申请日2016.05.23
公开(公告)日2016.09.28
IPC分类号C02F1/461
摘要
本发明公开了一种改变电极位置进行微等离子体弧放电催化水处理方法，具有如下步骤：在待处理液中加入添加剂;打开冷却水循环系统及搅拌系统;将阳极和阴极水平放入到反应池中，所述阳极位于所述阴极的下方;将含有添加剂的待处理液加入到所述反应池中;接通所述阳极和所述阴极之间的电源;分析水处理效果;水处理结束。本发明的阳极置于阴极下，阳极电解产生的O2垂直于阳极方向向上逃逸，对等离子体及活性物质的传播起到促进作用，由于阳极在下，承受的液体压力较大，增加了气泡在阳极的停留，有利于液相放电，且深度增大，则在气泡逸出液体的传质路径更长，可以与液体更为充分的接触并反应，有利于处理效果的提高。
摘要附图
权利要求书
1.一种改变电极位置进行微等离子体弧放电催化水处理方法，其特征在于具有如下步骤：
S1、在待处理液中加入添加剂;
S2、打开冷却水循环系统及搅拌系统;
S3、将阳极和阴极水平放入到反应池中，所述阳极位于所述阴极的下方，所述阳极尽可能位于所述反应池的最深处，且不与所述反应池接触;
S4、将含有添加剂的待处理液加入到所述反应池中;
S5、接通所述阳极和所述阴极之间的电源，并逐渐升高电压，使所述电源在所述电源的参数下稳定放电;
S6、分析水处理效果;
S7、水处理结束，
所述添加剂的浓度为0.5-50g/L，所述添加剂为硅酸钠、碳酸钠、铝酸钠或硫酸钠中的一种或数种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阳极的材质为含钛的阀金属及其合金。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述阀金属为钛、镁或铝。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阳极的形状为板状或针状。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阳极位于待处理液中的电极表面积为5mm2-1dm2。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述阳极与所述阴极之间的电极间距为2-50mm。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述电源为电压为80V-1kV的直流电源或电压峰值为80V-1kV的单极脉冲电源。
说明书
一种改变电极位置进行微等离子体弧放电催化水处理方法
技术领域
本发明属于环境工程水处理技术领域，涉及一种改变电极位置进行微等离子体弧放电催化水处理方法。
背景技术
在电场作用下，液相放电过程产生的等离子体中含有大量高能活性粒子，对许多分子有破坏作用。这些高能活性粒子与催化剂相结合，能有效提高放电处理效果，促进有机分子分解，因而成为污染处理技术研究和开发的热点。
以含钛的阀金属作为阳极进行的微弧放电，可在阳极上原位生成的二氧化钛，在放电产生的等离子体中发挥催化作用，强化羟基自由基的形成。也就是说，放电系统形成了一个自然集成的液相等离子体-催化协同系统。同时，阳极上因电解产生的O2气体，提供易放电的气相空间，O2为OH自由基提供反应物;因浮力向上从阳极逃逸中，对等离子体及活性物质的传播起到促进作用。气泡的压力和在阳极停留时间是和周围液体压力相关。
和其他模式的液相放电不同，微弧放电是阳极形成的绝缘氧化膜击穿的过程，受阳极电解产生的O2影响大，O2的状态将影响放电的强度。O2的状态包括气泡内压力、气泡在阳极的滞留情况、气泡从阳极的逃逸特点。因此，优化O2的状态将使液相等离子体-催化系统更好的协同，发挥气泡提供利于放电的气相、提供O2源、促进物质传输的作用。
发明内容
根据微弧放电特点，更好地优化反应器，发挥系统的协同作用，本专利提供一种改变电极位置进行微等离子体弧放电催化水处理方法。
本发明采用的技术手段如下：
一种改变电极位置进行微等离子体弧放电催化水处理方法，其特征在于具有如下步骤：
S1、在待处理液中加入添加剂;
S2、打开冷却水循环系统及搅拌系统;
S3、将阳极和阴极水平放入到反应池中，所述阳极位于所述阴极的下方，所述阳极尽可能位于所述反应池的最深处，且不与所述反应池接触，阳极置于阴极下，阳极电解产生的O2垂直于阳极表面向上逃逸，对等离子体及活性物质的传播起到促进作用，在同样浸没深度下，阳极在下放置模式比其他放置模式(或阴阳两级垂直放置、或阴极在下的水平放置，或斜放)处理效果更理想。又由于阳极在下，承受的液体压力较其他放置模式大，增加了气泡在阳极的停留，有利于液相放电，阳极尽可能位于液相更深处，且深度增大，则在气泡逸出液体的传质路径更长，可以与液体更为充分的接触并反应，有利于处理效果的提高;
S4、将含有添加剂的待处理液加入到所述反应池中;
S5、接通所述阳极和所述阴极之间的电源，并逐渐升高电压，使所述电源在所述电源的参数下稳定放电，通过所述阳极和所述阴极对反应体系施加电压，使阳极表面能够原位生成负载型催化剂进行放电催化;
S6、分析水处理效果;
S7、水处理结束，
上述方法根据待处理液的状态不同可分为静态处理方法和动态处理方法，
所述静态处理方法具有如下步骤：
1)在待处理液中加入添加剂;
2)打开冷却水循环系统及搅拌系统;
3)将阳极和阴极水平放入到反应池中，所述阳极位于所述阴极的下方，所述阳极尽可能位于所述反应池的最深处，且不与所述反应池接触;
4)将含有添加剂的待处理液加入到所述反应池中;
5)接通所述阳极和所述阴极之间的电源，并逐渐升高电压，使所述电源在所述电源的参数下稳定放电;
6)分析水处理效果：定时取样化验待处理液的水质变化，按预先的计算处理时间，并结合化验结果，确定处理结束时间;
7)水处理结束：逐渐降低电源电压至10-20V后，再依次关闭电源、搅拌系统和冷却水循环系统，
所述动态处理方法具有如下步骤：
1)在待处理液中加入添加剂：在待处理液体输入管道里加入添加剂;
2)打开冷却水循环系统及搅拌系统;
3)将阳极和阴极水平放入到反应池中，所述阳极位于所述阴极的下方，所述阳极尽可能位于所述反应池的最深处，且不与所述反应池接触;
4)将含有添加剂的待处理液加入到所述反应池中;
5)接通所述阳极和所述阴极之间的电源，并逐渐升高电压，使所述电源在所述电源的参数下稳定放电;
6)分析水处理效果：分析从反应池流出的处理后的水质，根据化验结果，调节液体进出反应池的流量，使处理效果满足要求;
7)水处理结束：停止向所述反应池中输入待处理液，逐渐降低电压至10-20V后，再依次关闭电源、搅拌系统及冷却水循环系统。
所述添加剂的浓度为0.5-50g/L，所述添加剂为硅酸钠、碳酸钠、铝酸钠或硫酸钠中的一种或数种。
所述阳极的材质为含钛的阀金属及其合金。
所述阀金属为钛、镁或铝。
所述阳极的形状为板状或针状。
所述阳极位于待处理液中的电极表面积为5mm2-1dm2。
所述阳极与所述阴极之间的电极间距为2-50mm。
所述电源为电压为80V-1kV的直流电源或电压峰值为80V-1kV的单极脉冲电源。
本发明具有以下优点：
阳极置于阴极下，阳极电解产生的O2垂直于阳极方向向上逃逸，对等离子体及活性物质的传播起到促进作用，在同样浸没深度下，阳极在下放置模式比其他放置模式(或阴阳两级垂直放置、或阴极在下的水平放置，或斜放)处理效果更理想。又由于阳极在下，承受的液体压力较其他放置模式大，增加了气泡在阳极的停留，有利于液相放电。且深度增大，则在气泡逸出液体的传质路径更长，可以与液体更为充分的接触并反应，有利于处理效果的提高。
基于上述理由本发明可在环境工程水处理技术等领域广泛推广。