[實用新型]一種低溫等離子體協(xié)同光催化處理污染土壤的反應(yīng)器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220725194.8
• 申請日: 2012-12-25
• 公開（公告）號: CN203091406U
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 肖典琪;黃芳;陳奇;謝德援;吳祖良
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工商大學(xué)
• 主分類號: B09C1/00
• 分類號: B09C1/00
• 代理公司: 杭州天勤知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

本實用新型涉及一種污染土壤處理的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種低溫等離子體協(xié)同光催化處理污染土壤的反應(yīng)器。

土壤是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，是不可缺少、不可再生的自然資源。大量化工產(chǎn)品的生產(chǎn)導(dǎo)致土壤污染越來越嚴(yán)重，造成了土壤中有機物的富集，尤其是揮發(fā)性有機物(VOCs)、多環(huán)芳烴(PAHs)、持久性有機物(POPs)等難降解的有機物。VOCs、PAHs和POPs都具有“三致”作用，且會產(chǎn)生光致毒效應(yīng)，在土壤中具有隱弊性大、潛伏期長、涉及面廣、治理困難等特點，如不及時去除，將嚴(yán)重威脅食品安全和人體健康。如何對土壤中大量殘留的有機污染物進(jìn)行快速、有效的修復(fù)已經(jīng)成為亟需解決的技術(shù)難題。

有機物污染土壤的傳統(tǒng)修復(fù)方法有氧化燃燒、熱脫附、化學(xué)修復(fù)、物理修復(fù)、生物修復(fù)、氣相抽提法等。其中異地氧化燃燒法及熱脫附法應(yīng)用較多。但燃燒法在對土壤進(jìn)行焚燒的過程中會產(chǎn)生二噁英等二次污染物，將對大氣造成更嚴(yán)重污染。而熱脫附則僅進(jìn)行了簡單的物理分離，將污染物從一相轉(zhuǎn)化為另一相，并沒有對有機污染物起到根本的破壞作用，不能將有機污染物徹底降解，因此傳統(tǒng)的有機物污染土壤修復(fù)方法均存在一些局限性。

等離子體技術(shù)和光催化技術(shù)是近年來出現(xiàn)的氣態(tài)污染物治理領(lǐng)域的熱點技術(shù)。相比于傳統(tǒng)的空氣凈化技術(shù)，等離子體技術(shù)具有處理流程短、效率高、能耗低、適用范圍廣等特點，尤其是低溫等離子體(NTP)可以產(chǎn)生很多高活性的粒子(如電子、活性基團(tuán)等)，與難降解的有機污染物發(fā)生反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化或分解為無害物質(zhì)。光催化技術(shù)則具有能耗低、操作簡單、反應(yīng)條件溫和、二次污染少等優(yōu)點。兩者都被認(rèn)為是一種極具前途的環(huán)境污染深度凈化技術(shù)。將這兩種凈化技術(shù)有效結(jié)合已成為大氣污染控制領(lǐng)域新的研究方向。

等離子體技術(shù)和光催化技術(shù)逐漸被應(yīng)用于污染土壤的處理領(lǐng)域中，公開號為CN102671526A的專利公開了一種用低溫等離子體處理土壤揮發(fā)性有機污染物的裝置，該裝置利用熱風(fēng)將吸附在土壤中的揮發(fā)性有機污染物釋出，熱風(fēng)攜帶揮發(fā)性有機污染物通過管道進(jìn)入低溫等離子體反應(yīng)器中，利用低溫等離子體發(fā)生器放電產(chǎn)生的活性粒子處理揮發(fā)性有機污染物，該處理方式僅采用低溫等離子體技術(shù)處理有機污染物，不能一次處理完全，需采用處理多次的方式才能完全去除揮發(fā)性有機污染物，能耗高，易產(chǎn)生二次污染。

公開號為CN102553901A的專利公開了一種光催化土壤凈化系統(tǒng)，該系統(tǒng)由土地加熱裝置、加熱管道及不織布層組成，不織布層上依次覆有二氧化鈦與吸附劑混合層、透明膜層，該系統(tǒng)利用光催化反應(yīng)可去除土壤中的氯化物，但光催化反應(yīng)僅去除土壤中通過加熱揮發(fā)出來的部分污染物，處理效果不佳，會造成污染物的一定殘留。

本實用新型針對現(xiàn)有處理土壤中有機污染物的反應(yīng)器處理效果差、二次污染大等問題，提供了一種低溫等離子體協(xié)同光催化處理污染土壤的反應(yīng)器，進(jìn)行有機物污染土壤的高效處理，減少其對環(huán)境的二次污染。

一種低溫等離子體協(xié)同光催化處理污染土壤的反應(yīng)器，包括兩端分別設(shè)置進(jìn)氣口和出氣口的反應(yīng)筒體，所述的反應(yīng)筒體沿軸向分為兩段，其中靠近進(jìn)氣口的一段為低溫等離子體反應(yīng)段，靠近出氣口的一段為光催化反應(yīng)段。

污染土壤在低溫等離子體反應(yīng)段經(jīng)過一次處理后，揮發(fā)出的殘余有機物進(jìn)入光催化反應(yīng)段進(jìn)行二次處理，該反應(yīng)器突破了傳統(tǒng)反應(yīng)器只采用單種技術(shù)處理污染土壤的缺陷，將低溫等離子體技術(shù)與光催化技術(shù)結(jié)合，充分發(fā)揮兩者的協(xié)同處理作用，污染土壤處理效果好，二次污染低。低溫等離子體反應(yīng)段產(chǎn)生的活性物質(zhì)臭氧能在光催化階段分解，不僅解決了單純低溫等離子體產(chǎn)生臭氧等副產(chǎn)物的問題，而且臭氧的分解能夠提高光催化性能，促進(jìn)有機物的深度降解。

所述反應(yīng)筒體的橫截面為方形，為了強化氣流擾動，增加氣流停留時間，提高低溫等離子體反應(yīng)段的處理效果，所述的進(jìn)氣口處設(shè)有渦流發(fā)生裝置，優(yōu)選渦流發(fā)生裝置為旋流板形式。

所述反應(yīng)筒體的橫截面為方形，為了強化氣流擾動，增加氣流停留時間，提高低溫等離子體反應(yīng)段的處理效果，所述的進(jìn)氣口處設(shè)有渦流發(fā)生裝置，優(yōu)選渦流發(fā)生裝置為旋流板形式。

隨后，為了消除低溫等離子體反應(yīng)段產(chǎn)生的渦流，使氣流均勻的進(jìn)入光催化反應(yīng)段，提高光催化反應(yīng)段污染物的降解效果，所述的低溫等離子體反應(yīng)段與光催化反應(yīng)段交界處設(shè)有氣流均布裝置，優(yōu)選氣流均布裝置為多孔結(jié)構(gòu)的不銹鋼板。