申请日2011.12.31
公开(公告)日2012.06.27
IPC分类号C02F1/30
摘要
本发明涉及一种微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置，其结构包括有对污水进行高压雾化阴极放电反应处理的反应器;与所述反应器通过管路相接、向所述反应器提供喷气气流的供气系统;与所述反应器电连接、为所述反应器的高压雾化阴极放电反应提供放电所需能量的高压电源;以及与所述反应器通过管路相接、向所述反应器提供待处理污水的污水池。本发明能够处理生活废水和工业废水，在污水处理过程中，无需任何化学添加剂，处理过程简单，无废弃物，容易实现控制和自动化;微空心阴极放电的电子密度高，工作效率高，电极损耗小。
权利要求书
1.一种微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置，其特征在于，包括有：
对污水进行高压雾化阴极放电反应处理的反应器(1);
与所述反应器(1)通过管路相接、向所述反应器(1)提供喷气气流的供气系统;
与所述反应器(1)电连接、为所述反应器(1)的高压雾化阴极放电反应提供放电所需能量的高压电源(4);以及
与所述反应器(1)通过管路相接、向所述反应器(1)提供待处理污水的污水池(5)。
2.根据权利要求1所述的微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置，其特征在于，在所述反应器(1)中设有放电系统，所述放电系统是在并列的第一电极板(3a)与第二电极板(3b)之间夹有电介质层(3c)，在所述第一电极板(3a)、第二电极板(3b)与电介质层(3c)上开有贯通孔(3d)，所述贯通孔(3d)通过与所述反应器(1)相接的连接管路(6)连通到所述供气系统。
3.根据权利要求2所述的微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置，其特征在于，所述污水池(5)通过进水管路(12)通入所述反应器(1)，所述进水管路(12)的出口端开在所述贯通孔(3d)上。
4.根据权利要求3所述的微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置，其特征在于，所述高压电源(4)的正、负极分别与所述第一电极板(3a)和所述第二电极板(3b)相接。
5.根据权利要求4所述的微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置，其特征在于，所述供气系统包括设置在所述连接管路(6)上的气压表(9)和气阀(10)，以及连接在所述连接管路(6)端部的供气机构(2)。
6.根据权利要求5所述的微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置，其特征在于，在所述反应器(1)的出气管口上接有出气管道(16)，所述出气管道(16)的一端接在所述气压表(9)与所述气阀(10)之间的所述连接管路(6)上;在所述出气管道(16)上设置有单向阀(15)。
7.根据权利要求3所述的微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置，其特征在于，所述贯通孔(3d)开在所述第一电极板(3a)、所述第二电极板(3b)与所述电介质层(3c)的中心部位，所述进水管路(12)与所述贯通孔(3d)相通处的开口孔径小于所述贯通孔(3d)的孔径。
8.根据权利要求3所述的微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置，其特征在于，所述污水池(5)设置在所述反应器(1)的上部，在所述进水管路(12)上接有过滤装置(11)。
9.根据权利要求1所述的微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置，其特征在于，所述反应器(1)有至少一个;两个或两个以上的所述反应器(1)为串联或并联连接形式。
说明书
微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置
技术领域
本发明涉及一种污水处理装置，具体地说是一种微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置。
背景技术
目前，工业污染物的排放越来越多，环境污染也愈加严重。特别是与人类生活紧密相关的水资源的污染日益严重，水中所含的有毒有害物质(如氯苯酚、多氯联苯等)越来越多。这些有害物质通过食物链或者饮水在影响着人类的身体健康，使人们产生多种疾病，如诱发致癌、致畸、致突变效应等。
对污水处理的常规方法主要有生物法、物化法和氧化法等，这些处理方法的效果不佳，处理成本高。随着科技的进步，新的处理方法主要有电子束辐照水处理、脉冲放电水处理和介质阻挡放电水处理等。电子束辐照水处理方法存在的不足之处是，电子枪的制造工艺复杂，精度要求高;电子束辐照水体表面积有限，影响大规模的污水处理。脉冲放电水处理方法的存在不足之处是，工业化应用的脉冲高压电源技术难度大，导致制造成本高;脉冲放电发生过程中受处理溶液的电导率影响较大;高压放电电极腐蚀严重，影响水处理的稳定运行。介质阻挡放电水处理方法存在的不足之处是，由于放电一般是脉冲的，时间占空比较小，影响污水处理效率。由于以上所述水处理方法存在的缺点，使得污水处理装置的应用受到了很大的制约。
发明内容
本发明的目的就是提供一种处理效率高、水处理量大、设备成本低、运行费用低并且运行稳定的微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置。
本发明的目的是这样实现的：一种微空心阴极放电等离子体高效污水处理装置，包括有：
对污水进行高压雾化阴极放电反应处理的反应器;
与所述反应器通过管路相接、向所述反应器提供喷气气流的供气系统;
与所述反应器电连接、为所述反应器的高压雾化阴极放电反应提供放电所需能量的高压电源;以及
与所述反应器通过管路相接、向所述反应器提供待处理污水的污水池。
微空心阴极放电是一种高气压辉光放电，放电时产生高密度的高气压非平衡等离子体。本发明污水处理装置是一种由“微空心阴极放电”基本结构构成的等离子体反应器，它能够产生高密度的高气压非平衡等离子体，由于空心阴极中负辉区交叠在一起，电子会在此区域多次反射，产生很多的二次电子，该高能电子的分布具有非热电子能量分布。本发明通过向反应器中引入高速气流，使污水以雾状形式进入等离子体，由此增大了污水与等离子体的接触面积，实现了对污水的高效处理。
本发明在所述反应器中设有放电系统，所述放电系统是在并列的第一电极板与第二电极板之间夹有电介质层，在所述第一电极板、第二电极板与电介质层上开有贯通孔，所述贯通孔通过与所述反应器相接的连接管路连通到所述供气系统。
所述污水池通过进水管路通入所述反应器，所述进水管路的出口端开在所述贯通孔上。
所述高压电源的正、负极分别与所述第一电极板和所述第二电极板相接。
所述供气系统包括设置在所述连接管路上的气压表和气阀，以及连接在所述连接管路端部的供气机构。
在所述反应器的出气管口上接有出气管道，所述出气管道的一端接在所述气压表与所述气阀之间的所述连接管路上;在所述出气管道上设置有单向阀。
所述贯通孔开在所述第一电极板、所述第二电极板与所述电介质层的中心部位，所述进水管路与所述贯通孔相通处的开口孔径小于所述贯通孔的孔径。
所述污水池设置在所述反应器的上部，在所述进水管路上接有过滤装置。
所述反应器有至少一个;两个或两个以上的所述反应器为串联或并联连接形式。
本发明通过在放电系统中设置贯通孔，高速气流通过贯通孔喷入反应器，污水通过进水管路以水滴状引入贯通孔，在高速气流的推动下，以雾状形式喷入反应器中，由此增大了污水处理的反应面积，提高了污水处理效率。另外，由于气流对污水的助推作用可以使反应过程中两个电极板上的水垢等附属物减少，从而使电极板的使用寿命增长。
本发明的独特优点是，能够处理生活废水和工业废水，如燃料废水、有机废水等。在进行污水处理的过程中，无需任何的化学添加剂，处理过程简单，无废弃物，容易实现控制和自动化;微空心阴极放电的电子密度高，工作效率高，电极损耗小。本发明污水处理装置的构造简单，制造成本低，运行费用低，并且运行稳定，可采用正、负极性直流高压电源、交流高压电源和正、负极性脉冲高压电源等多种电源供电。通过反应器的并联或串联的连接方式，可以获得放大的水处理效果。
