專利名稱：一種低溫等離子體廢水處理裝置及其處理方法
技術領域：
本發明涉及污水處理領域，尤其涉及一種低溫等離子體廢水處理裝置及其方法。
背景技術：
首先，隨著技術的改善與進步，工業廢水循環利用程度高，而排放濃度也是逐漸變高，給廢水處理達標排放帶來了更高的難度。其次，排放標準隨著人們環保要求的提高也在提升，如啤酒行業排放標準到2011 年7月1日，CODcr將由150mg/l提升到90mg/l，很多地方標準把城鎮污水處理廠二級排放標準提高到一級B，有的地方甚至要求提高到一級A，這都給一些污水處理廠帶來困難，一般需要重新增加處理工藝及設施，大大增加成本投入，甚至有些較老的污水處理廠限于場地等問題，就算增加投入，也不能增加處理設施。低溫等離子體技術是近些年來新興起的一項水污染控制技術，它兼具高能電子輻射、紫外光解、高溫熱解和臭氧氧化等多方面的協同降解作用，能有效去除各種廢水中的難降解物質，具有降解速率快、處理范圍廣、無二次污染、可在常溫常壓下進行、對多污染因子具有綜合處理效果等優點，特別是在處理難降解有毒廢水方面有著明顯的優越性，具有廣闊的應用前景，被認為是21世紀最有發展前途的廢水處理技術。安徽理工大學的汪曉艷等人采用實驗室自制簡單低溫等離子體裝置，對處理印染廢水進行了相關研究，發現印染廢水脫色效果明顯，并具有一定的COD脫除率。雖然以上實驗研究雖取得了很好的廢水處理效果，但是都是在實驗室理想條件下實現的，目前當務之急是如何開發出一套能夠運用到工程實踐中的連續、高效低溫等離子體廢水處理裝置，利用低溫等離子體對廢水中污染因子的綜合處理能力，進行廢水深度處理，并取得了很好的效果。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一套能夠運用到工程實踐中的低溫等離子體廢水處理裝置及其相應的處理方法。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案如下一種低溫等離子體廢水處理方法，包括如下步驟1)將廢水排入反應槽內并置于低溫等離子體環境，所述低溫等離子體環境由介質阻擋放電低溫等離子裝置提供；2)所述介質阻擋放電低溫等離子裝置的放電陽電極置于廢水水平面的距離為 1. 0 10. 0cm，對廢水輸入每平方厘米功率為1. 0 5. Off,并將廢水處理至少5分鐘以上；所述廢水深度為5. O 10. Ocm0一種低溫等離子體廢水處理裝置，包括變壓器、陽電極及其介質、放電保護裝置、 陰電極及其介質、反應槽、集泥裝置和進水控制裝置，所述變壓器的輸入端與交流電網連接，所述變壓器的輸出端有兩個端口，一個端口與所述陽電極及其介質相連，另一個端口與所述陰電極及其介質相連，所述陽電極及其介質和所述陰電極及其介質置于所述反應槽內，所述進水控制裝置用于控制廢水的流入速率，廢水置于所述反應槽內，所述反應槽高度為500 900mm，采用耐腐蝕池壁制成，所述集泥裝置置于所述反應槽底部，所述反應槽上部設有出水口，所述出水口置于所述陰電極及其介質的上部，并在所述出水口的上端還設有放電保護裝置。作為可選方案，所述陰電極及其介質與所述反應槽底部的距離為50cm，與所述出水口的距離為5cm，所述放電保護裝置與所述出水口的距離為5cm。作為可選方案，所述變壓器采用漏磁變壓器。作為可選方案，所述陽電極采用鋇鎢合金制成并呈針狀，陰電極采用微孔直徑為 Imm的微孔薄鋁板，所述陽、陰電極之間距離為100mm，每個陽電極的放電端部之間的水平距離為IOOmm-IOOOmm之間，所述陽電極介質采用PVC膜，所述陰電極介質采用PVC膜或板， 所述陰電極介質覆蓋在所述陰電極板上，在所述微孔薄鋁板對應微孔位置上，設有孔徑為孔徑0. Imm的微孔。作為可選方案，所述放電保護裝置低于陽電極平面，所述放電保護裝置包括水位警報裝置，所述水位警報裝置根據檢測的廢水高度判斷是否斷開工作電源，停止放電。作為可選方案，所述水位警報裝置包括金屬感應片和金屬感應球，所述金屬感應片置于所述金屬感應球上，當所述金屬感應片與陽電極平面相距小于為5mm時，斷開工作電源，停止放電。本發明的有益效果在于將傳統紫外線消毒工藝或提高排放標準后的新增傳統工藝置換成低溫等離子體處理方法進行處理，廢水的污染物排放濃度進一步降低，達到提標后的排放標準，而且置換成本低廉，適合大規模的投產。
圖1為低溫等離子體廢水處理裝置結構圖；圖2為放電保護裝置結構圖。
具體實施例方式下面將結合附圖和具體實施例對本發明做進一步說明。如圖1所示，低溫等離子體廢水處理裝置包括變壓器1，反應水槽形狀及結構，陽、 陰電極及其介質，進出水口，放電保護裝置3，集泥裝置7，進水控制裝置8，陽電極2下方的水體為導體，陽電極2及其介質與水體間的常壓空氣經放電產生低溫等離子體。所述變壓器1采用漏磁變壓器，實現穩定的氣體放電，產生穩定的低溫等離子體。所述反應水槽6高度500 900mm，等離子體有效區為距離放電陽電極2及其介質至電極以下IOOmm區域，長度根據廢水量設計。反應水槽6四周采用聚氯乙烯(PVC)板材料，形成除進、出水口外的封閉空間。所述電極包括陽電極2和陰電極5，其中陽電極2為針狀，采用鋇鎢合金；陰電極 5為微孔薄鋁板(孔徑Imm)。陽、陰電極之間距離為100mm，每個陽電極的放電端部之間的水平距離至少為100mm，最多為1000mm。所述放電介質采用PVC膜或板，陽電極介質用PVC 膜，陰電極介質4用PVC膜或板，形成均勻、穩定的介質阻擋放電環境。陰電極介質4覆蓋在陰電極5板上，在對應陰電極5板微孔位置，設有孔徑更小微孔(孔徑0. Imm)，方便廢水通過，并去除部分稍大顆粒固體懸浮物SS。所述進水口設置于反應水槽底部中心，出水口設置為陽電極2到出水口水平面的距離50mm處。底部進水，且反應水槽高度500 900mm， 可以形成反應槽底部紊流或層流，同時保證上部水面形成層流，保護放電電極，保障出水穩定。所述放電保護裝置3，如圖2所示，在水位距離陽電極5mm處，設置一個水位警報裝置， 所述水位警報裝置包括金屬感應片11和金屬感應球12，所述金屬感應片11置于所述金屬感應球12上，當廢水13上升時將所述金屬感應球12抬升，當所述金屬感應片11與陽電極平面相距小于5mm時，自動斷開電源，停止放電，保護放電電極，保障放電安全。所述集泥裝置，根據廢水處理量大小進行設計，所述低溫等離子體環境常壓下，工作氣體為空氣。廢水在低溫等離子體環境中的降解處理時間為5分鐘，連續進出水。處理時，廢水流入反應槽中，反應槽的尺寸可根據需要處理的水量進行設計，以保證待處理廢水每平方厘米功率為1. 0 5. 0W、有效處理深度為5. 0 20. Ocm的水流為層流區，并保證廢水在該反應槽內的水力停留時間為5分鐘。放電間距為1.0 10. 0cm。變壓器輸入端與交流電網連接，輸出端與放電電極相連。當出水口有出水時，開始放電。實驗例1 反應槽中流入城鎮污水處理廠1#執行一級B排放標準的未進行紫外處理前的廢水。調整介質阻擋放電低溫等離子放電裝置的放電參數為工作氣體為常壓空氣，放電功率5. Off · cnT2，放電間距為1. O 10. Ocm，連續出水，5分鐘后取水樣，測量出水水質情況。反應槽進、出水質對比表
權利要求
1.一種低溫等離子體廢水處理方法，其特征在于，包括如下步驟將廢水排入反應槽內并置于低溫等離子體環境，所述低溫等離子體環境由介質阻擋放電低溫等離子裝置提供；所述介質阻擋放電低溫等離子裝置的放電陽電極置于廢水水平面的距離為 1. (Γιο. 0cm，對廢水輸入每平方厘米功率為1. (Γ5. Off,并將廢水處理至少5分鐘以上；所述廢水深度為5. (TlO. Ocm0
2.一種低溫等離子體廢水處理裝置，其特征在于，包括變壓器、陽電極及其介質、放電保護裝置、陰電極及其介質、反應槽、集泥裝置和進水控制裝置，所述變壓器的輸入端與交流電網連接，所述變壓器的輸出端有兩個端口，一個端口與所述陽電極及其介質相連，另一個端口與所述陰電極及其介質相連，所述陽電極及其介質和所述陰電極及其介質置于所述反應槽內，所述進水控制裝置用于控制廢水的流入速率，廢水置于所述反應槽內，所述反應槽高度為50(T900mm，采用耐腐蝕池壁制成，所述集泥裝置置于所述反應槽底部，所述反應槽上部設有出水口，所述出水口置于所述陰電極及其介質的上部，并在所述出水口的上端還設有放電保護裝置。
3.根據權利要求2所述的一種低溫等離子體廢水處理裝置，其特征在于，所述陰電極及其介質與所述反應槽底部的距離為50cm，與所述出水口的距離為5cm，所述放電保護裝置與所述出水口的距離為5cm。
4.根據權利要求2所述的一種低溫等離子體廢水處理裝置，其特征在于，所述變壓器采用漏磁變壓器。
5.根據權利要求2所述的一種低溫等離子體廢水處理裝置，其特征在于，所述陽電極采用鋇鎢合金制成并呈針狀，陰電極采用微孔直徑為Imm的微孔薄鋁板，所述陽、陰電極之間距離為100mm，每個陽電極的放電端部之間的水平距離為lOOmnTlOOOmm之間，所述陽電極介質采用PVC膜，所述陰電極介質采用PVC膜或板，所述陰電極介質覆蓋在所述陰電極板上，在所述微孔薄鋁板對應微孔位置上，設有孔徑為孔徑0. Imm的微孔。
6.根據權利要求2所述的一種低溫等離子體廢水處理裝置，其特征在于，所述放電保護裝置低于陽電極平面，所述放電保護裝置包括水位警報裝置，所述水位警報裝置根據檢測的廢水高度判斷是否斷開工作電源，停止放電。
7.根據權利要求6所述的一種低溫等離子體廢水處理裝置，其特征在于，所述水位警報裝置包括金屬感應片和金屬感應球，所述金屬感應片置于所述金屬感應球上，當所述金屬感應片與陽電極平面相距小于為5mm時，斷開工作電源，停止放電。
全文摘要
本發明公開了一種低溫等離子體廢水處理裝置及其方法，通過如下步驟將廢水排入反應槽內并置于低溫等離子體環境，所述低溫等離子體環境由介質阻擋放電低溫等離子裝置提供;所述介質阻擋放電低溫等離子裝置的放電陽電極置于廢水水平面的距離為1.0~10.0cm，對廢水輸入每平方厘米功率為1.0~5.0W，并將廢水處理至少5分鐘以上;所述廢水深度為5.0~10.0cm的處理，具有廢水的污染物排放濃度進一步降低，達到提標后的排放標準，并且該廢水處理裝置置換成本低廉，適合大規模的投產。
文檔編號C02F1/30GK102267739SQ20111019116
公開日2011年12月7日 申請日期2011年7月8日 優先權日2011年7月8日
發明者許慧文, 鄭展望, 陳純, 馬仕聰 申請人:浙江商達環保有限公司