公布日：2022.08.12
申請(qǐng)日：2022.04.29
分類號(hào)：C02F1/48(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開一種水下射流等離子體有機(jī)廢水處理裝置及方法。包括：供氣單元，高壓電源，等離子發(fā)生單元和射流單元；供氣單元，通過管道與等離子發(fā)生單元進(jìn)氣口連接，供給等離子發(fā)生所需的氣體。高壓電源，通過電纜與等離子發(fā)生單元電極連接，供給等離子發(fā)生所需的電源，連接高壓電極、接地電極。等離子發(fā)生單元，具有等離子氣體出口；連接送至射流單元進(jìn)氣口；射流單元，由射流器與水泵組成，射流器具有進(jìn)氣口、進(jìn)水口和出水口，其中，水泵抽吸廢水供給射流器進(jìn)水口，等離子氣體出口連接射流器的進(jìn)氣口；水泵抽吸的廢水在射流器中與等離子體氣體混合后射出。本裝置不產(chǎn)生其它污染物，將有機(jī)污染物為無毒害的氣體，得到凈化水。
權(quán)利要求書
1.一種水下射流等離子體有機(jī)廢水處理裝置，其特征在于，包括：供氣單元，高壓電源，等離子發(fā)生單元和射流單元；供氣單元，通過管道與等離子發(fā)生單元進(jìn)氣口連接，供給等離子發(fā)生所需的氣體。高壓電源，通過電纜與等離子發(fā)生單元電極連接，供給等離子發(fā)生所需的電源，連接高壓電極、接地電極。等離子發(fā)生單元，具有等離子氣體出口；連接送至射流單元進(jìn)氣口；射流單元，由射流器與水泵組成，射流器具有進(jìn)氣口、進(jìn)水口和出水口，其中，水泵抽吸廢水供給射流器進(jìn)水口，等離子氣體出口連接射流器的進(jìn)氣口；水泵抽吸的廢水在射流器中與等離子體氣體混合后射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的裝置，其特征在于，所述供氣單元的氣體為空氣、氧氣、氮?dú)�、氫氣、惰性氣體或混合氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的裝置，其特征在于，所述等離子發(fā)生單元包括具有進(jìn)氣口和出氣口的腔室，在所述的腔室上設(shè)置有高壓電極、接地電極；在所述的進(jìn)氣口設(shè)置有進(jìn)氣口調(diào)節(jié)閥；在所述的出氣口處設(shè)置有出氣口調(diào)節(jié)止回閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的裝置，其特征在于，在所述的腔室內(nèi)設(shè)置真空表。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的裝置，其特征在于，所述射流單元由水泵、射流器組成，射流器進(jìn)水口與水泵出水口連接，射流器進(jìn)氣口與等離子發(fā)生單元出氣口連接，射流擴(kuò)散口輸出廢水。
6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的裝置，其特征在于，所述水泵通過電機(jī)變頻或者出水管道閥門進(jìn)行流速、壓力的調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的裝置處理有機(jī)廢水的方法，其特征在于：所述的方法包括下述步驟：(1)首先開啟射流單元水泵，廢水進(jìn)入水泵，等離子發(fā)生腔室內(nèi)真空度提高；(2)然后開啟高壓電源，在腔室內(nèi)產(chǎn)生大量等離子體氣；(3)待等離子發(fā)生單元穩(wěn)定運(yùn)行后，打開并調(diào)節(jié)閥門，控制進(jìn)入射流器的氣體量以及腔室內(nèi)的真空度；(4)產(chǎn)生的氣體在壓力作用下進(jìn)入射流器，與水泵出水充分混合后通過射流器出水口射出。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明目的在于提供一種一種水下射流等離子體有機(jī)廢水處理裝置及方法，通過提高等離子體發(fā)生的效率與等離子體氣液混合的效率，從而提高有機(jī)污染物的降解速率。同時(shí)，提高設(shè)備集成度，降低建造運(yùn)行成本，增加可用性、易用性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種水下射流等離子體有機(jī)廢水處理裝置，包括：供氣單元，高壓電源，等離子發(fā)生單元和射流單元；
供氣單元，通過管道與等離子發(fā)生單元進(jìn)氣口連接，供給等離子發(fā)生所需的氣體。
高壓電源，通過電纜與等離子發(fā)生單元電極連接，供給等離子發(fā)生所需的電源，連接高壓電極、接地電極。
等離子發(fā)生單元，具有等離子氣體出口；連接送至射流單元進(jìn)氣口；
射流單元，由射流器與水泵組成，射流器具有進(jìn)氣口、進(jìn)水口和出水口，其中，水泵抽吸廢水供給射流器進(jìn)水口，等離子氣體出口連接射流器的進(jìn)氣口；水泵抽吸的廢水在射流器中與等離子體氣體混合后射出。
較佳的，所述氣體可以為空氣、氧氣、氮?dú)�、氫氣、惰性氣體，或混合氣體。可以由氣體儲(chǔ)罐供應(yīng)，管道供應(yīng)，或者直接連通大氣。本裝置氣體流動(dòng)所需壓力由射流單元提供，因此所述供氣單元無需壓力容器，可以接常壓管道氣體，或者直接連通大氣。但是為保障等離子發(fā)生效率，提供潔凈氣體，所供氣體需經(jīng)除塵、除油、干燥。所述氣體類型根據(jù)廢水處理需要的自由基種類確定，通過調(diào)整氣體比例，可以獲得不同比例的氮自由基、氧自由基、雙氧水、臭氧等活性離子。
較佳的，所述高壓電源與所述等離子發(fā)生單元構(gòu)成的回路設(shè)置有電流調(diào)節(jié)器，同時(shí)電源可以對(duì)電壓、波形等進(jìn)行調(diào)節(jié)。所述電壓在10-30kV。
較佳的，所述等離子發(fā)生單元由發(fā)生腔室、高壓電極、低壓電極、進(jìn)氣口調(diào)節(jié)閥、出氣口止回閥組成。所述等高壓電極、低壓電極可采取針-板式、板-板式或中心筒式。所述等高壓電極、低壓電極密封在等離子發(fā)生單元內(nèi)，不與外界空氣、水接觸。所述進(jìn)氣口設(shè)置了調(diào)節(jié)閥、流量計(jì)，腔室設(shè)置真空表，用于調(diào)節(jié)進(jìn)氣量與發(fā)生腔室的真空度。所述出氣口設(shè)置了止回閥，用于在水泵啟動(dòng)或停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，防止水倒流進(jìn)入等離子發(fā)生腔室。
較佳的，所述射流單元由水泵、射流器組成，射流器進(jìn)水口與水泵出水口連接，射流器進(jìn)氣口與等離子發(fā)生單元出氣口連接，射流擴(kuò)散口進(jìn)入廢水容器中。所述射流單元可以采用濕式或干式安裝，濕式安裝即整套發(fā)生及射流單元放于水下，水泵采用潛水型，所有裝置、電纜做好防水密封。干式安裝即僅將射流器末端置于廢水中，其余裝置均安裝在外。所述水泵可以通過電機(jī)變頻或者出水管道閥門進(jìn)行流速、壓力的調(diào)節(jié)。所述射流器可以采用單個(gè)射流口形式，也可以采用多個(gè)射流口形式。
本發(fā)明上述處理裝置處理有機(jī)廢水的方法，包括下述步驟：
(1)首先開啟射流單元水泵，廢水進(jìn)入廢水容器中，等離子發(fā)生腔室內(nèi)真空度提高；
(2)然后開啟高壓電源，在腔室內(nèi)產(chǎn)生大量等離子體氣；
(3)待等離子發(fā)生單元穩(wěn)定運(yùn)行后，打開并調(diào)節(jié)閥門，控制進(jìn)入射流器的氣體量以及腔室內(nèi)的真空度；
(4)產(chǎn)生的氣體在壓力作用下進(jìn)入射流器，與水泵出水充分混合后進(jìn)入廢水容器。
較佳的，整個(gè)廢水處理單元可以采用序批式處理的模式。即將廢水不斷經(jīng)過本處理裝置，進(jìn)行內(nèi)循環(huán)，直到污染物降解達(dá)標(biāo)，后排放凈化水，引入廢水，重新開始新一輪處理。
較佳的，整個(gè)廢水處理單元可以采用連續(xù)流形式，水泵連續(xù)輸送廢水。廢水經(jīng)過本裝置后，在廢水容器中達(dá)到一定停留時(shí)間后連續(xù)出水。采用連續(xù)流形式時(shí)，若單個(gè)裝置無法滿足處理標(biāo)準(zhǔn)，可以將多個(gè)所述處理裝置與廢水容器進(jìn)行串聯(lián)，多級(jí)反應(yīng)。
較佳的，廢水中可加入二價(jià)鐵離子(Fe2+)如硫酸亞鐵(FeSO4)作為催化劑，促進(jìn)對(duì)產(chǎn)水的H2O2活性成分的利用。
較佳的，可以根據(jù)水量、污染物濃度，在一個(gè)廢水容器中，放置多個(gè)所述水下射流曝氣等離子體有機(jī)廢水處理裝置，提高處理效果。
本發(fā)明的有益效果在于：
能量利用率高、有機(jī)廢水處理速率高，效果強(qiáng)。同時(shí)，裝置設(shè)備簡(jiǎn)單且有相應(yīng)的調(diào)節(jié)裝置，可操作性、可靠性、可調(diào)性高，且易于維修保養(yǎng)。此外，本裝置不產(chǎn)生其它污染物，將有機(jī)污染物為無毒害的氣體，得到凈化水，特別適合各種規(guī)模的高濃度有機(jī)廢水的降解處理。
（發(fā)明人：李葉澄;張?jiān)剑?/span>
