[發(fā)明專利]水霧放電與超聲協(xié)同降解廢水處理裝置及其運行方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310407482.8
• 申請日: 2013-09-09
• 公開（公告）號: CN103523856A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳秉巖;朱昌平;費峻濤;張夢妮;任兆杏;何貞斌;任炟;高瑩;文文;陳龍威;單鳴雷;姚澄;王斌;韓慶邦
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學常州校區(qū)
• 主分類號: C02F1/36
• 分類號: C02F1/36;C02F1/48;C02F1/78;C02F1/32
• 代理公司: 南京縱橫知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種廢水處理裝置，具體涉及一種水霧放電與超聲協(xié)同降解廢水處理裝置，本發(fā)明還涉及水霧放電與超聲協(xié)同降解廢水處理裝置的運行方法，本發(fā)明屬于廢水處理領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

在廢水處理領(lǐng)域，常用的廢水處理方式是通過在廢水池中投入能夠與廢液中有害物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的中和物質(zhì)，通過與廢液中的有毒害物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)并生成無毒害的物質(zhì)，達到講解和凈化廢水的目的。但是這種廢水處理手段一方面需要充分了解廢水中有害物質(zhì)的成分和濃度，另一方面需要投入相中和物質(zhì)進行降解，這樣就不能實現(xiàn)對廢水進行快速和高效處理的要求。?

高壓放電產(chǎn)生的等離子體，富含高能電子、紫外線、自由基、臭氧等活性粒子和沖擊波。超聲波在水中由于能量的瞬變，發(fā)生空化效應(yīng)并形成密集的空化泡，空化泡爆裂瞬間，在微小空間內(nèi)產(chǎn)生高熱和沖擊波，從而產(chǎn)生自由基和沖擊能量。與液體接觸或在液體里的等離子體和超聲波的活性粒子和沖擊波，具有很強的化學活性和很廣的化學選擇性，聯(lián)合使用等離子體和超聲波的高能電子、自由基、臭氧、紫外線和沖擊波等活性效應(yīng)，與水中有毒害物種發(fā)生協(xié)同反應(yīng)，具有快捷、高效、無二次污染的優(yōu)勢。?

CN102344217A公開了一種等離子體和超聲波集成污水處理裝置，將超聲波技術(shù)的高溫高壓并伴隨強烈的激波等特點與電技術(shù)的電暈放電形成的等離子體的高能電子轟擊、臭氧化、紫外光解等技術(shù)進行組合，綜合處理污水，對高濃度難降解的有機物廢水效果明顯。CN102583697A公開了一種介質(zhì)阻擋放電水處理裝置及其處理方法，使用高壓高頻脈沖電源驅(qū)動，在介質(zhì)阻擋電極與懸浮電極之間的氣液界面放電，并使用放電產(chǎn)生的活性粒子處理水。但是，這兩個專利的放電區(qū)域位于液體上方的空氣域，由于放電所產(chǎn)生的活性粒子生命周期非常短，不能與待處理的水充分接觸，其處理效果受到極大影響。高進的碩士學位論文“脈沖等離子體處理廢水的實驗研究”提出了一種霧化放電反應(yīng)器處理廢水的實驗裝置，使用霧化后的水沿著電極整列的軸向流動，并使用電極整列之間放電產(chǎn)生的活性粒子處理水。但是，由于該方案的水霧不是垂直穿過放電陣列面，部分水霧從放電區(qū)域的外側(cè)穿過，降低了處理效果。且以上方案均能耗大、運行成本高，且沒有充分利用等離子體的降解功能。因此，開發(fā)一種使用清潔能源、反應(yīng)速率快的高效清潔的水處理設(shè)備及工藝確有必要。?

水霧射流放電處理水的實驗表明，當廢液的總體積不變時，隨著霧滴直徑的減小，霧滴的數(shù)量與總表面積成指數(shù)倍增長。最大限度地增大廢液與空氣接觸的總表面積，使廢液中的?有毒害物質(zhì)充分與放電產(chǎn)生的高能電子、臭氧(O₃)、紫外線(UV)和活性自由基團(·H，·OH，·O)接觸，能夠起到降解和殺菌作用；超聲波強化臭氧反應(yīng)處理水的實驗表明，在加入臭氧曝氣和超聲波聯(lián)合作用的條件下，廢水降解效率隨著臭氧濃度、超聲功率和處理時間的增加而增加，降解效率還與超聲波頻率有關(guān)。但是現(xiàn)有技術(shù)中尚沒有聯(lián)合采用水霧射流放電處理水，收集放電反應(yīng)殘余臭氧，并進一步使用超聲波強化處理水的協(xié)同處理裝置和方法，本發(fā)明所涉及的裝置及其設(shè)計方法，提出了一種將水霧放電等離子體與超聲波聯(lián)合的一體化水處理裝置，該裝置可以實現(xiàn)放電參數(shù)(放電電壓、放電電流、電壓脈沖上升/下降時間、脈沖寬度、脈沖重復(fù)率)、水-氣混合比、水霧射流速度、臭氧濃度、超聲波參數(shù)(功率與頻率)與廢水降解效率之間的調(diào)整，并實現(xiàn)最優(yōu)化參數(shù)選擇。?

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種水霧放電與超聲協(xié)同降解廢水處理裝置，本發(fā)明還提供所述水霧放電與超聲協(xié)同降解廢水處理裝置的運行方法。?

為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：?

水霧放電與超聲協(xié)同降解廢水處理裝置，其特征在于，包括：?

水霧生成裝置，用于將廢水和空氣霧化形成水霧；?

放電反應(yīng)裝置，用于對水霧生成裝置生成的水霧進行放電處理；?

超聲臭氧反應(yīng)裝置，用于收集經(jīng)過放電處理后形成的液體和臭氧氣體，并利用超聲和收集的臭氧對所述液體進行處理。?