申请日2010.04.01
公开(公告)日2011.10.12
IPC分类号C02F1/46
摘要
本发明公开了一种高压脉冲放电等离子体水处理装置，包括高频高压电源、反应器、高压电极、放电介质、地电极;高频高压电源连接高压电极;高压电极固定设置于反应器内，放电介质设置于反应器的底部;放电介质的底部设置地电极，地电极接地。本发明能够有效地去除水中所含的物理、化学和微生物等污染物，处理成本低廉，尤其是针对水中高浓度有机物的去除效果明显。本发明在进行污水处理时，不需要添加化学试剂，处理过程简单，无废弃物和二次污染，同时容易实现自动化控制，在提高水处理效率的同时，极大地减少了能耗。本发明还公开了一种高压脉冲放电等离子体水处理方法。
权利要求书
1.一种高压脉冲放电等离子体水处理装置，其特征在于：包括高频高压电源、反应器、高压电极、放电介质、地电极;高频高压电源连接高压电极;高压电极设置于反应器内，放电介质设置于反应器的底部;放电介质的底部设置地电极，地电极接地。
2.根据权利要求1所述的高压脉冲放电等离子体水处理装置，其特征在于：所述高压电极包括玻璃容器、高压线、高电导率的溶液，高电导率溶液盛装于玻璃容器中，高压线的一端固定设置于玻璃容器内，高压线该端外露的导电部分浸没于玻璃容器内的溶液液面以下;高压线的另一端连接所述高频高压电源;高压线与高电导率溶液构成高压电位。
3.根据权利要求2所述的高压脉冲放电等离子体水处理装置，其特征在于：所述玻璃容器的底部直径小于中间位置的直径。
4.根据权利要求2或3所述的高压脉冲放电等离子体水处理装置，其特征在于：所述反应器内盛装待处理污水，玻璃容器的底部为平面且置于反应器内的待处理污水液面以下。
5.根据权利要求1所述的高压脉冲放电等离子体水处理装置，其特征在于：所述放电介质的面积比反应器的横截面积大。
6.根据权利要求1或5所述的高压脉冲放电等离子体水处理装置，其特征在于：所述地电极的面积大于放电介质的面积。
7.根据权利要求1或5所述的高压脉冲放电等离子体水处理装置，其特征在于：所述放电介质的厚度为2～8mm。
8.根据权利要求1所述的高压脉冲放电等离子体水处理装置，其特征在于：所述反应器设有进出水口，进出水口所在的管道上分别设有阀门;反应器的进水口连接污水存储罐下部的出水口;所述进水口设置于反应器的下部;出水口设置于反应器的上部。
9.一种高压脉冲放电等离子体水处理方法，其特征在于：包括如下步骤：
第一步，使污水存储罐内的水流入反应器;当反应器内的污水流速稳定、液面保持恒定时，打开高频高压电源，高压迅速在高压电极与地电极之间建立;
第二步，当高压电极的玻璃容器与污水液面之间的气隙上的高频电压达到放电起始电压时，气隙中发生介质阻挡放电，在放电期间使气隙上的电压保持恒定;高频电压电源产生脉冲电压，对污水负载进行放电，对污水进行处理。
10.根据权利要求9所述的高压脉冲放电等离子体水处理装置的使用方法，其特征在于：所述使反应器内的污水流速稳定、液面保持恒定的方法是：使污水存储罐的液面高于反应器的最高液面，并保持污水存储罐的液位恒定，使反应器的进水流速保持恒定;同时将出水口设置于反应器的上部，使反应器通过自然溢流的方法，将液位恒定于出水口的最低点附近。
说明书
高压脉冲放电等离子体水处理装置及方法
技术领域
本发明涉及一种污水处理设备，具体涉及一种高压脉冲放电等离子体水处理装置。本发明还涉及一种高压脉冲放电等离子体水处理方法。
背景技术
现有的利用放电等离子体对污水进行处理或对饮用水进行消毒杀菌处理的方法和技术中，大多数是采用先在气体中放电产生等离子体，然后将含有臭氧等的气体充入水中的方法。由于放电气体中大部分活性粒子的寿命很短，其氧化作用无法得到充分利用;另外，这些方法中，放电电压不是加在水上，高电压对水中杂质的活化、极化和中性化作用并不产生很大影响，从而导致了这些方法水处理效率低下。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高压脉冲放电等离子体水处理装置，它可以有效去除水中的高浓度有机物。
为解决上述技术问题，本发明高压脉冲放电等离子体水处理装置的技术解决方案为：
包括高频高压电源、反应器、高压电极、放电介质、地电极;高频高压电源连接高压电极;高压电极固定设置于反应器内，放电介质设置于反应器的底部;放电介质的底部设置地电极，地电极接地。
所述高压电极包括玻璃容器、高压线、高电导率的溶液，高电导率溶液盛装于玻璃容器中，高压线的一端固定设置于玻璃容器内，高压线该端外露的导电部分浸没于玻璃容器内的溶液液面以下;高压线的另一端连接所述高频高压电源;高压线与高电导率溶液构成高压电位。
所述玻璃容器的底部直径小于中间位置的直径。
所述反应器内盛装待处理污水，玻璃容器的底部为平面且置于反应器内的待处理污水液面以下。
所述放电介质的面积比反应器的横截面积大;所述地电极的面积大于放电介质的面积。
所述放电介质的厚度为2～8mm。
所述反应器设有进出水口，进出水口所在的管道上分别设有阀门;反应器的进水口连接污水存储罐下部的出水口;所述进水口设置于反应器的下部;出水口设置于反应器的上部。
本发明还提供一种高压脉冲放电等离子体水处理方法，其技术解决方案为：包括如下步骤：
第一步，使污水存储罐内的水流入反应器;当反应器内的污水流速稳定、液面保持恒定时，打开高频高压电源，高压迅速在高压电极与地电极之间建立;
第二步，当高压电极的玻璃容器与污水液面之间的气隙上的高频电压达到放电起始电压时，气隙中发生介质阻挡放电，在放电期间使气隙上的电压保持恒定;高频电压电源产生脉冲电压，对污水负载进行放电，对污水进行处理。
所述使反应器内的污水流速稳定、液面保持恒定的方法是：使污水存储罐的液面高于反应器的最高液面，并保持污水存储罐的液位恒定，使反应器的进水流速保持恒定;同时将出水口设置于反应器的上部，使反应器通过自然溢流的方法，将液位恒定于出水口的最低点附近。
本发明可以达到的技术效果是：
本发明采用介质阻挡放电形式，利用高频电压电源产生脉冲电压，经变压器谐振产生高压后，对污水负载进行放电，介质阻挡放电布满了整个反应器的空间，放电产生的等离子体由于高温、高压以及富含大量的离子、OH自由基等粒子，使在等离子体通道内的有机物分子会被高温完全热解，并且在自由基的作用下发生高级氧化而化学降解。同时，由于高温、高压等离子体通道的产生，在强烈的紫外光及巨大的冲击波作用下，等离子体通道区域及其外部的溶液中发生几种物理化学过程，即：紫外光光解、液电空化降解、超临界水氧化降解等过程。在这些过程和反应的协同作用下，有机物被降解，从而达到有效分解处理高浓度有机物废水的目的。
本发明能够有效地去除水中所含的物理、化学和微生物等污染物，处理成本低廉，尤其是针对水中高浓度有机物的去除效果明显。
本发明在进行污水处理时，不需要添加化学试剂，处理过程简单，无废弃物和二次污染，同时容易实现自动化控制，在提高水处理效率的同时，极大地减少了能耗。
