申请日2015.12.16
公开(公告)日2016.04.06
IPC分类号C02F1/30; C02F1/78; C02F1/50
摘要
本发明涉及一种气蚀等离子体水处理装置及方法，所述装置包括文丘里管，所述文丘里管包括入口段(1)、收缩段(2)、喉舌段(3)和扩散段(4)，所述扩散段(4)内设置有等离子体发生器(5)，水体通过文丘里管的入口(6)进入入口段(1)，再顺势进入收缩段(2)，再进入喉舌段(3)，流进扩散段(4)，在扩散段(4)内有等离子体发生器(5)对水体及水体中的空泡发生作用，产生水处理效果。本发明一种气蚀等离子体水处理装置及方法，它在气蚀环境中应用等离子体进行水处理，技术构成简单，将气蚀的液体输送不利因素变成了等离子体工作条件，大大增强了等离子体的水处理效果，出现单纯等离子体水处理不可替代的优势。
摘要附图
权利要求书
1.一种气蚀等离子体水处理装置，其特征在于：它包括文丘里管，所述文丘里管包括入口段(1)、收缩段(2)、喉舌段(3)和扩散段(4)，所述扩散段(4)内设置有等离子体发生器(5)。
2.一种气蚀等离子体水处理方法，其特征在于：水体通过文丘里管的入口(6)进入入口段(1)，再顺势进入收缩段(2)，再进入喉舌段(3)，流进扩散段(4)，在扩散段(4)内有等离子体发生器(5)对水体及水体中的空泡发生作用，产生水处理效果，在扩散段(4)内通过等离子体发生器(5)对水体处理后，由出口(7)将处理后的水体流出。
说明书
气蚀等离子体水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种气蚀等离子体水处理装置及方法。
背景技术
气蚀又称空蚀和穴蚀，流体在高速流动和压力变化条件下发生的伴随现象，其作用情况不容小视，它可在与流体接触的金属表面或混凝土表面上发生密布的微小洞穴，随着气蚀的持续，麻点会很快扩大成联通的大洞穴。
以文丘里管为例，文丘里管由入口段、收缩段、喉道和扩散段组成。
文丘里管主要优点是装置简单;其次，由于它的扩散段使流体逐渐减速，减小了湍流度(见湍流)，所以压头损失小，不超过入口和喉道间压差的10～20%。文丘里管发生气蚀的位置在水流扩散段的负压区。当负压区压力低于水的蒸汽压力时，将在固体表面附近形成气泡。在气蚀过程中，气泡急速产生、扩张，又急速溃灭，在液体中形成激波及高速微射流。溶解在液体中的气体到负压区时，极容易析出而形成气泡。随后，当气泡流动在流动过程中，受到脉动的压力作用时，气泡同样发生溃灭，在溃灭瞬时产生极大的冲击力和微小区域的高温。
等离子体是由电子、正负离子、激发态的分子、原子及自由基粒子等组成，表现出集体行为的一种准中性非凝聚态系统。等离子体作为水处理的新方法，特别对于不可生化、有毒有害和难降解的高污染废水及对生活用水的深化处理，具有其它水处理方法没有的独到之处。而单纯的等离子体进行水处理，有较多的局性，如有效作用区域仅限在等离子体放电通道，范围有限;效果的均匀性不一致。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种气蚀等离子体水处理装置及方法，它在气蚀环境中应用等离子体进行水处理，技术构成简单，将气蚀的液体输送不利因素变成了等离子体工作条件，大大增强了等离子体的水处理效果，出现单纯等离子体水处理不可替代的优势。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种气蚀等离子体水处理装置，它包括文丘里管，所述文丘里管包括入口段、收缩段、喉舌段和扩散段，所述扩散段内设置有等离子体发生器。
一种气蚀等离子体水处理方法，水体通过文丘里管的入口进入入口段，再顺势进入收缩段，再进入喉舌段，流进扩散段，在扩散段内有等离子体发生器对水体及水体中的空泡发生作用，产生水处理效果，在扩散段内通过等离子体发生器对水体处理后，由出口将处理后的水体流出。
气蚀过程具有激变能力强和发展速度快的特点，更容易将能量转化为基态分子的内能，易于高能电子与水分子(原子)发生弹性碰撞，使水(或污水)处于活化状态。气蚀条件下的等离子体，由于气蚀过程的不稳定性、激变性和无序性，等离子高能电场环境下，极易生成大量的游离氧、自由基和臭氧类活性基团，大量的活性粒子会与水体(或污水)产生电化学反应，由于气蚀过程的接连不断，使污水的分子键特别是其中的有害物质的化学分子键，有等离子体能量激化下生成单质原子或单原子分子结构，起到了有毒物质的降解效果。气蚀环境中等离子体产生自由基，气蚀崩溃的能量场和等离子体能量场的共同作用下，会产生大量的臭氧，臭氧在水中会持续作用一段时间，产生有机物的氧化、污染物的分解、脱色、除臭和灭菌效果。气蚀环境中等离子体降解有机物，最终产物为CO2和H2O2;当污染物为无机物时，最终氧化的结果为不溶解于水的氧化物，在后期净化处理时容易去除。气蚀环境中等离子体产生的紫外线有折射、漫射和气泡壁的反射现象，更有利于灭菌的效果和克服单纯等离子体有灭菌死区的问题。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、当液体流经文丘里管道时，流速在喉部达到一定程度，在该处所产生的低压可使流经该处的液体空化，形成扩散型的大量分散空泡。空泡不断的产生、增大、扩散、复合、崩溃。在空泡的变化过程中，会产生激烈的物理化学反应，特别在扩散和崩溃的过程中，存在较为显著的雾化现象。在气蚀环境中设置等离子体发生器，等离子体态与气蚀过程产生协同作用效果，实现了很好的水处理效果;
2、在气蚀环境中应用等离子体进行水处理技术构成简单;将气蚀的液体输送不利因素变成了等离子体工作条件;大大增强了等离子体的水处理效果;出现单纯等离子体水处理不可替代的优势;
3、文丘里管等离子体对水体的阻力小、文丘里管内压差大、气蚀控制时精度高、系统稳定性好、便于维护和实现自动控制方便。
