[實用新型]等離子體協同水力空化反應裝置

有效

• 申請號: 201320659526.1
• 申請日: 2013-10-21
• 公開（公告）號: CN203558900U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 廖明勇
• 申請（專利權）人: 廖明勇
• 主分類號: C02F1/72
• 分類號: C02F1/72;C02F1/70;C02F1/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及廢水凈化領域，具體涉及一種可對難生化廢水、電鍍廢水、納濾或RO膜產生濃液、印染廢水等進行凈化處理以達到零排放或回用之效果的裝置及其應用系統。

背景技術

隨著我國經濟的迅猛發展，環境問題也日益凸顯，尤其是溶解性、高濃度、高毒性、多組分、難降解復雜有機毒物的排放對環境的影響尤為顯著，對周圍環境和人群產生突發性和持久性的影響。目前，我國化工廠的難降解有機物常用的處理技術主要包括吸附、混凝沉降、化學沉淀、膜分離、化學氧化發和化學還原法等，后續處理多為生物法。但普通處理方法普遍存在處理效率低，時間長，不能有效降解特征污染物，預處理出水不能達到后續生物處理的要求，導致微生物的死亡，致使處理效率低下，不能達標排放等缺陷。所以能處理溶解性，高毒性，多組分、高濃度的復雜有機毒物體系的快速、高效處理的技術成為解決問題的關鍵。

處理有機毒物的反應裝置，普遍存在的反應時間長，效果差，不能保證長時間穩定運行。如普通吸附用固定床，不能滿足高濃度有機廢水高強度的處理要求，如果濃度太高，很容易出現穿透現象，造成出水水質不穩定。微電解不僅反應效率低，反應時間長，對入水pH要求高，并且經過一定時間的反應后，易出現填料板結，出現溝流等缺點，導致效果下降。光催化氧化對入水的要求比較苛刻，必須要低濃度、低濁度，并且反應時間較長，一般要2h以上。濕式氧化雖然氧化效果較好，但反應時間長，對設備要求太高，需要高溫高壓。序批式-膜生物反應器不能處理高濃度、高毒性有機廢水，易出現微生物死亡的現象，不能處理此類廢水。所以，處理能力強，無選擇性，水力停留時間短，處理效果好，且操作簡單，一次性投資小的水處理工藝及裝置是未來水處理技術的發展方向。

發明內容

本實用新型旨在改進現有技術反應時間長、效果差、運行不穩定、對設備要求高等缺點，提供一種在常溫常壓下能夠快速、高效處理多組分有機毒物并存的水處理裝置。

等離子體協同水力空化反應裝置，包括文丘里水力空化裝置，所述文丘里水力空化裝置后面設置有孔板，所述孔板后面設置有壓力恢復段，所述壓力恢復段內有等離子體脈沖射頻裝置點。

污染物由文丘里水力空化裝置的入口進入，依次通過多孔板水力空化裝置，由于空化效應產生強大的沖擊、剪切及伸縮等機械力，迅速打破污染物的相界面，發生相轉移，高速流動的污水，在通過水力空化器時，溶解于水中的空氣所形成的氣核由于水流中壓力的降低而迅速膨脹成為空化泡，當水中壓力恢復時氣泡瞬時潰滅，在常溫常壓下局部產生高溫(1000-5000K)和瞬時高壓(1-5×10⁷pa)，即形成所謂的熱點?？栈轁缢矔r的能量集中釋放，足以打開水分子結合健，形成·OH與·H自由基，空化泡潰滅產生的沖擊波和射流，在水中產生局部高濃度具有高化學活性的氧化劑·OH，與水中的有機污染物發生氧化、還原、分解反應，反應速度提高為常溫調節下的數十倍，甚至與上千倍。將水中大多數有機污染物徹底氧化降解為無害物質(CO2和H2O)。

進一步的安裝于水力空化裝置壓力恢復段的等離子體脈沖射頻裝置點，在空化泡的形成情況下，源源不斷的產生大量的等離子體自由基和得率高的羥基自由基(·OH)、超氧陰離子自由基(·O)氮氧自由基(NO、NO₂)和活性氧(¹O₂、H₂O₂)等強氧化劑，利用脈沖射頻場對溶液進行瞬間加熱蒸發在脈沖射頻裝置點周圍形成局部的低密度氣泡或氣層區域，脈沖射頻場在該區域擊穿氣體，從而產生脈沖射頻等離子體。伴隨著放電等離子體的出現，會產生一系列的物理和化學變化，如形成強紫外線、沖擊波以及·OH、·O、NO₂、¹O₂、H₂O₂、O₃、NO等活性基體團和物質，這些物理與化學變化可以使污染物分子健變形、斷裂，引起分子離子化，產生自由基，打開更多的化學反應通道并引發一系列的化學反應，徹底將污染物氧化降解為無害物質(CO2和H2O)。

本實用新型巧妙利用簡單成熟的裝置構建成了能夠實現化學和物理效應共同聯合協同作用的快速反應裝置，實現了減少反應步驟和過程，加快反應速度，反應進行徹底，而投資和能耗都很低，無需投加藥劑，整個過程清潔環保，無二次污染，在環保領域有著重大的應用價值和廣闊的市場前景。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明