申请日2015.07.04
公开(公告)日2015.11.25
IPC分类号C02F1/30; C02F9/08
摘要
本发明公开了一种低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染物系统，属于有机废水资源化利用技术，涉及一种处理含有难降解有机污染物废水资源化的系统及方法。其特征在于该系统包括废水初级处理系统、反应塔、低温氧等离子体产生器、高频高压电源、低温氧等离子体浓度在线检测仪、功率调控器、剩余氧等离子体消除器等。深度降解废水中难降解有机污染物方法：含有难降解有机污染物废水从反应塔上端注入;低温氧等离子体产生器形成的低温氧等离子体从反应塔下端进入反应塔中，在反应塔中低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染物，有机污染物COD浓度从148.4mg/L降至27.4mg/L;反应后剩余低温氧等离子体经剩余氧等离子体消除器还原成氧气排空。
权利要求书
1.一种低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染物系统，其特征在于该 系统包括废水初级处理系统、反应塔、低温氧等离子体产生器、高频高压电源、 低温氧等离子体浓度在线检测仪、功率调控器、水泵、管道、COD快速测定仪、 液体阀、液体流量计、气体阀、气体流量计、剩余氧等离子体消除器;
所述含有机污染物废水经废水初级处理系统处理成含难降解有机污染物废 水，经输水管道末端连接水泵入口端，被输送到反应塔上端入水口后注入反应 塔中;
所述输水管道上装有在线COD快速测定仪，检测输水管道中含难降解有 机污染物废水COD浓度;
所述输水管道中含难降解有机污染物废水经液体流量计检测废水流量，经 液体阀控制废水流量;
所述输水管道末端把含难降解有机污染物废水经输水管道连接反应塔上端 入水口;
所述反应塔设有含难降解有机污染物废水入水口，废水经反应塔处理成回 用水，由反应塔下端出水口经输水管道输出;
所述低温氧等离子体经反应塔下端入气口处所连接喷嘴输入反应塔中，低 温氧等离子体处理废水后的剩余氧等离子体气体，经反应塔上端出气口输送到 剩余氧等离子体消除器入气口;
所述剩余氧等离子体消除器连接在反应塔上端出气口，经剩余氧等离子体 消除器出气口排入大气中;
所述回用水输水管道连接在反应塔下端出水口，回用水输水管道上设有流 量计、阀体和COD快速测定仪;
所述高频高压电源输出高频高压电经电缆供给低温氧等离子体产生器，功 率调节器输出控制信号经电缆输送到高频高压电源信号输入端;
所述低温氧等离子体产生器的原料气体氧气经输气管道输入低温氧等离子 体产生器入气口;
所述低温氧等离子体产生器的出气口连接输气管道，其输气管道装有阀体 和流量计，低温氧等离子体产生器经反应塔下端入气口处所连接喷嘴输送到反 应塔，剩余低温氧等离子体从反应塔上端出气口输出;
所述反应塔上端出气口连接输气管道;
所述剩余氧等离子体消除器入气口连接到反应塔上端出气口的输气管道， 出气口连接输气管道排空。
2.要求1所述的一种低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染物系统， 其特征在于所述低温氧等离子体产生器的放电间隙为0.05mm～0.2mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机 污染物系统，其特征在于所述反应塔高度为≥4m。
4.根据权利要求1或2所述的一种低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机 污染物系统，其特征在于所述低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染 物反应温度控制在5℃～40℃;所述低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机 污染物反应时间为6s～2min。
5.根据权利要求3所述的一种低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染 物系统，其特征在于所述功率调节器调控低温氧等离子体产生器输出低温氧等 离子体浓度。
6.根据权利要求1、2或5所述的一种低温氧等离子体深度降解废水中难降解有 机污染物系统，其特征在于所述经初级处理后废水中含难降解有机污染物为多 环芳烃类、杂环类、氯代芳香族、酚和甲酚类、氮基、有机合成高分子等化合 物和有机氰化物。
7.根据权利要求3所述的一种低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染 物系统，其特征在于所述经初级处理后废水中含难降解有机污染物为多环芳烃 类、杂环类、氯代芳香族、酚和甲酚类、氮基、有机合成高分子等化合物和有 机氰化物。
8.根据权利要求4所述的一种低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染 物系统，其特征在于所述经初级处理后废水中含难降解有机污染物为多环芳烃 类、杂环类、氯代芳香族、酚和甲酚类、氮基、有机合成高分子等化合物和有 机氰化物。
说明书
一种低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染物系统
技术领域
本发明属于有机废水资源化利用技术，一种处理含有难降解有机污染物废 水资源化的系统。
背景技术
水是人类最宝贵的自然资源。随着社会经济的快速发展，进入水中的有机 污染物数量和种类也随之急剧增加，造成水体严重污染，尤其是那些毒性较强 且难降解的有机废水更是如此。通常采用常规的物理、化学、生物方法处理废 水，通称1、2级(初级)废水处理方法，能把废水中COD(ChemicalOxygen Demand，间接表示水中有机物)浓度从数千mg/L降解至160mg/L～100mg/L。 经初级处理后废水中含有极难降解的多环芳烃类、杂环类、氯代芳香族、酚和 甲酚类、氮基、有机合成高分子等化合物和有机氰化物。含这些难降解有机污 染物，更需要进一步深度降解以求达到紧迫需求的回用水技术标准(COD浓度 ≤50mg/L)，目前采用高级氧化技术深度降解废水中难降解有机污染物方法存 在的问题是需要添加大量的氧化剂、催化剂及引发剂等化学试剂;降解时间过 长，大多在1h～4h，有的长达7h;经Fenton法或类Fenton法处理后废水中含 有Fe2+和其它金属离子等新污染物;臭氧法存在产生率低、利用率低、COD去 除率低和能耗大等问题;超临界水氧化法对设备、工艺要求高，一次性投资大， 还存在设备腐蚀、盐沉积等问题。
发明内容
本发明克服现有深度降解废水中难降解有机污染物不足之处，提供低温氧 等离子体深度降解废水中难降解有机污染物的系统及方法，其特征在于该系统 包括废水初级处理系统、反应塔、低温氧等离子体产生器、高频高压电源、低 温氧等离子体浓度在线检测仪、功率调控器、水泵、管道、COD快速测定仪、 液体阀、液体流量计、气体阀、气体流量计、剩余氧等离子体消除器，所述含 有机污染物废水经废水初级处理系统处理成含难降解有机污染物废水，经输水 管道末端连接水泵入口端被输送到反应塔上端入水口后注入反应塔中;所述输 水管道上装有在线COD快速测定仪，检测输水管道中含难降解有机污染物废 水COD浓度;所述输水管道中含难降解有机污染物废水经液体流量计检测废 水流量;所述输水管道中含难降解有机污染物废水经液体阀控制废水流量;所 述输水管道末端把含难降解有机污染物废水经输水管道连接到反应塔上端入水 口;所述反应塔设有含难降解有机污染物废水入水口，废水经反应塔处理成回 用水，由反应塔下端出水口经输水管道输出，低温氧等离子体经反应塔下端入 气口处所连接喷嘴输入反应塔中，低温氧等离子体处理废水后的剩余氧等离子 体气体，经反应塔上端出气口输送到剩余氧等离子体消除器入气口;所述剩余 氧等离子体消除器连接在反应塔上端出气口，经剩余氧等离子体消除器出气口 排入大气中;所述回用水输水管道连接在反应塔下端出水口;所述回用水输水 管道上设有流量计、阀体和COD快速测定仪;所述高频高压电源输出高频高 压电经电缆供给低温氧等离子体产生器;所述功率调节器输出控制信号经电缆 输送到高频高压电源信号输入端;所述低温氧等离子体产生器的原料气体氧气 经输气管道输入低温氧等离子体产生器入气口;所述低温氧等离子体产生器出 气口连接输气管道;所述低温氧等离子体产生器的输气管道装有阀体和流量计; 所述低温氧等离子体经反应塔下端入气口处所连接喷嘴输送到反应塔;所述反 应塔上端出气口连接输气管道;所述剩余氧等离子体消除器入气口连接到反应 塔上端出气口的输气管道;所述剩余氧等离子体消除器出气口连接输气管道排 空。
所述深度降解废水中难降解有机污染物是多环芳烃类、杂环类、氯代芳香 族、酚和甲酚类、氮基、有机合成高分子等化合物和有机氰化物;
所述功率调节器调控低温氧等离子体产生器输出低温氧等离子体浓度;
所述低温氧等离子体产生器的放电间隙为0.05mm～0.2mm;
所述反应塔高度为≥4m;
所述含难降解有机污染物废水从反应塔上端入水口注入，处理后形成的回 用水从反应塔下端出水口输出;
所述低温氧等离子体气体从反应塔下端入气口处所连接喷嘴注入，剩余低 温氧等离子体从反应塔上端出气口输出;
所述低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染物反应后剩余低温氧 等离子体经剩余氧等离子体消除器还原成氧气排空;
所述低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染物反应温度控制在 5℃～40℃;
所述低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染物反应时间为 6s～2min。
本发明将含难降解有机污染物废水通过反应塔反应过程，低温氧等离子体 把废水处理成回用水，处理时间仅为数秒～数十秒，只用一个反应塔和一个低温 氧等离子体产生器就把含难降解有机污染物废水处理成回用水，从而降低设备 一次性投资和运行成本。
本发明的低温氧等离子体深度降解废水中难降解有机污染物方法的反应速 率常数(108L/mol·s～109L/mol·s)要比现有技术高出7～8个数量级，深度降解难 降解有机污染物的处理时间为数秒～数十秒;本发明不用添加引发剂、催化剂将 含有难降解有机污染物废水处理成回用水(COD≤50mg/L)，有助于缓解水资 源短缺困境。本发明不产生其它二次污染物，对环境零污染。
