水处理效率还是存在一些缺点。臭氧发生器自研制成功以来，已在水处理领域成熟应用，但是，由于臭氧生成反应过程是放热反应，导致臭氧发生器在工作过程中温度升高，减少臭氧的产生量，因此臭氧发生器设计时必须有冷却系统以控制温度，从而造成臭氧发生器的设备成本和运行成本增加。

发明内容

本发明的目的是提出一种用于水处理的液体电极沿面放电等离子体反应器，该反应器具有结构简单，水处理效果高，一次性投资少，运行费用低等优点。

本发明的技术方案是，用于水处理的液体电极沿面放电等离子体反应器，由盛水槽、放电电极系统和废水区域组成，盛水槽中央是放电电极系统，放电电极系统的绝缘介质管周围是被处理的废水，其中盛水槽是金属、有机材料和钢筋混凝土材料制成，放电电极系统内部的高压放电电极与交流高压电源的高压端子连接，废水作为液体电极与交流高压电源的低压端子连接，或者废水的液体电极和交流高压电源的低压端子同时与接地线连接构成回路。放电电极系统是由多根内部安装高压放电电极的绝缘介质管并联安装在框架上，高压放电电极采用螺线管形状金属丝带、金属网孔或者梳状金属带等结构内衬在绝缘介质管内壁上，要求紧密接触；在盛水槽内壁上安装接线端子，形状可以设计成球体、平板或者环形带，废水通过接线端子和导线与交流高压电源的低压端子相连，交流高压电源的接地端与地线相连，或者盛水槽的接线端子与地线相连，交流高压电源的低压端子与地线相连构成回路；绝缘介质管采用陶瓷、石英玻璃或云母等绝缘性好的材料，绝缘介质管上端口是曝气气体入口，下端口连接曝气头，曝气气体从入口进入到绝缘介质管内部，从曝气头喷出。当在高压放电电极和液体电极之间施加交流高压时，在绝缘介质管内壁上产生沿面放电等离子体，曝气气体先经过沿面放电等离子体区域作用，生成活性物质混入曝气气体中，使曝气气体转变成活性气体，然后活性气体再经过曝气头喷出进入盛水槽的被处理废水中，氧化降解水中的有机物和菌藻，实现水处理；沿面放电等离子体伴随强的放电流光产生，流光中含有紫外和可见区域的光，当绝缘介质管采用透光性能高的材料时，如石英玻璃，绝缘介质管内壁上沿面放电等离子体的流光辐射到盛水槽的被处理废水，沿面放电等离子体流光作为光源，诱发光解和光催化反应过程，提高水处理效果。

本发明的有益效果是，结构简单，水处理效果高，一次性投资少，运行费用低。

附图说明

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

图1是本发明的用于水处理的液体电极沿面放电等离子体水处理反应器结构示意图。

图2是本发明的反应器的螺线管状高压放电电极的放电电极系统示意图。

图3是本发明的反应器的网孔状高压放电电极的放电电极系统示意图。

图4是本发明的反应器的梳状高压放电电极的放电电极系统示意图。

图5是本发明的实施例的水处理系统示意图。

图中：1、放电电极系统，2、高压放电电极，3、绝缘介质管，4、盛水槽，5、绝缘子，6、接线端子，7、气体均流板，8、曝气头，9、高压电缆，10、气体入口，11、鼓风机，12、管路，13、气相区域，14、废水区域。

具体实施方式