[发明专利]低气压放电等离子体水处理装置及方法

权利要求书

1.一种低气压放电等离子体水处理装置，包括放电电源(1)、高压电极(2)、反应器(3)、雾化喷洒器(4)、反应器顶盖(5)、进水管(6)、水流量监控器(7)、出水管(8)、反应器法兰(9)、绝缘法兰(10)、抽气管(11)、气镇阀(12)、气阀(13)、真空泵(14)、污水池(15)、净水池(16)、进水阀(17)和出水阀(18)；其特征在于，放电电源(1)输出端接高压电极(2)的下端，放电电源与反应器(3)共地，高压电极(2)设在反应器(3)中轴线上，反应器底端的反应器法兰(9)下面设有绝缘法兰(10)，高压电极(2)的底端垂直穿过并固定于绝缘法兰(10)的中心，高压电极(2)的顶端低于雾化喷洒器(4)，绝缘法兰(10)的偏心位置设有出水管(8)，反应器(3)顶部高于雾化喷洒器(4)的位置设有抽气管(11)，抽气管(11)另一端接真空泵(14)，真空泵(14)的抽气口上分别设有镇气阀(12)和气阀(13)，反应器(3)顶端是反应器顶盖(5)，进水管(6)穿过反应器顶盖(5)的中心进入反应器内，与雾化喷洒器(4)相连，进水管(6)到污水池(15)之间分别设有水流量监控器(7)和进水阀(17)，出水管(8)到净水池(16)之间设有水阀(18)，污水池(15)的液面高于净水池(16)的液面，污水池(15)的液面到反应器顶端之间的高度差小于10米，反应器法兰(9)比净水池(16)的液面高5米以上。

2.如权利要求1所述的低气压放电等离子体水处理装置，其特征是所述的反应器底端比净水池的液面高5米以上，出水管中高出净水池液面的水柱所受重力，正好与反应器内外压力差保持平衡，净水池中的水不会被吸进反应器。

3.如权利要求1所述的低气压放电等离子体水处理装置，其特征是所述的污水池液面比反应器顶端低10米以内，或者污水池液面比反应器顶端高，使污水池液面到反应器顶端的水柱所受重力小于反应器内外压力差，保证污水能在负压力作用下被吸进反应器。

4.如权利要求1所述的低气压放电等离子体水处理装置，其特征是所述的污水池的液面高于净水池的液面，处理过程中，污水池中的水不断流入反应器内，经等离子体处理后，流进净水池。

5.如权利要求1所述的低气压放电等离子体水处理装置，其特征是所述的反应器内压强小于0.1MPa。

6.如权利要求1所述的低气压放电等离子体水处理装置，其特征是所述的出水管位于反应器底端。

7.如权利要求1所述的低气压放电等离子体水处理装置，其特征是所述的放电电源是直流电源、交流电源、高频高压电源、射频电源、或者微波电源中的一种。

8.如权利要求1所述的低气压放电等离子体水处理装置，其特征是所述的高压电极位于圆柱形反应器轴线上，金属反应器壁与放电电源共地，作为气体放电的另一个放电电极。

9.如权利要求1所述的低气压放电等离子体水处理装置，其特征是所述反应器是垂直放置的，使雾化喷洒器喷出的水珠自由落体式经过等离子体柱。

10.如权利要求1所述的低气压放电等离子体水处理装置，其特征是所述的抽气管设置于反应器顶部一侧，高于雾化喷洒器。

11.一种低气压放电等离子体水处理方法，其处理步骤是：通过气镇阀(12)调节混入抽气管(11)中的空气流量，启动真空泵，真空泵(14)连续不断地抽出反应器(3)内的气体，使反应器(3)内处于低气压状态；启动放电电源，放电电源(1)输出高电压到高压电极(2)上，高压电极(2)对接地的反应器(3)的金属器壁放电，在反应器(3)的金属器壁与高压电极(2)之间的空间产生等离子体柱；打开进水阀(17)，并通过水流量监控器调节污水流量，在负压力作用下，污水从污水池(15)倒吸进入反应器(3)内，污水经过雾化喷洒器(4)向下喷洒，洒落的污水经过等离子体时，完全浸没在等离子体中，污水中的污染物质被等离子体氧化、降解，病菌被杀灭；经等离子体处理后的净水在重力作用下流入出水管(8)；打开出水阀(18)，净水流入净水池(16)；处理过程中，反应器内气压维持稳定，出水管中高于净水池液面的水柱垂直高度也保持不变，因此，有多少污水经反应器处理后流入出水管，就有相应量的净水从出水管中排入净水池，反应器内与外界始终保持着不间断的水循环；在不断有污水流进和净水流出反应器的条件下，真空泵连续抽出反应器内气体，反应器内始终保持低气压环境。