申请日2014.08.12
公开(公告)日2014.12.17
IPC分类号C02F1/46; C02F1/32; C02F1/50
摘要
本发明公开了一种气液两相放电的等离子体水处理装置，该装置包括供气单元和等离子体发生器。所述等离子体发生器包括高压电源、高压电极和放电腔体。所述放电腔体前端接进气口，进气口设有单向阀，后端开放与待处理的水接触;所述高压电极外部设有玻璃罩作为介质。工作时，供气单元将空气通入放电腔体，腔体尾部为水相，前部为气相，高压电极在混合两相的环境下，通过高压放电产生等离子体。本装置采用气液两相放电，既保留了传统气相放电易于产生的优点，又增加了放电产物与液体的接触面，放电产生的电场、紫外辐射、氢氧自由基、不同激励状态下的氧原子等活性粒子能够快速直接作用于液体。
权利要求书
1.一种气液两相放电的等离子体水处理装置，所述装置包括供气单元和等 离子体发生器，其特征在于：所述供气单元用于将空气导入所述等离子体发生 器的放电腔体内;所述等离子体发生器包括高压电极和放电腔体，所述高压电 极置于放电腔体内，工作时，放电腔体一端为水相，另一端气相，高压电极在 水气混合两相的环境下，通过高压放电产生等离子体气体。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述放电腔体为水相的一端 开口，为气相的一端设有进气口，气体通过进气口进入腔体。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述等离子体发生器还包括： 高压电源，所述高压电源与高压电极相连，所述高压电源的电压和频率能够调 节。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，优选的，所述等离子体发生 器还包括：密封盖和外壳;密封盖将放电腔体与高压电极之间的空隙密封，外 壳包裹着放电腔体并直接接地。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述高压电极外部设有玻璃 罩，所述玻璃罩确保高压电极不与水接触，作为介质使高压电极在高压条件下 通过介质阻挡放电产生等离子体。
6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述供气单元包括空气泵、 导管和单向阀，所述供气单元通过空气泵将空气导入导管，经单向阀，再进入 等离子体发生器中。
7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述放电腔内包括一个或者 多个高压电极，多个高压电极组成矩阵式介质阻挡放电结构，高压电极可以是 针状、螺旋形、S形网状任何可以电离空气产生等离子体的电极，所述高压电极 上设置有多个用于降低放电起始电压的放电突起，高压电极的内径和长度能够 改变。
8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述等离子体发生器可以置 于所述装置底部或侧壁，所述等离子体发生器能够伸到水中不同的距离中。
9.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述放电腔体和密封盖由玻 璃或陶瓷等绝缘材料制作而成，所述外壳由金属等导电材料制作而成。
10.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述供气单元通过调节空 气泵的功率来改变空气的流量，从而调节等离子体水处理装置的混合气体喷出 速度。
说明书
一种等离子体水处理装置
技术领域
本发明涉及水污染防治领域，特别涉及一种等离子体水处理装置。
背景技术
近年来，随着我国经济的高速发展，产生了大量对环境有害的废水，饮用 水源受到严重污染，并呈不断发展趋势，直接影响到社会生产和人民生活，深 度水处理技术的开发和利用因而越来越受到广泛关注。
常用的水处理方法有：沉淀物过滤法、硬水软化法、活性炭吸附法、去离 子法、逆渗透法、超过滤法、蒸馏法、紫外线消毒法、生物化学法。然而这些 方法或效率较低，或成本较高，或会产生新的有毒物质。
在民用领域，水产养殖、鱼缸观赏等最常见的是用增氧器增加水中的含氧 量。但是增氧器只能增加含氧量，而对水中滋生的细菌微生物等没有任何作用; 肉制品、水果等保鲜，最常见的是冷藏手段，但是冷藏需要较高的成本;清洗 水果、蔬菜等食品，最常见的是使用清水，但是仍然会有农药、消毒液等残留。
研究表明，低温等离子体技术对实现污水净化，改善水质有着十分显著的 作用。等离子体可以产生电场、紫外辐射、氢氧自由基、不同激励状态下的氧 原子等粒子，可以高效地去除微生物，细菌等有害物质，且不会产生新的有毒 物质。目前，在一些发达国家，已经采用等离子体净水技术，取代传统的氯化 法净水技术。
现有的利用放电等离子体对污水进行处理的方法和技术中，大多将高压电 极位于液面以上，不与液面直接接触。等离子体直接作用于气体，其放电产物 再进一步与液体相作用。由于放电气体中大部分活性粒子的寿命很短，其氧化 作用无法得到充分利用。另外，这些方法中，放电电压不是加在水上，高电压 对水中杂质的活化、极化和中性化作用并不产生很大影响，从而导致了这些方 法水处理效率低下。还有一些水处理装置净水效率较高，但是结构复杂，成本 较高。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种气液两相放电的等离子体 水处理装置;
所述装置包括供气单元和等离子体发生器，其特征在于：所述供气单元用 于将空气导入所述等离子体发生器的放电腔体内;所述等离子体发生器包括高 压电极和放电腔体，所述高压电极置于放电腔体内，工作时，放电腔体一端为 水相，另一端气相，高压电极在水气混合两相的环境下，通过高压放电产生等 离子体气体。
本发明所述的装置产生了以下有益效果：(1)本发明利用空气放电产生的 等离子体，不仅能够向水中输送氧气，还可以产生电场，紫外辐射，产生氢氧 自由基，不同激励状态下的氧原子等活性粒子，氧气可以供给呼吸，活性粒子 高效地去除微生物，细菌等有害物质;(2)本发明采用单向阀确保水流单向导 通，将鱼缸或水槽开孔，等离子体发生器可以放在底部或侧壁，能够调节等离 子体发生器伸进水中的距离，不仅可以提高处理效果，还可以方便地做成景观; (3)本装置采用气液两相放电，既保留了传统气相放电易于产生的优点，又增 加了放电产物与液体的接触面，放电产生的物理效应和各种活性粒子能够快速 直接作用于液体，同时还可以产生水合电子、氢原子等其他活性粒子，对水中 的杂质也有较好的活化、极化和中性化作用，具有非常好的水处理效果;(4) 通过调节空气泵的功率和高压电源的频率或电压，使得空气流量和等离子体产 生的速度可以同步调节，这样会使得活性粒子密度很高，在很短的时间内就可 以对水有很好的净化效果;(5)等离子体发生装置在大气压下进行操作，无需 真空腔，设备简单，操作方便，价格低廉，而且等离子体处理过后不会产生毒 性残留。(6)等离子发生器的高压电极与水做到了良好的电气绝缘，使得装置 非常安全，可以应用于多种民用领域。