公布日：2022.07.08
申請日：2022.03.14
分類號：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
本申請公開了一種等離子體污水處理裝置、污水處理系統(tǒng)及污水處理方法，所述等離子體污水處理裝置包括：殼體，所述殼體具有進(jìn)液口和出液口，內(nèi)部設(shè)置有連通所述進(jìn)液口和出液口的污水處理腔；第一電極，所述第一電極置于所述污水處理腔內(nèi)，外部包裹有介質(zhì)阻擋層；第二電極，所述第二電極相對所述第一電極設(shè)置，所述第二電極為中空結(jié)構(gòu)，且其朝著第一電極的側(cè)壁帶有出氣孔。本申請的等離子體污水裝置能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生大量的含氧活性物質(zhì)以及納米氣泡，其中納米氣泡能夠提升氣液傳質(zhì)效率，以促進(jìn)含氧活性物質(zhì)的分散，實現(xiàn)對污水的有效處理。
權(quán)利要求書
1.等離子體污水處理裝置，其特征在于，包括：殼體，所述殼體具有進(jìn)液口和出液口，內(nèi)部設(shè)置有連通所述進(jìn)液口和出液口的污水處理腔；第一電極，所述第一電極置于所述污水處理腔內(nèi)，外部包裹有介質(zhì)阻擋層；第二電極，所述第二電極相對所述第一電極設(shè)置，所述第二電極為中空結(jié)構(gòu)，且其朝著第一電極的側(cè)壁帶有出氣孔；所述第一電極為金屬網(wǎng)，所述第二電極為帶型腔的燒結(jié)碳化硅板；所述殼體的橫截面為矩形結(jié)構(gòu)，所述第一電極橫置在所述殼體的中間位置，且將所述污水處理腔分隔為第一處理腔和第二處理腔；所述第二電極為兩個，分別置于第一處理腔和第二處理腔內(nèi)；所述殼體具有相對的第一側(cè)和第二側(cè)，所述進(jìn)液口和出液口設(shè)置于第一側(cè)，所述第二側(cè)具有連通所述第一處理腔和第二處理腔的接頭，污水可依次經(jīng)過兩處理腔；所述介質(zhì)阻擋層為石英玻璃，且為兩層石英玻璃夾持所述金屬網(wǎng)；所述燒結(jié)碳化硅板具有長度方向和寬度方向，所述型腔的內(nèi)部具有沿?zé)Y(jié)碳化硅板的長度方向延伸分布、將其分隔成多個部分的隔板。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體污水處理裝置，其特征在于，所述第二電極側(cè)壁的出氣孔的孔徑為50-100nm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體污水處理裝置，其特征在于，所述燒結(jié)碳化硅的兩端具有封堵所述型腔開口的堵頭。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體污水處理裝置，其特征在于，所述第一電極和第二電極的間隔距離為6-10mm。
5.一種污水處理系統(tǒng)，其特征在于，包括如權(quán)利要求1所述的等離子體污水處理裝置，所述污水處理系統(tǒng)還包括：高頻調(diào)壓電源，其高壓輸出端與所述第一電極和第二電極連接；氣體輸送裝置，通過管路與所述第二電極的內(nèi)部腔體連通。
6.一種采用如權(quán)利要求5所述污水處理系統(tǒng)的污水處理方法，其特征在于，包括：向污水處理腔內(nèi)通入待處理的污水，以及向第二電極內(nèi)通入氧氣；在第一電極和第二電極間施加高頻電壓；其中，污水的流速控制在5-10m/s，氧氣的輸入壓力高于液體壓力的1-1.5kg，高頻電壓的方波為1-100千赫。
發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┝艘环N等離子體污水處理裝置，不僅能夠高效產(chǎn)生含氧活性物質(zhì)，還可提升氣液傳質(zhì)的效率，實現(xiàn)對污水的有效處理。
本申請中，等離子體污水處理裝置包括：
殼體，所述殼體具有進(jìn)液口和出液口，內(nèi)部設(shè)置有連通所述進(jìn)液口和出液口的污水處理腔；
第一電極，所述第一電極置于所述污水處理腔內(nèi)，外部包裹有介質(zhì)阻擋層；
第二電極，所述第二電極相對所述第一電極設(shè)置，所述第二電極為中空結(jié)構(gòu)，且其朝著第一電極的側(cè)壁帶有出氣孔。
以下還提供了若干可選方式，但并不作為對上述總體方案的額外限定，僅僅是進(jìn)一步的增補(bǔ)或優(yōu)選，在沒有技術(shù)或邏輯矛盾的前提下，各可選方式可單獨(dú)針對上述總體方案進(jìn)行組合，還可以是多個可選方式之間進(jìn)行組合。
可選的，所述第一電極為金屬網(wǎng)，所述第二電極為帶型腔的燒結(jié)碳化硅板，其側(cè)壁的出氣孔的孔徑為50-100nm。
可選的，所述介質(zhì)阻擋層為石英玻璃，兩層石英玻璃夾持所述金屬網(wǎng)。
可選的，所述燒結(jié)碳化硅板具有長度方向和寬度方向，所述型腔的內(nèi)部具有沿?zé)Y(jié)碳化硅板的長度方向延伸分布、將其分隔成多個部分的隔板。
可選的，所述燒結(jié)碳化硅的兩端具有封堵所述型腔開口的堵頭。
可選的，所述第一電極和第二電極的間隔距離為6-10mm。
可選的，所述殼體的橫截面為矩形結(jié)構(gòu)，所述第一電極橫置在所述殼體的中間位置，且將所述污水處理腔分隔為第一處理腔和第二處理腔；
所述第二電極為兩個，分別置于第一處理腔和第二處理腔內(nèi)。
可選的，所述殼體具有相對的第一側(cè)和第二側(cè)，所述進(jìn)液口和出液口設(shè)置于第一側(cè)，所述第二側(cè)具有連通所述第一處理腔和第二處理腔的接頭。
本申請還提供了一種污水處理系統(tǒng)，包括：
殼體，所述殼體具有進(jìn)液口和出液口，內(nèi)部設(shè)置有連通所述進(jìn)液口和出液口的污水處理腔；
第一電極，所述第一電極置于所述污水處理腔內(nèi)，外部包裹有介質(zhì)阻擋層；
第二電極，所述第二電極相對所述第一電極設(shè)置，所述第二電極為中空結(jié)構(gòu)，且其朝著第一電極的側(cè)壁帶有出氣孔；
高頻調(diào)壓電源，其高壓輸出端與所述第一電極和第二電極連接；
氧氣輸送裝置，通過管路與所述第二電極的內(nèi)部腔體連通；
液體輸送裝置，通過管路與所述進(jìn)液口連通。
本申請還提供了一種污水處理方法，包括：
向污水處理腔內(nèi)通入待處理的污水，以及向第二電極內(nèi)通入氧氣；
在第一電極和第二電極間施加高頻電壓；
其中，污水的流速控制在5-10m/s，氧氣的輸入壓力高于液體壓力的1-1.5kg，高頻電壓的方波為1-100千赫。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本申請至少具有以下技術(shù)效果：
等離子體污水處理裝置通過介電阻擋放電產(chǎn)生等離子體，從而促進(jìn)含氧活性物質(zhì)的產(chǎn)生；
在電場作用下，等離子體污水處理裝置通過集成導(dǎo)電、帶微孔的碳化硅電極誘導(dǎo)氣升效應(yīng)，產(chǎn)生超富氧的納米氣泡(20-100nm)，這些納米氣泡有助于輸送物質(zhì)并誘導(dǎo)對流，促進(jìn)氣液的混合，提高傳質(zhì)效率；
在納米氣泡形成過程中，等離子體放電發(fā)射的紫外輻射可進(jìn)一步促進(jìn)過氧化氫和臭氧等溶解物質(zhì)的分解，產(chǎn)生更多的羥基自由基(OH)。
（發(fā)明人：鄭文征;張勇渭;王兆陽;王國慶）
