申請日2017.09.29

　　公開(公告)日2018.02.09

　　IPC分類號C02F1/46; C02F1/72; C02F1/78; C02F103/34; C02F101/30

　　摘要

　　本發明公開了一種文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其將待處理的廢水通入文丘里管處理裝置中，同時通過文丘里管處理裝置上的進氣管通入空氣或氧氣，在文丘里管處理裝置的喉管處，使用低電壓進行電暈放電或介質阻擋放電使氣體電離，在液相中產生富含活性自由基和O3的低溫等離子體，低溫等離子體與文丘里管處理裝置喉管處設置的環狀接地電極上的催化涂層發生作用，增大反應體系自由基濃度，同時結合放電過程中產生的紫外線、空化流、沖擊波，快速降解污染物;該方法可靈活應用于廢水處理，低溫等離子體與高毒污染物發生原位反應，適用范圍廣，無二次污染，并且該裝置占地面積小、處理流程短、能耗低，可快速有效處理廢水。

　　權利要求書

　　1.一種文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：將待處理的廢水通入文丘里管處理裝置中，同時通過文丘里管處理裝置上的進氣管通入空氣或氧氣，在文丘里管處理裝置的喉管處，使用低電壓進行電暈放電或介質阻擋放電使氣體電離，在液相中產生富含活性自由基和O3的低溫等離子體，其中氣體流速為1~3 m3/h，液體流速為2~5 m3/h，低電壓為0.5~5 kV;低溫等離子體與文丘里管處理裝置喉管處設置的環狀接地電極上的催化涂層發生作用，增大反應體系自由基濃度，同時結合放電過程中產生的紫外線、空化流、沖擊波，快速降解污染物。

　　2.根據利要求1所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：文丘里管處理裝置為一個文丘里管或由2個以上的文丘里管串聯而成，在起始文丘里管的喉管上設置有進氣管，每個文丘里管喉管內設置有環狀接地電極和放電電極，放電電極設置在環狀接地電極內，放電電極與電源連接，環狀接地電極與放電電極不接觸。

　　3.根據利要求2所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：采用電暈放電產生低溫等離子體時，起始文丘里管的喉管處設置的放電電極為中空棒狀電極，中空棒狀電極上開有曝氣孔，中空棒狀電極外表面設置有針電極，中空棒狀電極與進氣管連通;其余文丘里管的喉管處設置的放電電極為棒狀電極，棒狀電極外表面設置有針電極。

　　4.根據利要求2所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：采用介質阻擋放電產生低溫等離子體時，放電電極為棒狀電極，棒狀電極表面覆蓋一層絕緣介質層，進氣管位于喉管入口處。

　　5.根據利要求1所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：文丘里管處理裝置進口壓力100~400 kPa，出口壓力50~200kPa。

　　6.根據利要求2所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：文丘里管進口直徑40~80 mm，喉管直徑10~20 mm，喉管長度50~100 mm。

　　7.根據利要求3所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：中空棒狀電極與喉管等長，中空棒狀電極直徑為3~8 mm;曝氣孔直徑0.5~1 mm;針電極長度為2~4mm。

　　8.根據利要求4所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：棒狀電極與喉管等長，棒狀電極直徑為3~8 mm;絕緣介質層厚度為1~3 mm，絕緣材料為陶瓷、聚四氟乙烯、聚丙烯或有機玻璃。

　　9.根據利要求1所述的文式喉管放電等離子體處理廢水的方法，其特征在于：環狀接地電極內側覆蓋的催化涂層厚度為0.2~0.5 mm，催化涂層材料為TiO2、MnO2、Al2O3、CuO、Fe2O3或ZnO。

　　說明書

　　一種文式喉管放電等離子體處理廢水的方法

　　技術領域

　　本發明涉及水處理領域，具體涉及一種文式喉管放電等離子體處理廢水的方法。

　　背景技術

　　等離子體水處理技術主要通過放電產生大量活性自由基、氧原子、臭氧等強氧化性物質與廢水中的有機物反應，實現有機物的破環、斷鏈，從而有效的處理難降解廢水。等離子體水處理技術對處理對象無選擇性，且處理時間短效率高，因而該技術成為近年來研究的熱點。

　　但該技術目前還存在以下問題：(1)對電源要求高，通常需要上萬伏高壓電源，廢水處理能量利用率較低;(2)低溫等離子體產生后未與污染物直接反應，低溫等離子體向液相傳質效率低，自由基不能被充分利用，影響水處理效果。

　　發明內容

　　針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種低電壓、高效應用低溫等離子體、深層次氧化高毒難降解有機物的方法，即一種文式喉管放電等離子體處理廢水的方法。

　　本發明是將待處理的廢水通入文丘里管處理裝置中，同時通過文丘里管處理裝置上的進氣管通入空氣或氧氣，在文丘里管處理裝置的喉管處，使用低電壓進行電暈放電或介質阻擋放電使氣體電離，在液相中產生富含活性自由基和O3的低溫等離子體，其中氣體流速為1~3 m3/h，液體流速為2~5 m3/h，低電壓為0.5~5 kV;低溫等離子體與文丘里管處理裝置喉管處設置的環狀接地電極上的催化涂層發生作用，增大反應體系自由基濃度，同時結合放電過程中產生的紫外線、空化流、沖擊波，快速降解污染物。

　　所述文丘里管處理裝置為一個文丘里管或由2個以上的文丘里管串聯而成，進氣管設置在起始(第一個)文丘里管的喉管上，每個文丘里管喉管內設置有環狀接地電極和放電電極，放電電極設置在環狀接地電極內，放電電極與電源連接，環狀接地電極與放電電極不接觸。

　　所述采用電暈放電產生低溫等離子體時，起始(第一個)文丘里管的喉管處設置的放電電極為中空棒狀電極，中空棒狀電極上開有曝氣孔，中空棒狀電極外表面設置有針電極，中空棒狀電極與進氣管連通;其余文丘里管的喉管處設置的放電電極為棒狀電極，棒狀電極外表面設置有針電極。

　　所述采用介質阻擋放電產生低溫等離子體時，放電電極為棒狀電極，放電電極表面覆蓋一層絕緣介質層，進氣管位于喉管入口處。

　　所述多級文丘里管處理裝置進口壓力100~400 kPa，出口壓力50~200kPa。

　　所述文丘里管進口直徑40~80 mm，喉管直徑10~20 mm，喉管長度50~100 mm。

　　所述中空棒狀電極與喉管等長，中空棒狀電極直徑為3~8 mm;曝氣孔直徑0.5~1mm;針電極長度為2~4 mm。

　　所述棒狀電極與喉管等長，棒狀電極直徑為3~8 mm;絕緣介質層厚度為1~3 mm，絕緣材料為陶瓷、聚四氟乙烯、聚丙烯或有機玻璃。

　　所述環狀接地電極內側覆蓋的催化涂層厚度為0.2~0.5 mm，催化涂層材料為TiO2、MnO2、Al2O3、CuO、Fe2O3或ZnO。

　　所述文丘里管道采用絕緣材料。

　　本發明的有益效果在于：

　　(1)采用文式喉管放電方式產生低溫等離子體處理廢水，具有設備簡單、占地面積小、流程短、能耗低的特點。

　　(2)低溫等離子體在液相產生，可與高毒污染物發生原位反應，提高自由基利用率。

　　(3)催化涂層與低溫等離子體發生作用，形成氣液固三相反應，增大自由基產量，高毒污染物降解效率提高。

　　(4)本方法既可用于廢水預處理，提高廢水可生化性，也可用于廢水深度處理，去除難降解污染物及滅活有害微生物，設備安裝靈活、適用范圍廣且無二次污染。