[发明专利]高压液下气体射流放电等离子体处理污水的装置和方法

说明书

 

技术领域 本发明涉及有机污水处理领域，特别涉及一种高频高压液下气体射流放电等离子体处理高浓度难降解有机污水的装置及方法。

 

背景技术 近年来，随着石油化工、煤化工、冶金、造纸、皮革、焦化和印染等行业的迅速发展，各种含有大量高浓度难降解有机污染物的污水相应增多，它们排入自然水体给环境造成严重的污染。

高浓度难降解有机污水的处理是污水处理领域的难点和重点。

高浓度难降解有机污水的特点是：污水中污染物浓度高、成份复杂、毒性大和难于生物降解。其主要成份是结构稳定的有机物质，比如带苯环结构或大分子长链结构等，包括多环芳烃、卤代烃、杂环类化合物、有机氛化物、有机磷农药、表面活性剂和有机染料等有毒有害难降解有机污染物。难降解有机物是指被微生物分解时速度很慢，分解不彻底的有机物（也包括某些有机物的代谢产物），这类污染物易在生物体内富集，也容易成为水体的潜在污染源。

高浓度难降解有机污水采用传统的物化、生化处理工艺技术，极难降解处理或处理不彻底。环保工作者在探寻高效、经济处理该类废水的研究方面进行了各种尝试，提出了许多处理方法，比如超声波、电磁、微波、铁碳微电解、臭氧、菲顿试剂、紫外线和高温湿式氧化等等各种高级氧化方法，但这些处理方法运行成本高、处理效率低或氧化不彻底，导致出水不能达标。

近年来兴起的等离子体处理技术，代表了这一领域的发展方向。所谓等离子体处理法，是指在高电压下放电过程中，产生等离子体用于污染物的净化处理。现有等离子体处理污水技术，大多数是采用先在气体中放电产生等离子体，然后产生的部分等离子体自行喷向污水面，并进入污水中实现污水处理的方法。这种方法由于等离子体等大部分活性粒子的寿命很短，如果不能及时引入水中，其氧化作用得不到充分利用。

 

发明内容 本发明所要解决的技术问题是为了避免现有技术中不足之处而提出一种高压液下气体射流放电等离子体处理污水的装置和方法，以气体射流的方式迅速地将气体放电产生的等离子体等活性粒子迅速导入污水中而实现对污水的处理。

本发明可以通过采用以下技术方案来实现：

设计一种高压液下气体射流放电等离子体处理污水的装置，包括至少一套气体射流等离子体模块和反应槽，所述气体射流等离子体模块又包括高频高压电源、高压电极、气体射流管和地电极，所述高频高压电源输出的两端分别与高压电极和地电极相连，所述地电极设置在反应槽内的污水中，所述高压电极置于气体射流管中，该气体射流管一端与反应槽内的污水接触；所述气体射流管上部设有通入压缩空气或氧气的接口，底部设有小孔。

进一步地，所述推流式反应槽的每一格中至少放置一套气体射流等离子体模块。

设计一种高压液下气体射流放电等离子体处理污水的气体射流等离子体模块，所述气体射流等离子体模块包括高频高压电源、高压电极、气体射流管和地电极，所述高频高压电源输出的两端分别与高压电极和设置在反应槽内的有机污水中的地电极相连，所述高压电极置于气体射流管中。

提出一种高压液下气体射流放电等离子体处理污水的方法，包括以下步骤：

①将高频高压电源产生的高压加载在置于气体射流管之内的高压电极和置于反应槽内待处理污水中的地电极上； 

②向气体射流管通入压缩空气或氧气；

③待处理污水从反应槽一侧流入，气体射流管下部没入待处理污水中，高压电极通过气体放电产生等离子体，等离子体借助气体射流穿越气体射流管下部的小孔迅速导入待处理污水中；

④待处理污水经过等离子体处理后，经反应槽另一侧流出采用后续工艺进行处理。

进一步地，所述反应槽为推流式反应槽，待处理污水从反应槽的一侧流入，从另一侧流出；反应槽至少包括三格，水流在反应槽中呈波浪式行进。

进一步地，所述气体射流等离子体模块，根据待处理污水的水量，单套模块使用或者一套以上模块并联使用。