公布日：2022.07.08
申请日：2022.03.14
分类号：C02F9/08(2006.01)I;C02F1/32(2006.01)I;C02F1/46(2006.01)I;C02F1/72(2006.01)I;C02F1/78(2006.01)I
摘要
本申请公开了一种等离子体污水处理装置、污水处理系统及污水处理方法，所述等离子体污水处理装置包括：壳体，所述壳体具有进液口和出液口，内部设置有连通所述进液口和出液口的污水处理腔；第一电极，所述第一电极置于所述污水处理腔内，外部包裹有介质阻挡层；第二电极，所述第二电极相对所述第一电极设置，所述第二电极为中空结构，且其朝着第一电极的侧壁带有出气孔。本申请的等离子体污水装置能够诱导产生大量的含氧活性物质以及纳米气泡，其中纳米气泡能够提升气液传质效率，以促进含氧活性物质的分散，实现对污水的有效处理。
权利要求书
1.等离子体污水处理装置，其特征在于，包括：壳体，所述壳体具有进液口和出液口，内部设置有连通所述进液口和出液口的污水处理腔；第一电极，所述第一电极置于所述污水处理腔内，外部包裹有介质阻挡层；第二电极，所述第二电极相对所述第一电极设置，所述第二电极为中空结构，且其朝着第一电极的侧壁带有出气孔；所述第一电极为金属网，所述第二电极为带型腔的烧结碳化硅板；所述壳体的横截面为矩形结构，所述第一电极横置在所述壳体的中间位置，且将所述污水处理腔分隔为第一处理腔和第二处理腔；所述第二电极为两个，分别置于第一处理腔和第二处理腔内；所述壳体具有相对的第一侧和第二侧，所述进液口和出液口设置于第一侧，所述第二侧具有连通所述第一处理腔和第二处理腔的接头，污水可依次经过两处理腔；所述介质阻挡层为石英玻璃，且为两层石英玻璃夹持所述金属网；所述烧结碳化硅板具有长度方向和宽度方向，所述型腔的内部具有沿烧结碳化硅板的长度方向延伸分布、将其分隔成多个部分的隔板。
2.根据权利要求1所述的等离子体污水处理装置，其特征在于，所述第二电极侧壁的出气孔的孔径为50-100nm。
3.根据权利要求1所述的等离子体污水处理装置，其特征在于，所述烧结碳化硅的两端具有封堵所述型腔开口的堵头。
4.根据权利要求2所述的等离子体污水处理装置，其特征在于，所述第一电极和第二电极的间隔距离为6-10mm。
5.一种污水处理系统，其特征在于，包括如权利要求1所述的等离子体污水处理装置，所述污水处理系统还包括：高频调压电源，其高压输出端与所述第一电极和第二电极连接；气体输送装置，通过管路与所述第二电极的内部腔体连通。
6.一种采用如权利要求5所述污水处理系统的污水处理方法，其特征在于，包括：向污水处理腔内通入待处理的污水，以及向第二电极内通入氧气；在第一电极和第二电极间施加高频电压；其中，污水的流速控制在5-10m/s，氧气的输入压力高于液体压力的1-1.5kg，高频电压的方波为1-100千赫。
发明内容
为解决现有技术问题，本申请提供了一种等离子体污水处理装置，不仅能够高效产生含氧活性物质，还可提升气液传质的效率，实现对污水的有效处理。
本申请中，等离子体污水处理装置包括：
壳体，所述壳体具有进液口和出液口，内部设置有连通所述进液口和出液口的污水处理腔；
第一电极，所述第一电极置于所述污水处理腔内，外部包裹有介质阻挡层；
第二电极，所述第二电极相对所述第一电极设置，所述第二电极为中空结构，且其朝着第一电极的侧壁带有出气孔。
以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
可选的，所述第一电极为金属网，所述第二电极为带型腔的烧结碳化硅板，其侧壁的出气孔的孔径为50-100nm。
可选的，所述介质阻挡层为石英玻璃，两层石英玻璃夹持所述金属网。
可选的，所述烧结碳化硅板具有长度方向和宽度方向，所述型腔的内部具有沿烧结碳化硅板的长度方向延伸分布、将其分隔成多个部分的隔板。
可选的，所述烧结碳化硅的两端具有封堵所述型腔开口的堵头。
可选的，所述第一电极和第二电极的间隔距离为6-10mm。
可选的，所述壳体的横截面为矩形结构，所述第一电极横置在所述壳体的中间位置，且将所述污水处理腔分隔为第一处理腔和第二处理腔；
所述第二电极为两个，分别置于第一处理腔和第二处理腔内。
可选的，所述壳体具有相对的第一侧和第二侧，所述进液口和出液口设置于第一侧，所述第二侧具有连通所述第一处理腔和第二处理腔的接头。
本申请还提供了一种污水处理系统，包括：
壳体，所述壳体具有进液口和出液口，内部设置有连通所述进液口和出液口的污水处理腔；
第一电极，所述第一电极置于所述污水处理腔内，外部包裹有介质阻挡层；
第二电极，所述第二电极相对所述第一电极设置，所述第二电极为中空结构，且其朝着第一电极的侧壁带有出气孔；
高频调压电源，其高压输出端与所述第一电极和第二电极连接；
氧气输送装置，通过管路与所述第二电极的内部腔体连通；
液体输送装置，通过管路与所述进液口连通。
本申请还提供了一种污水处理方法，包括：
向污水处理腔内通入待处理的污水，以及向第二电极内通入氧气；
在第一电极和第二电极间施加高频电压；
其中，污水的流速控制在5-10m/s，氧气的输入压力高于液体压力的1-1.5kg，高频电压的方波为1-100千赫。
与现有技术相比，本申请至少具有以下技术效果：
等离子体污水处理装置通过介电阻挡放电产生等离子体，从而促进含氧活性物质的产生；
在电场作用下，等离子体污水处理装置通过集成导电、带微孔的碳化硅电极诱导气升效应，产生超富氧的纳米气泡(20-100nm)，这些纳米气泡有助于输送物质并诱导对流，促进气液的混合，提高传质效率；
在纳米气泡形成过程中，等离子体放电发射的紫外辐射可进一步促进过氧化氢和臭氧等溶解物质的分解，产生更多的羟基自由基(OH)。
（发明人：郑文征;张勇渭;王兆阳;王国庆）