[实用新型]低气压放电等离子体水处理装置

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及低温等离子体的应用技术领域，具体涉及一种可用于水处理的低气压放电等离子体装置。 

技术背景

常用的水处理方法有：沉淀物过滤法、硬水软化法、活性炭吸附法、去离子法、逆渗透法、超过滤法、蒸馏法、紫外线消毒法、生物化学法。下面是这些常用水处理方法的技术特征： 

沉淀物过滤法：这是最古老且最简单的净水法，所以这个步骤常用在水纯化的初步处理，或有必要时，在管路中也会多加入几个滤器以清除体积较大的杂质。滤过悬浮的颗粒物质所使用的滤器种类很多，例如网状滤器，沙状滤器(如石英沙等)或膜状滤器等。只要颗粒大小大于这些孔洞之大小，就会被阻挡下来。对溶解于水中的离子，就无法阻拦下来。如果滤器太久没有更换或清洗，堆积在滤器上的颗粒物质会愈来愈多，则水流量及水压会逐渐减少甚至堵塞，因此滤器需要定时更换。 

硬水软化法：硬水的软化需使用离子交换法，它的目的是利用阳离子交换树脂以钠离子来交换硬水中的钙与镁离子，以此来降低水源内之钙镁离子的浓度，在硬水软化的过程中，钠离子会逐渐被使用耗尽，则交换树脂的软化效果也会逐渐降低，这时需要作还原的工作。 

活性炭：主要作用是清除氯与氯氨以及其它分子量在60到300道尔顿的溶解性有机物质。活性炭的表面呈颗粒状，内部是多孔的，比表面积大，而这些孔的表面及颗粒表面有极强的物理吸附能力。影响活性炭清除有机物能力的因素有活性炭本身的面积，孔洞大小以及被清除有机物的分子量及其极性，当吸附能力达饱合之後，吸附过多的杂质就会掉落下来污染下游的水质，所以必须定时清除吸附其上的杂质，反复清除多次后就需要更换新的活性炭。 

去离子法：去离子法的目的是将溶解於水中的无机离子排除，与硬水软化器一样，也是利用离子交换树脂的原理。使用两种树脂-阳离子交换树脂与阴离子交换树脂。阳离子交换树脂利用氢离子(H+)来交换阳离子；而阴离子交换树脂则利用氢氧根离子(OH-)来交换阴离子，氢离子与氢氧根离子互相结合成中性水。这些树脂之吸附能力耗尽之後也需要再还原，阳离子交换树脂需要强酸来还原；相反的，阴离子则需要强碱来还原。如果阴离子交换树脂消耗殆尽而没有还原，则吸附力最弱的氟就会逐渐出现在透析用水中，造成软骨病，骨质疏松症及其它骨病变；如果阳离子交换树脂消耗尽了，氢离子也会出现在透析用水之中，造成水质酸性的增加，所以去离子功能是否有效，需要时常监视，定期还原和更新离子交换材料。 

反渗透法：反渗透法可以有效的清除溶解於水中的无机物、有机物、细菌、热原及其它颗粒等，是透析用水之处理中最重要的一环。反渗透水处理常用的半透膜材质有纤维质膜，芳香族聚酝胺类，polyimide或polyfuranes等，至於它的结构形状有螺旋型，空心纤维型及管状型等。至於这些材质中纤维素膜的优点是耐氯性高，但在硷性的条件下(pH≥8.0)或细菌存在的状况下，使用寿命会缩短。polyamide的缺点是对氯及氯氨之耐受性差。如果反渗透前没有作好前置处理则渗透膜上容易有污物堆积，例如钙，镁，铁等离子，造成反渗透功能的下降；有些膜(如polyamide)容易被氯与氯氨所破坏，因此在反渗透膜之前要有活性碳及软化器等前置处理。反渗透处理速度慢、成本高。 

超过滤法：超过滤法与逆渗透法类似，也是使用半透膜，但它无法控制离子的清除，因为膜之孔径较大，约10-200A之间。只能排除细菌，病毒，热原及颗粒状物等，对水溶性离子则无法滤过。超过滤法主要的作用是充当逆渗透法的前置处理以防止逆渗透膜被细菌污染。它也可用在水处理的最後步骤以防止上游的水在管路中被细菌污染。与活性碳类似，需要定时清洗、更换滤膜。 

蒸馏法：蒸馏法可以清除任何不可挥发性的杂质，但是无法排除可挥发性的污染物，它需要很大的储水槽来存放，这个储水槽与输送管却是造成污染的重要原因。 

紫外线消毒法：主要是利用254纳米波长的紫外线光照射，破坏细胞的生命核心——DNA，阻止细胞再生，使细菌变得无害，从而达到灭菌的效果。这种系统的规模取决于紫外线的强度(照射器的强度和功率)和接触时间(水、液体、或空气暴露在紫外线下的时间长短)。处理效率低、成本高。 

生物化学法：生物化学水处理方法利用自然界存生的各种细菌微生物，将废水中有机物分解转化成无害物质，使废水得以净化。生物化学水处理方法可以分活性污泥法、生物膜法、生物氧化塔、土地处理系统、厌氧生物水处理方法。生物化学水处理方法周期长，占地大，受环境限制多。