申请日 2020.11.18
公开（公告）日 2021.01.15
IPC分类号 C02F9/08; C02F1/30; C02F1/32; C02F1/72; C02F1/78; C02F1/44
摘要
本发明公开了一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，包括反应容器、液体循环装置和低温等离子体发生装置，所述反应容器上部连接搅拌装置，底部设有气室，所述反应容器的下底面设有曝气石用于由所述气室向所述反应容器内曝气，液体循环装置包括蠕动泵和反应液容器，所述反应容器侧壁的进水口、出水口通过管道和所述蠕动泵与所述反应液容器连接实现液体的循环，所述低温等离子体发生装置包括棒状高压电极和覆盖在所述反应容器外壁的接地电极，本装置设计简单，实用性强，通过底部曝气和搅拌装置使粉末状催化剂均匀分散在有机废水中从而提高其与低温等离子体的协同处理效果。
权利要求书
1.一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，其特征在于：包括反应容器(20)、液体循环装置和低温等离子体发生装置，所述反应容器上部连接搅拌装置(4)，底部设有气室(10)，所述反应容器(20)的下底面设有曝气石(12)，所述反应容器(20)的侧壁设有进水口(9)、出水口(6)，所述的进水口(9)和出水口(10)上分别设置微孔滤膜(5)，所述液体循环装置包括蠕动泵(7)和反应液容器(14)，所述反应容器(20)侧壁的进水口(9)、出水口(6)通过管道和所述的蠕动泵(7)与所述的反应液容器(14)连接，所述低温等离子体发生装置包括棒状高压电极(2)和覆盖在所述反应容器(20)外壁的接地电极(3)，所述的棒状高压电极(2)与等离子体电源(1)的正极连接，所述的接地电极(3连与等离子体电源(1)的负极连接。
2.根据权利要求1所述的一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，其特征在于：所述的搅拌装置(4)设置在所述棒状高压电极(2)两边，带有多个梳齿。
3.根据权利要求1所述的一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，其特征在于：所述的反应容器(20)为筒状，内径为150mm，长度为200mm，壁厚为2mm，所述的气室(10)为圆台形，所述的圆台形下底面内径为230mm，高度为50mm，所述的反应容器(20)和气室(10)均为石英材质。
4.根据权利要求1所述的一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，其特征在于：所述的反应液容器(14)内设有磁转子(16)，同时放在磁力搅拌器(15上进行搅拌。
5.根据权利要求1所述的一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，其特征在于：所述的曝气石(12)与导气管(13)的一端连接，所述导气管(13)的另一端与所述气室(10)连接，所述的气室(10)上设有进气口(11)，所述的反应容器(20)上方设有出气口(8)，所述的气室(10)由电磁空气泵(18)通过进气口(11)向其中鼓气，同时通过空气流量计(17)测量气体流速。
6.根据权利要求1所述的一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，其特征在于：所述的反应容器(20)侧壁上的进水口(9)和出水口(6)分别通过蠕动泵(7)与反应液容器(14)连接，连通在进水口(9)和反应液容器(14)之间的蠕动泵(7)的进水流速流速为30～50ml/min，连通在出水口(6)和反应液容器(14)之间的蠕动泵(7)的出水流速为40～60ml/min。
7.根据权利要求1所述的一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，其特征在于：所述的曝气石(12)在反应容器(20)下底面均匀分布，为耐高温的材质。
8.根据权利要求1所述的一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，其特征在于：所述的棒状高压电极(2)为铜棒，直径为20mm，所述的接地电极为铜丝，横截面积为2～5mm。
9.根据权利要求1所述的一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，其特征在于：所述的等离子体电源(1)为高压脉冲电源，其输出电压为10～20kV，输出电流为300～400A，输出脉冲频率为200～400脉冲每秒，脉冲持续时间为10ns。
说明书
一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置
技术领域
本发明涉及水污染净化处理技术领域，具体属于一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置。
背景技术
随着经济的高速发展和城市化进展迅速，水资源短缺和环境污染问题日益凸显。其中，有机废水是一类以有机污染物为组成的废水，通常来自造纸、印染、制药、焦化等行业生产过程。有机废水富含碳水化合物、蛋白质、芳香族化合物、杂环化合物等有机物，具有毒性大、可生化性差、酸碱性强等特点，排入环境极易引起水体和土壤的严重污染，破坏自然生态平衡，危害环境和人类安全。有机废水通常采用传统生物法进行处理时，很难达到排放标准和环境水体要求。
低温等离子体技术是一种新兴的高级氧化技术，已在气体和污水处理等环境领域得到应用。低温等离子体技术集高能电子轰击、紫外辐射、羟基自由基氧化、臭氧氧化等多种效应为一体，可有效降解难生化处理的有机废水。线筒式介质阻挡放电相较于普通针状电晕放电能产生更多的臭氧，放电更加稳定，降解有机废水的效果更好。
介质阻挡放电能发射窄带辐射，其波长覆盖紫外、红外和可见光等光谱区，但是这种大量的紫外光和可见光不能直接用于废水的降解，造成大量的光损失，且介质阻挡放电臭氧利用率低，矿化率较低。添加催化剂协同催化可提高系统的降解效率，更好地利用紫外等辐射，减少光损失，因此亟需要设计一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置对有机废水进行高效降解。
发明内容
本发明的目的是提供了一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，来克服背景技术中的不足。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案如下：
一种等离子体协同粉末状催化剂有机废水处理装置，包括反应容器、液体循环装置和低温等离子体发生装置，所述反应容器上部连接搅拌装置，底部设有气室，所述反应容器的下底面设有曝气石，所述反应容器的侧壁设有进水口、出水口，所述的进水口和出水口上分别设置微孔滤膜，所述液体循环装置包括蠕动泵和反应液容器，所述反应容器侧壁的进水口、出水口通过管道和所述的蠕动泵与所述的反应液容器连接，所述低温等离子体发生装置包括棒状高压电极和覆盖在所述反应容器外壁的接地电极，所述的棒状高压电极与等离子体电源的正极连接，所述的接地电极连与等离子体电源的负极连接。
进一步，所述的搅拌装置设置在所述棒状高压电极两边，带有多个梳齿。
进一步，所述的反应容器为筒状，内径为150 mm，长度为200 mm，壁厚为2 mm ，所述的气室为圆台形，所述的圆台形下底面内径为230 mm，高度为50 mm，所述的反应容器和气室均为石英材质。
进一步，所述的反应液容器内设有磁转子，同时放在磁力搅拌器上进行搅拌。
进一步，所述的曝气石与导气管的一端连接，所述导气管的另一端与所述气室连接，所述的气室上设有进气口，所述的反应容器上方设有出气口，所述的气室由电磁空气泵通过进气口向其中鼓气，同时通过空气流量计测量气体流速。
进一步，所述的反应容器侧壁上的进水口和出水口分别通过蠕动泵与反应液容器连接，连通在进水口和反应液容器之间的蠕动泵的进水流速流速为30 ~ 50 ml/min，连通在出水口和反应液容器之间的蠕动泵的出水流速为40 ~ 60 ml/min。
进一步，所述的曝气石在反应容器下底面均匀分布，为耐高温的材质。
进一步，所述的棒状高压电极为铜棒，直径为20 mm ，所述的接地电极为铜丝，横截面积为2~5 mm ，
进一步，所述的等离子体电源为高压脉冲电源，其输出电压为 10~20kV ，输出电流为300~400A ，输出脉冲频率为 200~400 脉冲每秒，脉冲持续时间为10ns 。
本发明与现有技术相比较，本发明的实施效果如下：
（1）低温等离子体放电和粉末状催化剂协同降解有机废水，相较于单一的低温等离子体放电可获得更高效的有机废水的降解效果；
（2）粉末状催化剂可为紫外光或可见光响应催化剂，其通过搅拌装置和曝气在废水中均匀分散从而充分利用低温等离子体放电产生的大量紫外光和可见光，提高降解效率，减少光损失；
（3）反应容器下底面设置均匀分布的曝气石，对有机废水进行充分曝气，促进传质效率；
（4）本发明具有运行稳定，结构简单，安全高效，方便管理等优点，具有较好的应用前景。
发明人 （孙黎;徐跃武;）
