申请日2018.12.11
公开(公告)日2019.02.22
IPC分类号C02F9/06
摘要
本发明公开了一种等离子体污水处理系统及其处理方法，包括等离子体污水处理装置和水体悬浮物处理装置，所述水体悬浮物处理装置的进液端与等离子体污水处理装置的出液端连通设置，所述等离子体污水处理装置电离降解污水溶液，所述水体悬浮物处理装置过滤电离后的污水溶液中的悬浮物;通过离子体污水处理装置和水体悬浮物处理装置分别对污水溶液进行污染分子的电离、降解和深度的悬浮物质过滤，能够有效的降解和深度净化处理污水溶液，使污水能够再回收利用。
权利要求书
1.一种等离子体污水处理系统，其特征在于：包括等离子体污水处理装置(1)和水体悬浮物处理装置(3)，所述水体悬浮物处理装置(3)的进液端与等离子体污水处理装置(1)的出液端连通设置，所述等离子体污水处理装置(1)电离降解污水溶液，所述水体悬浮物处理装置(3)过滤电离后的污水溶液中的悬浮物;
所述等离子体污水处理装置(1)包括电离箱体(2)、至少一组设置在所述电离箱体(2)内部的电极组件和曝气组件，所述电离箱体(2)包括相对设置在电离箱体(2)两侧的污水进液口(221)和污水出液口(222)，所述污水进液口(221)与污水出液口(222)之间形成水流通道，所述电极组件和曝气组件相邻设置在水流通道内。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体污水处理系统，其特征在于：所述水流通道为平流式的水流通道，污水溶液从污水进液口(221)向污水出液口(222)的一侧水平流动，所述曝气组件包括若干曝气管(8)，若干所述曝气管(8)沿水流通道的方向平行间距设置，且所述曝气管(8)的长度方向垂直于水流方向，所述曝气管(8)上沿长度方向开设有若干曝气微孔(80);所述电极组件包括若干放电电极(6)和接地电极(7)，所述接地电极(7)设置在电离箱体(2)的底部，若干所述放电电极(6)分别间距设置在若干曝气管(8)之间。
3.根据权利要求2所述的一种等离子体污水处理系统，其特征在于：所述曝气组件还包括气泡散开挡板(9)，若干所述气泡散开挡板(9)间距或间隙分别设置在各曝气管(8)的下方，所述曝气微孔(80)开设在曝气管(8)的底部且与气泡散开板(9)相对设置。
4.根据权利要求2或3所述的一种等离子体污水处理系统，其特征在于：所述电离箱体(2)内还设置有阻流隔板(4)，所述阻流隔板(4)间距且相对污水进液口(221)设置，所述阻流隔板(4)垂直于水流通道设置，所述阻流隔板(4)的顶端高于污水进液口(221)，所述阻流隔板(4)的底端低于污水进液口(221)且间距电离箱体(2)的底部设置，所述阻流隔板(4)与电离箱体(2)的底部形成入液通道(223)。
5.根据权利要求4所述的一种等离子体污水处理系统，其特征在于：所述曝气管(8)高于阻流隔板(4)的底端，且所述曝气管(8)低于污水出液口(222)，所述电离箱体(2)的内腔通过若干所述曝气管(8)分隔成下层的沉淀腔(224)和上层的电离腔(225)。
6.根据权利要求1所述的一种等离子体污水处理系统，其特征在于：所述水体悬浮物处理装置(3)包括过滤外筒容器(10)、结絮装置(11)、离心过滤组件(13)、滤液收集筒(12)、污水进液管(15)和滤液出液管(16)，所述过滤外筒容器(10)为内空腔结构，所述滤液收集筒(12)与结絮装置(11)设置在所述过滤外筒容器(10)内，所述离心过滤组件(13)设置在滤液收集筒(12)内，且所述离心过滤组件(13)转动设置在滤液收集筒(12)的顶端开口处，所述污水进液管(15)穿过过滤外筒容器(10)连通至结絮装置(11)内部，所述滤液出液管(16)连通滤液收集筒(12)且伸出至过滤外筒容器(10)外部，所述结絮装置(11)结絮并沉降水体悬浮物，所述离心过滤组件(13)离心过滤通过结絮装置(11)后的水溶液，所述滤液收集筒(12)收集离心过滤组件(13)过滤后的水溶液。
7.根据权利要求6所述的一种等离子体污水处理系统，其特征在于：所述滤液收集筒(12)与结絮装置(11)上、下间距设置在所述过滤外筒容器(10)内，所述滤液收集筒(12)为顶部开口的筒体结构，所述结絮装置(11)包含结絮沉淀筒(110)，所述结絮沉淀筒(110)为顶部开口的筒体结构，所述滤液收集筒(12)、结絮沉淀筒(110)分别与过滤外筒容器(10)的壁体同轴且间距设置，且所述结絮沉淀筒(110)、滤液收集筒(12)与过滤外筒容器(10)之间形成环状的滤液流通腔(20);所述结絮沉淀筒(110)内的悬浮物结絮沉淀后形成上层清液，上层清液溢出至滤液流通腔(20)内，且上层清液通过滤液流通腔(20)上溢流动至离心过滤组件(13)内。
8.根据权利要求7所述的一种等离子体污水处理系统，其特征在于：所述结絮沉淀筒(110)的顶端开口为圆锥形状的缩口结构，所述滤液收集筒(12)的底部设置有环状的阻流环(23)，所述阻流环(23)间距套设在结絮沉淀筒(110)的上方，所述阻流环(23)、滤液收集筒(12)的底壁、结絮沉淀筒(110)之间的空间构成上清液溢出腔(24)，所述上清液溢出腔(24)与滤液流通腔(20)连通;
还包括环状结构的分流环(21)，所述分流环(21)设置在阻流环(23)的底部，所述分流环(21)间距套设在结絮沉淀筒(110)的外侧，所述分流环(21)的底端间距过滤外筒容器(10)的底壁设置，且形成滤清液通道(22)，所述滤液流通腔(20)通过分流环(21)分隔成内、外布局的第一滤液流通腔(201)和第二滤液流通腔(202)，且所述第一滤液流通腔(201)通过滤清液通道(22)与第二滤液流通腔(202)连通设置。
9.根据权利要求8所述的一种等离子体污水处理系统，其特征在于：所述离心过滤组件(13)包括转动支撑盘(31)和设置在所述转动支撑盘(31)下方的旋转滤筒(33)，所述转动支撑盘(31)转动设置在滤液收集筒(12)的顶端开口上，所述转动支撑盘(31)上同轴设置有转轴(26)，所述转轴(26)伸出至过滤外筒容器(10)的顶端，所述转动支撑盘(31)上贯通开设有至少一个滤清液进液口(120)，所述旋转滤筒(33)与滤清液进液口(120)对应设置;所述旋转滤筒(33)为顶部开口，且四周壁体包含滤液微孔的筒体结构，所述旋转滤筒(33)将滤液通道(20)内流入的水溶液经离心过滤再次分离。
10.根据权利要求1至9任一项所述的一种等离子体污水处理方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：待处理的污水溶液从污水进水口(221)进入至电离箱体(2)内，电离箱体(2)的内腔通过阻流隔板(4)分隔成两部分，污水溶液通过阻流隔板(4)的阻挡通过入液通道(223)向电离箱体(2)的底部流动，同时通过阻流隔板(4)减小电离箱体内腔中液体的流动冲击水流以平稳的状态向上、以及向污水出液口(222)的一侧流动，同时平流的水溶液发生沉淀现象，污水中的泥垢等物质向电离箱体底部的沉淀腔(224)沉淀;
S2：若干曝气管(8)通过曝气微孔(80)向上层的电离腔(225)的上清液中通入臭氧气体，从曝气微孔(80)产生的气泡冲击在气泡散开板(9)的上，继而形成更加微小的气泡，并向四周扩散，同时，气泡散开板设置在曝气微孔下方，可防止曝气产生的气泡冲击在下层的沉淀腔(224);
S3：在两个曝气管(8)之间的区域形成曝气集中区，且通过放电电极(6)向水溶液中放电电解水溶液中的悬浮物和污染分子结构，电解后的污染分子不分沉淀在沉淀腔(224)，部分随污水溶液通过水泵(5)和污水进水管(15)向水体悬浮物处理装置(3)流动;
S4：含有悬浮物的污水溶液从污水进液管(15)向结絮沉淀筒(110)内通入污水溶液，污水溶液在结絮沉淀筒(110)内发生分层沉降，同时，循环出液管(41)通过水泵(43)抽出结絮沉淀筒(110)内的上层清液，并通过循环进液管(42)重新送回至结絮沉淀筒(110)内，在循环进液管(42)上设置有药剂添加斗(44)，通过药剂添加斗(44)向循环进液管(42)中持续或者间隔式的添加使溶液中悬浮物结絮的化学药剂，化学药剂跟随循环进液管(42)内的水流向结絮沉淀筒(110)内流动，使化学药剂与结絮沉淀筒(110)内的污水溶液混合并结絮污水中悬浮物;
S5：同时，转轴(26)高速转动，所述离心过滤组件(13)高速转动，搅拌杆(45)通过连接杆(46)同步转动，搅拌杆(45)扰动结絮沉淀筒(110)内的污水溶液产生漩涡状水流，结絮的悬浮物与上层清液形成上、下分层的状态;
S6：随着污水溶液在结絮沉淀筒(110)内的水溶液持续增加，被初步沉分层并沉降的上层清液溢出结絮沉淀筒(110)的顶部开口，并通过上清液溢出腔(24)向下流入至第一滤液流通腔(201)，然后再流入在所述过滤外筒容器(10)的底部，且位于结絮沉淀筒(110)下方的静态沉淀腔(112)，上层清液在静态沉淀腔(112)中自然沉降;沉降后的结絮物静止且留在静态沉淀腔(112)内，分层的水溶液通过滤清液通道(22)向第二滤液通道(202)内流动;
S7：当静态沉淀腔(112)中的液体容量逐渐增加时，位于过滤外筒容器底部的液体高度上升，并逐渐充满至上清液流通腔(24)和滤液流通腔(20)，在水溶液通过第二滤液流通腔(202)并经过过滤环(17)时，先通过缓流通道(103)降低水溶液的流速，再经过过滤环(17)时对水溶液再次过滤，被过滤的结絮物逐渐向下下落在结絮物导流部(25)上，并最终落入在静态沉淀腔(112)内，同时通过竖向设置的第二滤液流通腔(202)延长水溶液向上流动的总路程，使水溶液中的结絮物能够在自重的作用下充分向下沉降;
且在第二滤液流通腔(102)内的水溶液向上溢出至滤液收集筒(12)的顶端时，水溶液流入在旋转滤筒(33)内，在旋转滤筒(33)高速转动下，水溶液再次被过滤，通过旋转滤筒(33)的水溶液落在滤液收集筒(12)的内腔中，且为最终过滤完成的水溶液。
说明书
一种等离子体污水处理系统及其处理方法
技术领域
本发明属于污水处理领域，特别涉及一种等离子体污水处理系统及其处理方法。
背景技术
随着工业经济的不断发展，环境问题日益突出并成为了人们关注的焦点。各种工业生产所带来的水环境污染越来越严重，污水中的成分日益复杂，给污水处理技术带来了很大的挑战。水资源短缺问题的日渐凸显和国家对于环境问题的逐渐重视，也使环保部门对于污水处理提出了更高的要求。随着人们认识的不断提高和对于环境整体性保护的重视，对于污水处理过程中所产生的二次污染，也一直是环保技术人员在努力解决的问题。
等离子体是在外加电场的作用下，放电产生的大量高能电子轰击污染物分子，使其电离、解离和激发，然后便引发了一系列复杂的物理、化学反应，使复杂大分子污染物转变为简单小分子物质，或使有毒有害物质转变成无毒无害或低毒低害的物质，从而使污染物得以降解去除。在气液相混合等离子体电离技术中，通过臭氧曝气使水中产生-OH和H+离子等，以溶解和降解污染物，因其电离后产生的电子平均能量在1-10eV，适当控制反应条件可实现一般情况下难以实现或速度很慢的化学反应变得十分快速。该方法不仅处理效果好，不产生二次污染，而且对于一些难降解废水有着很好的处理效果，在电解处理后，再进行深度净化即可使废水再回收利用。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种等离子体污水处理系统及其处理方法，能够有效的降解和深度净化处理污水溶液，使污水能够再回收利用。
技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种等离子体污水处理系统，包括等离子体污水处理装置和水体悬浮物处理装置，所述水体悬浮物处理装置的进液端与等离子体污水处理装置的出液端连通设置，所述等离子体污水处理装置电离降解污水溶液，所述水体悬浮物处理装置过滤电离后的污水溶液中的悬浮物;
所述等离子体污水处理装置包括电离箱体、至少一组设置在所述电离箱体内部的电极组件和曝气组件，所述电离箱体包括相对设置在电离箱体两侧的污水进液口和污水出液口，所述污水进液口与污水出液口之间形成水流通道，所述电极组件和曝气组件相邻设置在水流通道内。
进一步的，所述水流通道为平流式的水流通道，污水溶液从污水进液口向污水出液口的一侧水平流动，所述曝气组件包括若干曝气管，若干所述曝气管沿水流通道的方向平行间距设置，且所述曝气管的长度方向垂直于水流方向，所述曝气管上沿长度方向开设有若干曝气微孔;所述电极组件包括若干放电电极和接地电极，所述接地电极设置在电离箱体的底部，若干所述放电电极分别间距设置在若干曝气管之间。
进一步的，所述曝气组件还包括气泡散开挡板，若干所述气泡散开挡板间距或间隙分别设置在各曝气管的下方，所述曝气微孔开设在曝气管的底部且与气泡散开板相对设置。
进一步的，所述电离箱体内还设置有阻流隔板，所述阻流隔板间距且相对污水进液口设置，所述阻流隔板垂直于水流通道设置，所述阻流隔板的顶端高于污水进液口，所述阻流隔板的底端低于污水进液口且间距电离箱体的底部设置，所述阻流隔板与电离箱体的底部形成入液通道。
进一步的，所述曝气管高于阻流隔板的底端，且所述曝气管低于污水出液口，所述电离箱体的内腔通过若干所述曝气管分隔成下层的沉淀腔和上层的电离腔。
进一步的，所述水体悬浮物处理装置包括过滤外筒容器、结絮装置、离心过滤组件、滤液收集筒、污水进液管和滤液出液管，所述过滤外筒容器为内空腔结构，所述滤液收集筒与结絮装置设置在所述过滤外筒容器内，所述离心过滤组件设置在滤液收集筒内，且所述离心过滤组件转动设置在滤液收集筒的顶端开口处，所述污水进液管穿过过滤外筒容器连通至结絮装置内部，所述滤液出液管连通滤液收集筒且伸出至过滤外筒容器外部，所述结絮装置结絮并沉降水体悬浮物，所述离心过滤组件离心过滤通过结絮装置后的水溶液，所述滤液收集筒收集离心过滤组件过滤后的水溶液。
进一步的，所述滤液收集筒与结絮装置上、下间距设置在所述过滤外筒容器内，所述滤液收集筒为顶部开口的筒体结构，所述结絮装置包含结絮沉淀筒，所述结絮沉淀筒为顶部开口的筒体结构，所述滤液收集筒、结絮沉淀筒分别与过滤外筒容器的壁体同轴且间距设置，且所述结絮沉淀筒、滤液收集筒与过滤外筒容器之间形成环状的滤液流通腔;所述结絮沉淀筒内的悬浮物结絮沉淀后形成上层清液，上层清液溢出至滤液流通腔内，且上层清液通过滤液流通腔上溢流动至离心过滤组件内。
进一步的，所述结絮沉淀筒的顶端开口为圆锥形状的缩口结构，所述滤液收集筒的底部设置有环状的阻流环，所述阻流环间距套设在结絮沉淀筒的上方，所述阻流环、滤液收集筒的底壁、结絮沉淀筒之间的空间构成上清液溢出腔，所述上清液溢出腔与滤液流通腔连通;
还包括环状结构的分流环，所述分流环设置在阻流环的底部，所述分流环间距套设在结絮沉淀筒的外侧，所述分流环的底端间距过滤外筒容器的底壁设置，且形成滤清液通道，所述滤液流通腔通过分流环分隔成内、外布局的第一滤液流通腔和第二滤液流通腔，且所述第一滤液流通腔通过滤清液通道与第二滤液流通腔连通设置。
进一步的，所述离心过滤组件包括转动支撑盘和设置在所述转动支撑盘下方的旋转滤筒，所述转动支撑盘转动设置在滤液收集筒的顶端开口上，所述转动支撑盘上同轴设置有转轴，所述转轴伸出至过滤外筒容器的顶端，所述转动支撑盘上贯通开设有至少一个滤清液进液口，所述旋转滤筒与滤清液进液口对应设置;所述旋转滤筒为顶部开口，且四周壁体包含滤液微孔的筒体结构，所述旋转滤筒将滤液通道内流入的水溶液经离心过滤再次分离。
一种等离子体污水处理方法，包括以下步骤：
S1：待处理的污水溶液从污水进水口进入至电离箱体内，电离箱体的内腔通过阻流隔板分隔成两部分，污水溶液通过阻流隔板的阻挡通过入液通道向电离箱体的底部流动，同时通过阻流隔板减小电离箱体内腔中液体的流动冲击水流以平稳的状态向上、以及向污水出液口的一侧流动，同时平流的水溶液发生沉淀现象，污水中的泥垢等物质向电离箱体底部的沉淀腔沉淀;
S2：若干曝气管通过曝气微孔向上层的电离腔的上清液中通入臭氧气体，从曝气微孔产生的气泡冲击在气泡散开板的上，继而形成更加微小的气泡，并向四周扩散，同时，气泡散开板设置在曝气微孔下方，可防止曝气产生的气泡冲击在下层的沉淀腔;
S3：在两个曝气管之间的区域形成曝气集中区，且通过放电电极向水溶液中放电电解水溶液中的悬浮物和污染分子结构，电解后的污染分子不分沉淀在沉淀腔，部分随污水溶液通过水泵和污水进水管向水体悬浮物处理装置流动;
S4：含有悬浮物的污水溶液从污水进液管向结絮沉淀筒内通入污水溶液，污水溶液在结絮沉淀筒内发生分层沉降，同时，循环出液管通过水泵抽出结絮沉淀筒内的上层清液，并通过循环进液管重新送回至结絮沉淀筒内，在循环进液管上设置有药剂添加斗，通过药剂添加斗向循环进液管中持续或者间隔式的添加使溶液中悬浮物结絮的化学药剂，化学药剂跟随循环进液管内的水流向结絮沉淀筒内流动，使化学药剂与结絮沉淀筒内的污水溶液混合并结絮污水中悬浮物;
S5：同时，转轴高速转动，所述离心过滤组件高速转动，搅拌杆通过连接杆同步转动，搅拌杆扰动结絮沉淀筒内的污水溶液产生漩涡状水流，结絮的悬浮物与上层清液形成上、下分层的状态;
S6：随着污水溶液在结絮沉淀筒内的水溶液持续增加，被初步沉分层并沉降的上层清液溢出结絮沉淀筒的顶部开口，并通过上清液溢出腔向下流入至第一滤液流通腔，然后再流入在所述过滤外筒容器的底部，且位于结絮沉淀筒下方的静态沉淀腔，上层清液在静态沉淀腔中自然沉降;沉降后的结絮物静止且留在静态沉淀腔内，分层的水溶液通过滤清液通道向第二滤液通道内流动;
S7：当静态沉淀腔中的液体容量逐渐增加时，位于过滤外筒容器底部的液体高度上升，并逐渐充满至上清液流通腔和滤液流通腔，在水溶液通过第二滤液流通腔并经过过滤环时，先通过缓流通道降低水溶液的流速，再经过过滤环时对水溶液再次过滤，被过滤的结絮物逐渐向下下落在结絮物导流部上，并最终落入在静态沉淀腔内，同时通过竖向设置的第二滤液流通腔延长水溶液向上流动的总路程，使水溶液中的结絮物能够在自重的作用下充分向下沉降;
且在第二滤液流通腔内的水溶液向上溢出至滤液收集筒的顶端时，水溶液流入在旋转滤筒内，在旋转滤筒高速转动下，水溶液再次被过滤，通过旋转滤筒的水溶液落在滤液收集筒的内腔中，且为最终过滤完成的水溶液。
有益效果：本发明通过离子体污水处理装置和水体悬浮物处理装置分别对污水溶液进行污染分子的电离、降解和深度的悬浮物质过滤，能够有效的降解和深度净化处理污水溶液，使污水能够再回收利用。