[发明专利]大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置

摘要

本发明公开大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置，包括气液两相反应单元、超声辐射单元、气体流量调整单元、液体流量调整单元、气液分离单元、水质分析单元、驱动单元，所述气液两相反应单元内部设置有光催化单元，所述气液两相反应单元的上方设置有相连通的阵列式DBD反应器。本发明利用介质阻挡放电在气相中产生等离子体的活性物质注入水处理装置用于降解液相中废水的有机污染物分子，并与超声辐射单元和光催化单元的光催化作用产生协同效应，增强气相放电产生的活性物质处理有机废水。本发明中阵列式介质阻挡放电的结构可以极大地增加放电的区域，提高等离子体的活性物质的产量，并通过级联处理，可以极大地提高处理水的效率。 1

主权项

1.大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置，其特征在于，包括气液两相反应单元(1)、超声辐射单元(2)、气体流量调整单元(4)、液体流量调整单元(5)、气液分离单元(6)、水质分析单元(8)、驱动单元(9)，所述气液两相反应单元(1)内部设置有光催化单元(3)，所述气液两相反应单元(1)的上方设置有相连通的阵列式DBD反应器(14)；

所述驱动单元(9)的输出端分别与所述阵列式DBD反应器(14)的输入端、所述超声辐射单元(2)的输入端相连接；

所述液体流量调整单元(5)与所述气液两相反应单元(1)采用双向连接，所述液体流量调整单元(5)的输出端与所述水质分析单元(8)的输入端相连接；

所述气液分离单元(6)与所述气液两相反应单元(1)采用双向连接；

所述气体流量调整单元(4)的输入端与所述气液分离单元(6)的输出端相连接，所述气体流量调整单元(4)的输出端依次连接所述阵列式DBD反应器(14)的输入端、所述气液两相反应单元(1)。

2.根据权利要求1所述的大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置，其特征在于，所述气液两相反应单元(1)包括底座(11)、安装在所述底座(11)上方的气液两相反应壳体(12)、安装在所述气液两相反应壳体(12)内部的三口反应器(13)，所述阵列式DBD反应器(14)安装在所述气液两相反应壳体(12)的上方，所述气液两相反应壳体(12)上设置有出水口(16)、气液分离口(18)、液体回流口(19)，所述三口反应器(13)包括设置于左端的进水口(131)、设置于右端的出口(132)、设置于顶端的阵列式DBD反应器接入口(133)，所述阵列式DBD反应器(14)安装在所述三口反应器(13)的所述阵列式DBD反应器接入口(133)上，所述阵列式DBD反应器(14)的顶端设置有进气口(17)。

3.根据权利要求2所述的大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置，其特征在于，所述三口反应器(13)上的所述进水口(131)与所述液体流量调整单元(5)的输出端相连通，所述气液两相反应壳体(12)上的所述出水口(16)与所述液体流量调整单元(5)的输入端相连通，所述气液两相反应壳体(12)上的所述气液分离口(18)与所述气液分离单元(6)的输入端相连通，所述气液两相反应壳体(12)上的所述液体回流口(19)与所述气液分离单元(6)的输出端相连通，所述气液分离单元(6)的输出端与所述气体流量调整单元(4)的输入端相连通，所述气体流量调整单元(4)的输出端与所述阵列式DBD反应器(14)上的所述进气口(17)相连通。

4.根据权利要求2所述的大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置，其特征在于，所述阵列式DBD反应器(14)包括位于顶部的气腔(143)、位于所述气腔(143)下方的若干单管DBD反应器，所述气腔(143)与所述单管DBD反应器的顶端相连通，所述气腔(143)上开设有与所述气腔(143)相连通的通气口(144)，所述通气口(144)与所述进气口(17)相连通。

5.根据权利要求4所述的大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置，其特征在于，所述单管DBD反应器包括高压电极(141)、低压电极(142)、石英玻璃管(145)、绝缘支架(146)，所述绝缘支架(146)嵌套安装在所述石英玻璃管(145)的内部的一端，所述低压电极(142)安装在所述石英玻璃管(145)的另一端，所述高压电极(141)安装在所述绝缘支架(146)上。

6.根据权利要求4所述的大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置，其特征在于，所述绝缘支架(146)的中心设置有贯通的高压电极插入孔(149)，所述高压电极(141)配合插入所述高压电极插入孔(149)中，所述绝缘支架(146)的边缘还设置有若干等间距分布的通气孔(148)。

7.根据权利要求2所述的大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置，其特征在于，所述驱动单元(9)包括可编程AC/DC电源(91)、高压脉冲源(92)、功率放大器(93)、阻抗匹配网A(94)、阻抗匹配网B(95)，所述可编程AC/DC电源(91)的第一输出通道和第二输出通道分别与所述高压脉冲源(92)的输入端、所述功率放大器(93)的输入端电气连接，所述高压脉冲源(92)的输出端与所述阻抗匹配网A(94)的输入端电气连接，所述阻抗匹配网A(94)的输出端与所述APPJ反应器(14)的输入端电气连接；所述功率放大器(93)的输出端与所述阻抗匹配网B(95)的输入端电气连接，所述阻抗匹配网B(95)的输出端与所述超声辐射单元(2)的输入端电气连接。

8.根据权利要求2所述的大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置，其特征在于，所述液体流量调整单元(5)包括液压泵(M1)、液体流量计(FL)、储水箱A(51)、储水箱B(52)、第一液体阀门(VL1)、第二液体阀门(VL2)、第三液体阀门(VL3)、第四液体阀门(VL4)，所述液压泵(M1)的输入端分别与所述第一液体阀门(VL1)的输出端、所述第二液体阀门(VL2)的输出端相连通，所述液压泵(M1)的输出端依次连通所述液体流量计(FL)、所述三口反应器(13)上的所述进水口(131)，所述储水箱A(51)的输入端连通所述第三液体阀门(VL3)的输出端，所述储水箱A(51)的输出端连通所述第二液体阀门(VL2)的输入端；所述出水口(16)连通所述储水箱B(52)的输入端，所述储水箱B(52)的输出端分别连通所述第三液体阀门(VL3)的输入端、所述第四液体阀门(VL4)的输入端、所述水质分析单元(8)，所述第四液体阀门(VL4)用来将处理结束的液体排出。

9.根据权利要求2所述的大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置，其特征在于，所述气体流量调整单元(4)包括气泵(M2)、气体流量计(FG)、风门(VG)，所述风门(VG)的输出端依次连通所述气体流量计(FG)、所述气泵(M2)、所述进气口(17)，所述气液分离单元(6)的输出端分别连通所述气体流量计(FG)的输入端、所述风门(VG)的输出端，所述风门(VG)的输入端外接外部气源(10)。

10.根据权利要求2所述的大区域介质阻挡放电协同超声与催化的水处理装置，其特征在于，所述光催化单元(3)设置于所述气液两相反应壳体(12)的下部区域，所述光催化单元(3)包括多个负载光催化剂的石英小球(31)、用于包裹所述石英小球(31)上的光催化剂的冲孔网膜(32)。