申請(qǐng)日2017.09.29

　　公開(kāi)(公告)日2018.02.09

　　IPC分類號(hào)C02F1/46; C02F1/72; C02F1/78; C02F103/34; C02F101/30

　　摘要

　　本發(fā)明公開(kāi)了一種文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其將待處理的廢水通入文丘里管處理裝置中，同時(shí)通過(guò)文丘里管處理裝置上的進(jìn)氣管通入空氣或氧氣，在文丘里管處理裝置的喉管處，使用低電壓進(jìn)行電暈放電或介質(zhì)阻擋放電使氣體電離，在液相中產(chǎn)生富含活性自由基和O3的低溫等離子體，低溫等離子體與文丘里管處理裝置喉管處設(shè)置的環(huán)狀接地電極上的催化涂層發(fā)生作用，增大反應(yīng)體系自由基濃度，同時(shí)結(jié)合放電過(guò)程中產(chǎn)生的紫外線、空化流、沖擊波，快速降解污染物;該方法可靈活應(yīng)用于廢水處理，低溫等離子體與高毒污染物發(fā)生原位反應(yīng)，適用范圍廣，無(wú)二次污染，并且該裝置占地面積小、處理流程短、能耗低，可快速有效處理廢水。

　　權(quán)利要求書(shū)

　　1.一種文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：將待處理的廢水通入文丘里管處理裝置中，同時(shí)通過(guò)文丘里管處理裝置上的進(jìn)氣管通入空氣或氧氣，在文丘里管處理裝置的喉管處，使用低電壓進(jìn)行電暈放電或介質(zhì)阻擋放電使氣體電離，在液相中產(chǎn)生富含活性自由基和O3的低溫等離子體，其中氣體流速為1~3 m3/h，液體流速為2~5 m3/h，低電壓為0.5~5 kV;低溫等離子體與文丘里管處理裝置喉管處設(shè)置的環(huán)狀接地電極上的催化涂層發(fā)生作用，增大反應(yīng)體系自由基濃度，同時(shí)結(jié)合放電過(guò)程中產(chǎn)生的紫外線、空化流、沖擊波，快速降解污染物。

　　2.根據(jù)利要求1所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：文丘里管處理裝置為一個(gè)文丘里管或由2個(gè)以上的文丘里管串聯(lián)而成，在起始文丘里管的喉管上設(shè)置有進(jìn)氣管，每個(gè)文丘里管喉管內(nèi)設(shè)置有環(huán)狀接地電極和放電電極，放電電極設(shè)置在環(huán)狀接地電極內(nèi)，放電電極與電源連接，環(huán)狀接地電極與放電電極不接觸。

　　3.根據(jù)利要求2所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：采用電暈放電產(chǎn)生低溫等離子體時(shí)，起始文丘里管的喉管處設(shè)置的放電電極為中空棒狀電極，中空棒狀電極上開(kāi)有曝氣孔，中空棒狀電極外表面設(shè)置有針電極，中空棒狀電極與進(jìn)氣管連通;其余文丘里管的喉管處設(shè)置的放電電極為棒狀電極，棒狀電極外表面設(shè)置有針電極。

　　4.根據(jù)利要求2所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：采用介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生低溫等離子體時(shí)，放電電極為棒狀電極，棒狀電極表面覆蓋一層絕緣介質(zhì)層，進(jìn)氣管位于喉管入口處。

　　5.根據(jù)利要求1所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：文丘里管處理裝置進(jìn)口壓力100~400 kPa，出口壓力50~200kPa。

　　6.根據(jù)利要求2所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：文丘里管進(jìn)口直徑40~80 mm，喉管直徑10~20 mm，喉管長(zhǎng)度50~100 mm。

　　7.根據(jù)利要求3所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：中空棒狀電極與喉管等長(zhǎng)，中空棒狀電極直徑為3~8 mm;曝氣孔直徑0.5~1 mm;針電極長(zhǎng)度為2~4mm。

　　8.根據(jù)利要求4所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：棒狀電極與喉管等長(zhǎng)，棒狀電極直徑為3~8 mm;絕緣介質(zhì)層厚度為1~3 mm，絕緣材料為陶瓷、聚四氟乙烯、聚丙烯或有機(jī)玻璃。

　　9.根據(jù)利要求1所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：環(huán)狀接地電極內(nèi)側(cè)覆蓋的催化涂層厚度為0.2~0.5 mm，催化涂層材料為T(mén)iO2、MnO2、Al2O3、CuO、Fe2O3或ZnO。

　　說(shuō)明書(shū)

　　一種文式喉管放電等離子體處理廢水的方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，具體涉及一種文式喉管放電等離子體處理廢水的方法。

　　背景技術(shù)

　　等離子體水處理技術(shù)主要通過(guò)放電產(chǎn)生大量活性自由基、氧原子、臭氧等強(qiáng)氧化性物質(zhì)與廢水中的有機(jī)物反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的破環(huán)、斷鏈，從而有效的處理難降解廢水。等離子體水處理技術(shù)對(duì)處理對(duì)象無(wú)選擇性，且處理時(shí)間短效率高，因而該技術(shù)成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。

　　但該技術(shù)目前還存在以下問(wèn)題：(1)對(duì)電源要求高，通常需要上萬(wàn)伏高壓電源，廢水處理能量利用率較低;(2)低溫等離子體產(chǎn)生后未與污染物直接反應(yīng)，低溫等離子體向液相傳質(zhì)效率低，自由基不能被充分利用，影響水處理效果。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種低電壓、高效應(yīng)用低溫等離子體、深層次氧化高毒難降解有機(jī)物的方法，即一種文式喉管放電等離子體處理廢水的方法。

　　本發(fā)明是將待處理的廢水通入文丘里管處理裝置中，同時(shí)通過(guò)文丘里管處理裝置上的進(jìn)氣管通入空氣或氧氣，在文丘里管處理裝置的喉管處，使用低電壓進(jìn)行電暈放電或介質(zhì)阻擋放電使氣體電離，在液相中產(chǎn)生富含活性自由基和O3的低溫等離子體，其中氣體流速為1~3 m3/h，液體流速為2~5 m3/h，低電壓為0.5~5 kV;低溫等離子體與文丘里管處理裝置喉管處設(shè)置的環(huán)狀接地電極上的催化涂層發(fā)生作用，增大反應(yīng)體系自由基濃度，同時(shí)結(jié)合放電過(guò)程中產(chǎn)生的紫外線、空化流、沖擊波，快速降解污染物。

　　所述文丘里管處理裝置為一個(gè)文丘里管或由2個(gè)以上的文丘里管串聯(lián)而成，進(jìn)氣管設(shè)置在起始(第一個(gè))文丘里管的喉管上，每個(gè)文丘里管喉管內(nèi)設(shè)置有環(huán)狀接地電極和放電電極，放電電極設(shè)置在環(huán)狀接地電極內(nèi)，放電電極與電源連接，環(huán)狀接地電極與放電電極不接觸。

　　所述采用電暈放電產(chǎn)生低溫等離子體時(shí)，起始(第一個(gè))文丘里管的喉管處設(shè)置的放電電極為中空棒狀電極，中空棒狀電極上開(kāi)有曝氣孔，中空棒狀電極外表面設(shè)置有針電極，中空棒狀電極與進(jìn)氣管連通;其余文丘里管的喉管處設(shè)置的放電電極為棒狀電極，棒狀電極外表面設(shè)置有針電極。

　　所述采用介質(zhì)阻擋放電產(chǎn)生低溫等離子體時(shí)，放電電極為棒狀電極，放電電極表面覆蓋一層絕緣介質(zhì)層，進(jìn)氣管位于喉管入口處。

　　所述多級(jí)文丘里管處理裝置進(jìn)口壓力100~400 kPa，出口壓力50~200kPa。

　　所述文丘里管進(jìn)口直徑40~80 mm，喉管直徑10~20 mm，喉管長(zhǎng)度50~100 mm。

　　所述中空棒狀電極與喉管等長(zhǎng)，中空棒狀電極直徑為3~8 mm;曝氣孔直徑0.5~1mm;針電極長(zhǎng)度為2~4 mm。

　　所述棒狀電極與喉管等長(zhǎng)，棒狀電極直徑為3~8 mm;絕緣介質(zhì)層厚度為1~3 mm，絕緣材料為陶瓷、聚四氟乙烯、聚丙烯或有機(jī)玻璃。

　　所述環(huán)狀接地電極內(nèi)側(cè)覆蓋的催化涂層厚度為0.2~0.5 mm，催化涂層材料為T(mén)iO2、MnO2、Al2O3、CuO、Fe2O3或ZnO。

　　所述文丘里管道采用絕緣材料。

　　本發(fā)明的有益效果在于：

　　(1)采用文式喉管放電方式產(chǎn)生低溫等離子體處理廢水，具有設(shè)備簡(jiǎn)單、占地面積小、流程短、能耗低的特點(diǎn)。

　　(2)低溫等離子體在液相產(chǎn)生，可與高毒污染物發(fā)生原位反應(yīng)，提高自由基利用率。

　　(3)催化涂層與低溫等離子體發(fā)生作用，形成氣液固三相反應(yīng)，增大自由基產(chǎn)量，高毒污染物降解效率提高。

　　(4)本方法既可用于廢水預(yù)處理，提高廢水可生化性，也可用于廢水深度處理，去除難降解污染物及滅活有害微生物，設(shè)備安裝靈活、適用范圍廣且無(wú)二次污染。