公布日：2022.08.12
申請日：2022.04.29
分類號：C02F1/48(2006.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開一種水下射流等離子體有機廢水處理裝置及方法。包括：供氣單元，高壓電源，等離子發(fā)生單元和射流單元；供氣單元，通過管道與等離子發(fā)生單元進氣口連接，供給等離子發(fā)生所需的氣體。高壓電源，通過電纜與等離子發(fā)生單元電極連接，供給等離子發(fā)生所需的電源，連接高壓電極、接地電極。等離子發(fā)生單元，具有等離子氣體出口；連接送至射流單元進氣口；射流單元，由射流器與水泵組成，射流器具有進氣口、進水口和出水口，其中，水泵抽吸廢水供給射流器進水口，等離子氣體出口連接射流器的進氣口；水泵抽吸的廢水在射流器中與等離子體氣體混合后射出。本裝置不產(chǎn)生其它污染物，將有機污染物為無毒害的氣體，得到凈化水。
權(quán)利要求書
1.一種水下射流等離子體有機廢水處理裝置，其特征在于，包括：供氣單元，高壓電源，等離子發(fā)生單元和射流單元；供氣單元，通過管道與等離子發(fā)生單元進氣口連接，供給等離子發(fā)生所需的氣體。高壓電源，通過電纜與等離子發(fā)生單元電極連接，供給等離子發(fā)生所需的電源，連接高壓電極、接地電極。等離子發(fā)生單元，具有等離子氣體出口；連接送至射流單元進氣口；射流單元，由射流器與水泵組成，射流器具有進氣口、進水口和出水口，其中，水泵抽吸廢水供給射流器進水口，等離子氣體出口連接射流器的進氣口；水泵抽吸的廢水在射流器中與等離子體氣體混合后射出。
2.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的裝置，其特征在于，所述供氣單元的氣體為空氣、氧氣、氮氣、氫氣、惰性氣體或混合氣體。
3.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的裝置，其特征在于，所述等離子發(fā)生單元包括具有進氣口和出氣口的腔室，在所述的腔室上設置有高壓電極、接地電極；在所述的進氣口設置有進氣口調(diào)節(jié)閥；在所述的出氣口處設置有出氣口調(diào)節(jié)止回閥。
4.根據(jù)權(quán)利要求書3所述的裝置，其特征在于，在所述的腔室內(nèi)設置真空表。
5.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的裝置，其特征在于，所述射流單元由水泵、射流器組成，射流器進水口與水泵出水口連接，射流器進氣口與等離子發(fā)生單元出氣口連接，射流擴散口輸出廢水。
6.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的裝置，其特征在于，所述水泵通過電機變頻或者出水管道閥門進行流速、壓力的調(diào)節(jié)。
7.根據(jù)權(quán)利要求書1所述的裝置處理有機廢水的方法，其特征在于：所述的方法包括下述步驟：(1)首先開啟射流單元水泵，廢水進入水泵，等離子發(fā)生腔室內(nèi)真空度提高；(2)然后開啟高壓電源，在腔室內(nèi)產(chǎn)生大量等離子體氣；(3)待等離子發(fā)生單元穩(wěn)定運行后，打開并調(diào)節(jié)閥門，控制進入射流器的氣體量以及腔室內(nèi)的真空度；(4)產(chǎn)生的氣體在壓力作用下進入射流器，與水泵出水充分混合后通過射流器出水口射出。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明目的在于提供一種一種水下射流等離子體有機廢水處理裝置及方法，通過提高等離子體發(fā)生的效率與等離子體氣液混合的效率，從而提高有機污染物的降解速率。同時，提高設備集成度，降低建造運行成本，增加可用性、易用性。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種水下射流等離子體有機廢水處理裝置，包括：供氣單元，高壓電源，等離子發(fā)生單元和射流單元；
供氣單元，通過管道與等離子發(fā)生單元進氣口連接，供給等離子發(fā)生所需的氣體。
高壓電源，通過電纜與等離子發(fā)生單元電極連接，供給等離子發(fā)生所需的電源，連接高壓電極、接地電極。
等離子發(fā)生單元，具有等離子氣體出口；連接送至射流單元進氣口；
射流單元，由射流器與水泵組成，射流器具有進氣口、進水口和出水口，其中，水泵抽吸廢水供給射流器進水口，等離子氣體出口連接射流器的進氣口；水泵抽吸的廢水在射流器中與等離子體氣體混合后射出。
較佳的，所述氣體可以為空氣、氧氣、氮氣、氫氣、惰性氣體，或混合氣體�？梢杂蓺怏w儲罐供應，管道供應，或者直接連通大氣。本裝置氣體流動所需壓力由射流單元提供，因此所述供氣單元無需壓力容器，可以接常壓管道氣體，或者直接連通大氣。但是為保障等離子發(fā)生效率，提供潔凈氣體，所供氣體需經(jīng)除塵、除油、干燥。所述氣體類型根據(jù)廢水處理需要的自由基種類確定，通過調(diào)整氣體比例，可以獲得不同比例的氮自由基、氧自由基、雙氧水、臭氧等活性離子。
較佳的，所述高壓電源與所述等離子發(fā)生單元構(gòu)成的回路設置有電流調(diào)節(jié)器，同時電源可以對電壓、波形等進行調(diào)節(jié)。所述電壓在10-30kV。
較佳的，所述等離子發(fā)生單元由發(fā)生腔室、高壓電極、低壓電極、進氣口調(diào)節(jié)閥、出氣口止回閥組成。所述等高壓電極、低壓電極可采取針-板式、板-板式或中心筒式。所述等高壓電極、低壓電極密封在等離子發(fā)生單元內(nèi)，不與外界空氣、水接觸。所述進氣口設置了調(diào)節(jié)閥、流量計，腔室設置真空表，用于調(diào)節(jié)進氣量與發(fā)生腔室的真空度。所述出氣口設置了止回閥，用于在水泵啟動或停止運轉(zhuǎn)時，防止水倒流進入等離子發(fā)生腔室。
較佳的，所述射流單元由水泵、射流器組成，射流器進水口與水泵出水口連接，射流器進氣口與等離子發(fā)生單元出氣口連接，射流擴散口進入廢水容器中。所述射流單元可以采用濕式或干式安裝，濕式安裝即整套發(fā)生及射流單元放于水下，水泵采用潛水型，所有裝置、電纜做好防水密封。干式安裝即僅將射流器末端置于廢水中，其余裝置均安裝在外。所述水泵可以通過電機變頻或者出水管道閥門進行流速、壓力的調(diào)節(jié)。所述射流器可以采用單個射流口形式，也可以采用多個射流口形式。
本發(fā)明上述處理裝置處理有機廢水的方法，包括下述步驟：
(1)首先開啟射流單元水泵，廢水進入廢水容器中，等離子發(fā)生腔室內(nèi)真空度提高；
(2)然后開啟高壓電源，在腔室內(nèi)產(chǎn)生大量等離子體氣；
(3)待等離子發(fā)生單元穩(wěn)定運行后，打開并調(diào)節(jié)閥門，控制進入射流器的氣體量以及腔室內(nèi)的真空度；
(4)產(chǎn)生的氣體在壓力作用下進入射流器，與水泵出水充分混合后進入廢水容器。
較佳的，整個廢水處理單元可以采用序批式處理的模式。即將廢水不斷經(jīng)過本處理裝置，進行內(nèi)循環(huán)，直到污染物降解達標，后排放凈化水，引入廢水，重新開始新一輪處理。
較佳的，整個廢水處理單元可以采用連續(xù)流形式，水泵連續(xù)輸送廢水。廢水經(jīng)過本裝置后，在廢水容器中達到一定停留時間后連續(xù)出水。采用連續(xù)流形式時，若單個裝置無法滿足處理標準，可以將多個所述處理裝置與廢水容器進行串聯(lián)，多級反應。
較佳的，廢水中可加入二價鐵離子(Fe2+)如硫酸亞鐵(FeSO4)作為催化劑，促進對產(chǎn)水的H2O2活性成分的利用。
較佳的，可以根據(jù)水量、污染物濃度，在一個廢水容器中，放置多個所述水下射流曝氣等離子體有機廢水處理裝置，提高處理效果。
本發(fā)明的有益效果在于：
能量利用率高、有機廢水處理速率高，效果強。同時，裝置設備簡單且有相應的調(diào)節(jié)裝置，可操作性、可靠性、可調(diào)性高，且易于維修保養(yǎng)。此外，本裝置不產(chǎn)生其它污染物，將有機污染物為無毒害的氣體，得到凈化水，特別適合各種規(guī)模的高濃度有機廢水的降解處理。
（發(fā)明人：李葉澄;張越）
