[发明专利]一种电晕放电等离子体高效降解高浓度有机污染废水的装置

说明书

技术领域

本发明属于污染水体净化技术领域，具体涉及到一种电晕放电等离子体高效降解高浓度有机污染废水的装置。

背景技术

随着经济的发展，我国目前正面临着水资源短缺和水污染严重的环境问题。传统的生物处理技术难以满足日益复杂的水质处理要求，如染料废水、农药废水、含持久性有机污染物废水等的处理。

目前针对有机污染物处理的工艺大多以好养工艺为主，大多仍采用活性污泥法和生物滤池等，国内当前采用的技术主要由以下几类：

好氧生物处理工艺：主要是早期传统活性污泥法和70年代开发的革新替代工艺，如生物接触氧化法、深井曝气、生物流化床等。但是，由于土霉素工业废水是高浓度有机废水，好氧工艺进水时需要对原液稀释数倍乃至成百倍，清水、动力消耗大、导致处理成本很高，实际处理率也较低，所以该工艺已经逐渐被淘汰。

厌氧生物工艺处理土霉素废水的实验研究虽然较多，但是由于其对高效厌氧反应器的设计、运行研究不够，缺乏对其废水所含化合物厌氧生物毒性作用的研究。

前处理-厌氧-好氧组合工艺：目前比较通用的工艺，但是由于其高厌氧和好氧反应器的条件要求，对其建设生产和设备要求比较高，同时发酵代谢的中间产物的毒性和降解特性缺少研究，一直以来也是备受质疑和议论。

膜分离法以及吸附法则由于母液中高浓度有机物使膜易受污染、通量衰减严重的原因，在运用上也相对较少。

光催化技术目前被认为是一种非常有应用前景的低能耗处理技术，但是由于其光量子产率低、需要催化剂等限制条件，应用范围也较窄。

臭氧氧化法对土霉素降解效果较为明显，但是由于其需要添加催化剂增加了成本，同时使用臭氧对环境也会造成一定的影响。

由此可见，目前对高浓度有机污染物处理的工艺都存在一定的不足，因此寻找一种高效、简单、避免二次污染的方法迫在眉睫。水中低温等离子体处理技术是一种高级氧化技术，具有处理效率高、无选择性、无二次污染等优点，所以将有可能成为未来高浓度有机废水处理的发展方向。

等离子体技术是近年来出现的一种较为前沿的高级氧化技术，并首先被应用到环境治理中。它兼具有臭氧氧化、紫外光降解、自由基氧化、热解和高能电子辐射等多种作用为一体，能有效去除废水中的各种污染物，放电是低温等离子体产生的主要方法，放电等离子体中有氧化性极强的·OH、·H、·O、O₃等活性粒子，并伴随着高温氧化、紫外辐射、冲击波等效应，有机物在这些综合效应的作用下，最终将降解为CO₂、H₂O或其它有机物质。具有处理周期短、效率高、无二次污染、适用范围广等优点。目前已经逐渐被应用于水环境污染的处理领域中。目前处理装置中存在的处理效果低、处理量少及放电不稳定等问题，因此设计出利用电晕放电等离子体高效降解高浓度有机污染废水的专用装置是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种电晕放电等离子体高效降解高浓度有机污染废水的装置。本装置设计简单、投资低、处理效果好、反应效率高、无二次污染等优点，可以应用于高浓度有机污染废水领域的高效降解。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种电晕放电等离子体高效降解高浓度有机污染废水的装置，它包括等离子体反应器和等离子体电源，所述的等离子体反应器包括反应容器、首端置于所述反应容器内的内极管以及套设在所述内极管内的正电极，所述内极管的首端设有出气口，所述的出气口接合于设在反应容器底部的曝气石，通过曝气石将内极管中放电产生的活性物质导入有机污染水体中，并起到通过曝气石曝气的作用。所述内极管的末端封闭且该内极管的管壁上设有进气口，所述的进气口连通导气装置，所述的反应容器上还设有排气口，所述等离子体电源的正负极分别连接所述的正电极和负电极，所述的负电极插入所述反应容器内废水的液面下或者接地。该装置通过在内极管内完成等离子体放电产生大量的活性物质，并通过曝气石将活性物质导入预处理有机污染水体，实现高效降解的效果。

作为一种优选技术方案，所述反应容器的容器壁为中空夹套结构用于通入冷凝流体介质对反应容器进行冷却，且所述反应容器的容器壁上分别设有冷凝流体介质入口和冷凝流体介质出口。所述的中空夹套结构，通过冷凝流体介质回流实现回流冷凝的效果。

进一步优选的，所述的导气装置包括空气泵和加湿皿，气体经过加湿皿加湿后由空气泵泵入内极管，气体流量由气体流量计进行监控。

所述的等离子体电源为高频高压电源。