[發明專利]微空心陰極放電等離子體高效污水處理裝置

無效

• 申請號: 201110458614.0
• 申請日: 2011-12-31
• 公開（公告）號: CN102515302A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 李雪辰;趙歡歡;董麗芳
• 申請（專利權）人: 河北大學
• 主分類號: C02F1/30
• 分類號: C02F1/30
• 代理公司: 石家莊國域專利商標事務所有限公司 13112
• 代理人: 胡澎

技術領域

本發明涉及一種污水處理裝置，具體地說是一種微空心陰極放電等離子體高效污水處理裝置。

背景技術

目前，工業污染物的排放越來越多，環境污染也愈加嚴重。特別是與人類生活緊密相關的水資源的污染日益嚴重，水中所含的有毒有害物質（如氯苯酚、多氯聯苯等）越來越多。這些有害物質通過食物鏈或者飲水在影響著人類的身體健康，使人們產生多種疾病，如誘發致癌、致畸、致突變效應等。

對污水處理的常規方法主要有生物法、物化法和氧化法等，這些處理方法的效果不佳，處理成本高。隨著科技的進步，新的處理方法主要有電子束輻照水處理、脈沖放電水處理和介質阻擋放電水處理等。電子束輻照水處理方法存在的不足之處是，電子槍的制造工藝復雜，精度要求高；電子束輻照水體表面積有限，影響大規模的污水處理。脈沖放電水處理方法的存在不足之處是，工業化應用的脈沖高壓電源技術難度大，導致制造成本高；脈沖放電發生過程中受處理溶液的電導率影響較大；高壓放電電極腐蝕嚴重，影響水處理的穩定運行。介質阻擋放電水處理方法存在的不足之處是，由于放電一般是脈沖的，時間占空比較小，影響污水處理效率。由于以上所述水處理方法存在的缺點，使得污水處理裝置的應用受到了很大的制約。

發明內容

本發明的目的就是提供一種處理效率高、水處理量大、設備成本低、運行費用低并且運行穩定的微空心陰極放電等離子體高效污水處理裝置。

本發明的目的是這樣實現的：一種微空心陰極放電等離子體高效污水處理裝置，包括有：

對污水進行高壓霧化陰極放電反應處理的反應器；

與所述反應器通過管路相接、向所述反應器提供噴氣氣流的供氣系統；

與所述反應器電連接、為所述反應器的高壓霧化陰極放電反應提供放電所需能量的高壓電源；以及

與所述反應器通過管路相接、向所述反應器提供待處理污水的污水池。

微空心陰極放電是一種高氣壓輝光放電，放電時產生高密度的高氣壓非平衡等離子體。本發明污水處理裝置是一種由“微空心陰極放電”基本結構構成的等離子體反應器，它能夠產生高密度的高氣壓非平衡等離子體，由于空心陰極中負輝區交疊在一起，電子會在此區域多次反射，產生很多的二次電子，該高能電子的分布具有非熱電子能量分布。本發明通過向反應器中引入高速氣流，使污水以霧狀形式進入等離子體，由此增大了污水與等離子體的接觸面積，實現了對污水的高效處理。

本發明在所述反應器中設有放電系統，所述放電系統是在并列的第一電極板與第二電極板之間夾有電介質層，在所述第一電極板、第二電極板與電介質層上開有貫通孔，所述貫通孔通過與所述反應器相接的連接管路連通到所述供氣系統。

所述污水池通過進水管路通入所述反應器，所述進水管路的出口端開在所述貫通孔上。

所述高壓電源的正、負極分別與所述第一電極板和所述第二電極板相接。

所述供氣系統包括設置在所述連接管路上的氣壓表和氣閥，以及連接在所述連接管路端部的供氣機構。

在所述反應器的出氣管口上接有出氣管道，所述出氣管道的一端接在所述氣壓表與所述氣閥之間的所述連接管路上；在所述出氣管道上設置有單向閥。

所述貫通孔開在所述第一電極板、所述第二電極板與所述電介質層的中心部位，所述進水管路與所述貫通孔相通處的開口孔徑小于所述貫通孔的孔徑。

所述污水池設置在所述反應器的上部，在所述進水管路上接有過濾裝置。

所述反應器有至少一個；兩個或兩個以上的所述反應器為串聯或并聯連接形式。

本發明通過在放電系統中設置貫通孔，高速氣流通過貫通孔噴入反應器，污水通過進水管路以水滴狀引入貫通孔，在高速氣流的推動下，以霧狀形式噴入反應器中，由此增大了污水處理的反應面積，提高了污水處理效率。另外，由于氣流對污水的助推作用可以使反應過程中兩個電極板上的水垢等附屬物減少，從而使電極板的使用壽命增長。

本發明的獨特優點是，能夠處理生活廢水和工業廢水，如燃料廢水、有機廢水等。在進行污水處理的過程中，無需任何的化學添加劑，處理過程簡單，無廢棄物，容易實現控制和自動化；微空心陰極放電的電子密度高，工作效率高，電極損耗小。本發明污水處理裝置的構造簡單，制造成本低，運行費用低，并且運行穩定，可采用正、負極性直流高壓電源、交流高壓電源和正、負極性脈沖高壓電源等多種電源供電。通過反應器的并聯或串聯的連接方式，可以獲得放大的水處理效果。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。