一種低溫等離子體廢水處理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)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】
[0002] 首先，隨著技術的改善與進步，工業(yè)廢水循環(huán)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。
[0003] 其次，排放標準隨著人們環(huán)保要求的提高也在提升，如啤酒行業(yè)排放標準到2011 年7月1日，CODcr將由150mg/1提升到90mg/1，很多地方標準把城鎮(zhèn)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。
[0004] 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(xié)同降解作用，能有效去除各種廢水中的難 降解物質(zhì)，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(yōu)點，特別是在處理難降解有毒廢水方面有著明顯的優(yōu)越性，具有廣 闊的應用前景，被認為是21世紀最有發(fā)展前途的廢水處理技術。
[0005] 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(fā)現(xiàn)印染廢水脫色效果明顯，并具有一定的C0D脫除率。
[0006] 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(xiàn)的，目前當務之急是如何開發(fā)出一套能夠運用到工程實踐中的連續(xù)、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(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明針對現(xiàn)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。
[0008] 為了解決上述技術問題，本發(fā)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(nèi)并置于低溫等離子體環(huán)境，所述低溫等離子體環(huán)境由介質(zhì)阻擋 放電低溫等離子裝置提供； 2) 所述介質(zhì)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. (TlO. 0cm，對廢水輸入每平方厘米功率為1. (Γ5. 0W，并將廢水處理至少5分鐘以上；所 述廢水深度為5. (TlO. 0cm。
[0009] -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(zhì)、放電保護裝置、 陰電極及其介質(zhì)、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(wǎng)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(zhì)相連，另一個端口與 _所述陰電極及其介質(zhì)相連，所述陽電極及其介質(zhì)和所述陰電極及其介質(zhì)置于所述反應槽 內(nèi)，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(nèi)，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(zhì)的上部，并在所述出水口的上端還設有 放電保護裝置。
[0010] 作為可選方案，所述陰電極及其介質(zhì)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。 toon] 作為可選方案，所述變壓器采用漏磁變壓器。
[0012] 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 1mm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(zhì)采用PVC膜，所述陰電極介質(zhì)采用PVC膜或 板，所述陰電極介質(zhì)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0.1mm的微孔。
[0013]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(jù)檢測的廢水高度判斷是否斷開工作電源，停止放電。
[0014]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5_時，斷開工作 電源，停止放電。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于：將傳統(tǒng)紫外線消毒工藝或提高排放標準后的新增傳統(tǒng)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(guī)模的投產(chǎn)。
【附圖說明】
[0016] 圖1為低溫等離子體廢水處理裝置結(jié)構圖； 圖2為放電保護裝置結(jié)構圖。
【具體實施方式】
[0017]下面將結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。
[0018] 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(jié)構， 陽、陰電極及其介質(zhì)，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(zhì)與水體間的常壓空氣經(jīng)放電產(chǎn)生低溫等離子體。所述 變壓器1采用漏磁變壓器，實現(xiàn)穩(wěn)定的氣體放電，產(chǎn)生穩(wěn)定的低溫等離子體。所述反應水 槽6高度50(T900mm，等離子體有效區(qū)為距離放電陽電極2及其介質(zhì)至電極以下100mm區(qū) 域，長度根據(jù)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1mm)。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1〇〇_，最多為1000mm。所述放電介質(zhì)采用PVC膜或板，陽電極介質(zhì) 用PVC膜，陰電極介質(zhì)4用PVC膜或板，形成均勻、穩(wěn)定的介質(zhì)阻擋放電環(huán)境。陰電極介 質(zhì)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0.1_)， 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 50(T900mm，可以形成反應槽底部紊流或?qū)恿?，同時保證上部水面形成層流，保護放電電極， 保障出水穩(wěn)定。所述放電保護裝置3,如圖2所示，在水位距離陽電極5_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(jù)廢水處理量大小進行設計，所述低溫等離子體環(huán)境：常壓下，工 作氣體為空氣。廢水在低溫等離子體環(huán)境中的降解處理時間為5分鐘，連續(xù)進出水。
[0019] 處理時，廢水流入反應槽中，反應槽的尺寸可根據(jù)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. (Γ5. 0W、有效處理深度為5. (Γ20. 0cm的水流為層流 區(qū)，并保證廢水在該反應槽內(nèi)的水力停留時間為5分鐘。放電間距為1. (Γ10. 0cm。變壓器 輸入端與交流電網(wǎng)連接，輸出端與放電電極相連。當出水口有出水時，開始放電。
[0020] 實驗例1 : 反應槽中流入城鎮(zhèn)污水處理廠1#執(zhí)行一級B排放標準的未進行紫外處理前的廢水。
[0021] 調(diào)整介質(zhì)阻擋放電低溫等離子放電裝置的放電參數(shù)為：工作氣體為常壓空氣，放 電功率5. 0W·cm-2,放電間距為1. (TlO. 0cm，連續(xù)出水，5分鐘后取水樣，測量出 反應槽進、出水質(zhì)對比表：
其中，色度值的測量方法采用GB11903-89稀釋倍數(shù)法測定，大腸桿菌的測量方法采用 中國環(huán)境科學出版社《水和廢水監(jiān)測分析方法(第三、四版)》中分析方法測定，SS的測量方 法采用GB11901-89重量法測定，C0D值的測量方法采用GB11914-89的重鉻酸鉀法測定， B0D5的測量方法采用GB7488-87的稀釋與接種法測定，氨氮的測量方法采用GB7488-87 的蒸餾與滴定法測定，總磷的測量方法采用GB11903-89的鑰酸銨分光光度法測定，石油類 采用GB/T16488-1996的紅外光度法測定。
【主權項】
1. 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(zhì)、放電 保護裝置、陰電極及其介質(zhì)、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(wǎng)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(zhì)相連，另一 個端口與所述陰電極及其介質(zhì)相連，所述陽電極及其介質(zhì)和所述陰電極及其介質(zhì)置于所述 反應槽內(nèi)，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(nèi)，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(zhì)的上部，并在所述出水口的上端 還設有放電保護裝置。2. 根據(jù)權利要求1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(zhì)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。3. 根據(jù)權利要求1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。4. 根據(jù)權利要求1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1mm的微孔薄鋁板，所述陽、陰電極 之間距離為1〇〇_，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(zhì)米用PVC膜，所述陰電極介質(zhì)米用PVC膜或板，所述陰電極介質(zhì)覆蓋在陰電極板 上，在所述微孔薄鋁板對應微孔位置上，設有孔徑為0. 1mm的微孔。5. 根據(jù)權利要求1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 護裝置低于陽電極最下端平面，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(jù)檢測的廢水高度判斷是否斷開工作電源，停止放電。6. 根據(jù)權利要求5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 屬感應片與陽電極最下端平面相距小于為5_時，斷開工作電源，停止放電。
【專利摘要】本發(fā)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(nèi)并置于低溫等離子體環(huán)境，所述低溫等離子體環(huán)境由介質(zhì)阻擋放電低溫等離子裝置提供;所述介質(zhì)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(guī)模的投產(chǎn)。
【IPC分類】C02F1/30
【公開號】CN105461004
【申請?zhí)枴緾N201410394102
【發(fā)明人】張磊
【申請人】青島煒燁鍛壓機械有限公司
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2014年8月12日