申请日2018.01.15
公开(公告)日2018.06.01
IPC分类号C02F1/46; C02F1/72; C02F1/78; C02F1/32
摘要
本发明公开了一种新型的自冷却、短流程、低成本的高压沿面介质阻挡放电等离子体废水处理装置。装置主要包括水箱、放电组件、供气系统、曝气装置。本发明将将放电组件整体放于水待处理水中，利用待处理水冷却放电单元，降低放电空间的温度，提高活性物质的产率。同时，本发明的高压电极紧贴绝缘介质筒的内壁，放电产生的热量主要集中在绝缘介质管的壁面附近，有利于放电装置的冷却。本发明的绝缘介质筒身的轴向上对向错列设置出气管和进气支管，所有放电空间内的气体停留时间比较接近，而且气体在放电空间的停留时间短，能有效减少活性物质被放电过程破坏。
权利要求书
1.一种高压介质阻挡放电等离子体废水处理装置，其特征在于：包括水箱、放电组件、供气系统、曝气装置，所述的水箱用于承装待处理的废水，材料可以为导电材料和绝缘材料，水箱材料为导电材料时，水箱同时可作为接地电极;所述的放电组件包括接地电极、高压电极、绝缘介质筒，在一套水处理设施里面放电组件的数量不限;所述的供气系统包括外接气源接口和进气总管，进气总管上开孔并安装进气支管;所述的曝气装置为微孔曝气装置，根据需要可以采用曝气管、曝气头、曝气盘等。
2.根据权利要求 1 所述的高压介质阻挡放电等离子体废水处理装置，其特征在于：所述的接地电极为片状、网状或环状导电材料，接地电极安装在水面之下，可以安装在水箱底部、侧面或悬挂在水中。
3.根据权利要求 1 所述的高压介质阻挡放电等离子体废水处理装置，其特征在于：所述的高压电极为金属电极，安装时紧贴放电绝缘管内壁，高压电极可以是螺旋线、金属圆环、金属网和多孔金属筒。
4.根据权利要求 1 所述的高压介质阻挡放电等离子体废水处理装置，其特征在于：所述的绝缘介质为圆筒状，在绝缘介质筒身设置数量不限的出气管，出气管与曝气装置连接。
5.根据权利要求 1 所述的高压介质阻挡放电等离子体废水处理装置，其特征在于：在绝缘介质筒身设置数量不限的进气支管，进气支管与进气总管相连。
6.根据权利要求 1 所述的高压介质阻挡放电等离子体废水处理装置，其特征在于：进气支管和出气管沿绝缘介质筒轴向错列安装于绝缘介质筒的两边。
7.根据权利要求 1 所述的高压介质阻挡放电等离子体废水处理装置，其特征在于：用于水处理时，水箱内可以设置一组放电组件，也可以设置多组放电组件。
说明书
一种高压介质阻挡放电等离子体废水处理装置
技术领域
本发明所属主要用作难降解工业废水污染物去除、水源水和生活污废水中有害微生物杀灭的高压介质阻挡放电等离子体装置。
背景技术
高压放电等离子体技术在环境保护，尤其是废水处理中的应用前景被越来越多的人看好。高压放电等离子体被认为是一种高效、清洁的污染物处理技术，它将自由基氧化、臭氧氧化、紫外光解、高能电子轰击、超声效应、超临界效应、局部热效应等多种作用集于一体，能有效去除废水中几乎所有有机污染物，尤其在废水中难降解有机污染物的去除方面作用明显。
介质阻挡放电等离子体属于高压放电等离子技术中的一种。通过在高压极和接地极之间放置至少一块绝缘介质，阻断放电过程中传导电流的传输路径，从而限制放电电流的增长。介质阻挡放电的主要形式能维持在电晕放电和流注放电状态，活性物质的产生效率高，在环境污染治理中具有重要的实用价值和广阔的应用前景。
传统的介质阻挡放电等离子体活性物质的产生效率受限于放电空间的温度。放电空间温度太高，则放电产生的活性物质在放电空间内的分解速率过快，用于污染物去除的活性物质减少，最终导致废水、废气处理的效率和速率降低。因此，在传统的介质阻挡放电反应器中都需要设置冷却单元，包括夹套水冷、强化风冷、液氮冷却等，结果造成装置结构复杂、体积增大、能耗提高、效率降低等诸多问题。除此之外，工业用介质阻挡放电由于气体在放电空间的停留时间过长，导致放电产生的活性物质被后续的放电大量分解，进一步降低活性物质的产生效率和污染物去除效率。所以，开发一种新型的自冷却、短流程、低成本的介质阻挡放电水处理装置具有重要的意义。
发明内容
针对传统介质阻挡水处理技术和装置的不足，本发明提供了一种新型的自冷却、短流程、低成本的介质阻挡放电水处理装置。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种高压介质阻挡放电等离子体废水处理装置，其特征在于：所述的放电等离子体废水处理装置包括水箱、放电组件、供气系统、曝气装置。
所述的高压介质阻挡放电等离子体废水处理装置可以用于序批式废水处理，也可外接输配水系统用于连续式废水处理和循环式废水处理。
所述的水箱用于承装待处理的废水，材料可以为导电材料和绝缘材料。
所述的放电组件包括接地电极、高压电极、绝缘介质，在一套水处理设施里面放电组件的数量不限。
进一步的，所述的接地电极为片状、网状或环状导电材料，接地电极安装在水面之下，通过导线与大地相连。进一步的，所述的接地电极可以安装在水箱底部、侧面或悬挂在水中，如果水箱采用金属材料，则水箱本身可以作为接地电极。
进一步的，所述的高压电极为金属电极，安装时紧贴放电绝缘介质筒内壁，电极一端通过导线与高压电源相连。进一步的，所述的高压电极可以是螺旋线、金属圆环、金属网和多孔金属筒。
进一步的，所述的绝缘介质为圆筒状，在绝缘介质筒身设置有一定数量的出气管，出气管与曝气装置连接，用于排除放电空间内含活性物质的气体。进一步的，在绝缘介质筒身设置一定数量的进气支管，进气支管与供气系统相连，空气、氧气等气体通过进气管进入放电空间。进一步的，进气支管和出气管沿绝缘介质筒轴向错列安装于绝缘介质筒的两边。
所述的供气系统包括外接气源和进气总管，进气总管上开孔并安装进气支管。
所述的曝气装置为微孔曝气装置，根据需要可以采用曝气管、曝气头、曝气盘。
与传统的高压放电等离子体废水处理装置相比，本发明的优点如下 ：
1、本发明的高压介质阻挡放电等离子体废水处理装置，将放电组件整体放于水待处理水中，利用待处理水冷却放电单元，降低放电空间的温度，提高活性物质的产率。
2、本发明的高压电极，紧贴绝缘介质筒的内壁，在绝缘介质筒的内壁发生沿面介质阻挡放电，放电产生的热量主要集中在绝缘介质筒的壁面附近，有利于放电装置的冷却。
3、本发明的绝缘介质筒，在绝缘介质筒身的轴向上对向错列设置出气管和进气支管，所有放电空间内的气体停留时间比较接近，而且气体在放电空间的停留时间短，有效避免了已经产生的活性物质被之后的放电过程破坏。
4、本发明的曝气装置，采用微孔曝气装置，使流出放电空间的气体被分割成微细气泡，加强气-液相传质效率，提高放电产生的活性物质的利用效率。