基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水治理工艺及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水治理工艺，包括步骤一：初步处理：采用微滤膜技术结合混凝、吸附法对待处理污水进行初步处理，去除污水中的悬浮颗粒、纤维、细菌；步骤二：高压电脉冲场处理：将微滤后污水经雾化器雾化，雾化后的水雾处于多针板异形电极之间，在电极间施加高压电脉冲，产生高电压脉冲电场，使水雾中有机物质发生降解，实现污水净化。本技术方案不需要外加氧化剂,且反应体系无须辅以高温、高压或外加光源等技术手段，集冲击波、光、电、化学氧化于一体的新型水处理技术，高效且无二次污染。基于上述方法，本发明专利技术还公开了一种治理系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及污水处理和环境治理治理
，特别涉及一种基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水治理工艺。
技术介绍
污水处理是指为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。按污水来源分类，污水处理一般分为生产污水处理和生活污水处理。生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水，是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物，包括：①漂浮和悬浮的大小固体颗粒；②胶状和凝胶状扩散物；③纯溶液。工业污水中含有的有毒有机物质成分复杂多样，其化学结构稳定，降解困难，能够在环境及生物体内中长时间存在和富集，对人类健康造成严重威胁，因此有效降解有毒有机物质是污水治理重点和难点。目前常用的工业污水治理手段有物理修复技术、化学修复技术、生物修复技术、低温等离子技术种种，不一而足。面对工业污水中持久性有机污染物种类和含量的增加，这些传统的处理工艺显得力不从心，表现为成本高、操作复杂、降解效率低、能耗高以及治理中易产生二次污染。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的之一是提供一种基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水治理工艺，成本低，能耗低，有机物降解效率高，不产生二次污染；本专利技术的目的之二是提供一种基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水雾化治理系统；本专利技术的目的之三是提供一种用于工业污水雾化治理系统的高压电脉冲场处理室。本专利技术的目的之一是通过以下技术方案实现的：该种基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水治理工艺，包括以下步骤：步骤一：初步处理：采用微滤膜技术结合混凝、吸附法对待处理污水进行初步处理，去除污水中的悬浮颗粒、纤维、细菌；步骤二：高压电脉冲场处理：将微滤后污水经雾化器雾化，雾化后的水雾处于多针板异形电极之间，在电极间施加高压电脉冲，产生高电压脉冲电场，在高压脉冲电场作用下，部分带电粒子和电子被加速形成高能粒子或电子，高能粒子或电子将激发有机物质的电离和裂解，使水雾中有机物质发生降解，实现污水净化。特别地，还包括步骤三：将经过高压电脉冲场处理后得到的液化水进行回收。特别地，在步骤二中，所述高压电脉冲场处理是在高压电脉冲场处理室中进行，所述高压电脉冲场处理室包括外壳、至少一块多针阳极电极板和对应的至少一块负极接地电极板，所述多针阳极电极板竖直设置于外壳内部，所述负极接地电极板与多针阳极电极板相对设置，所述多针阳极电极板上均匀布置有多根阳极板金属针棒，所述阳极板金属针棒垂直于多针阳极电极板的板面并朝向负极接地电极板，所述多针阳极电极板于高压脉冲电源的正极相连接，所述负极接地电极板与高压脉冲电源的负极相连接并接地。特别地，所述外壳采用硬质绝缘塑料槽体。本专利技术的目的之二是通过以下技术方案实现的：该种基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水雾化治理系统，包括膜技术微滤装置、雾化器和高压电脉冲场处理室，所述膜技术微滤装置内设置有微滤膜，通过混凝、吸附法对待处理污水进行初步处理后送入高压电脉冲场处理室；所述雾化器设置在高压电脉冲场处理室的入口通道处，所述高压电脉冲场处理室的内部设置有至少一块多针阳极电极板和至少一块负极接地电极板，所述多针阳极电极板竖直设置于外壳内部，所述负极接地电极板与多针阳极电极板相对设置，所述多针阳极电极板上均匀布置有多根阳极板金属针棒，所述阳极板金属针棒垂直于多针阳极电极板的板面并朝向负极接地电极板，所述多针阳极电极板于高压脉冲电源的正极相连接，所述负极接地电极板与高压脉冲电源的负极相连接并接地。特别地，所述系统还包括储纳罐，所述储纳罐与高压电脉冲场处理室的出口相连通，用于经高压电脉冲场处理室处理后的雾化水液化回收。特别地，所述系统还包括双踪示波器。本专利技术的目的之三是通过以下技术方案实现的：该种用于工业污水雾化治理系统的高压电脉冲场处理室，内部设置有至少一块多针阳极电极板和至少一块负极接地电极板，所述多针阳极电极板竖直设置于外壳内部，所述负极接地电极板与多针阳极电极板相对设置，所述多针阳极电极板上均匀布置有多根阳极板金属针棒，所述阳极板金属针棒垂直于多针阳极电极板的板面并朝向负极接地电极板，所述多针阳极电极板于高压脉冲电源的正极相连接，所述负极接地电极板与高压脉冲电源的负极相连接并接地。特别地，高压电脉冲场处理室的入口通道处设置有雾化器。特别地，所述高压电脉冲场处理室的外壳采用硬质绝缘塑料槽体。本专利技术的有益效果是：(1)本专利技术采用微滤膜先进技术进行初步处理，有利于提高污水处理速度和效果，并为污水雾化顺利进行提供保证；(2)本专利技术通过采用高压纳秒脉冲电场技术，有利于提高处理效果和降低系统能耗；(3)本专利技术采用污水雾化方式，有利于提高活性物质的产生量和产生速度，加大待降解物质和低温等离子活性物质的接触面，提高处理速度和处理效果；(4)异形多针板电极结构的采用也将有助于增加处理室中电场的强度和覆盖面积，可以采用多组电极阵列式组合，并行运行，可大大提高污水处理效果和速度。(5)本技术方案不需要外加氧化剂,且反应体系无须辅以高温、高压或外加光源等技术手段，充分利用纳秒脉冲技术，其快速上升沿能有效提高降解效果，同时降低电源系统的功率损耗，提高效率，本专利技术集冲击波、光、电、化学氧化于一体的新型水处理技术，高效且无二次污染，具有较大的推广应用价值。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为本专利技术的系统结构示意图；图2为高压电脉冲场处理室的结构示意图，图中，1：多针阳极电极板；2：外壳；3：负极接地电极板；4：阴极板卡槽位；5：高压电极接头；6：阳极板金属针棒；7：示波器探头；8：阴极板卡槽位置；图3为采用了两块针阳极电极板的高压电脉冲场处理室内部结构示意图。具体实施方式以下将参照附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。如图1所示，本专利技术的基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水雾化治理系统，包括膜技术微滤装置和高压电脉冲场处理室，膜技术微滤装置内设置有微滤膜，通过混凝、吸附法对待处理污水进行初步处理后送入高压电脉冲场处理室；如图2所示，高压电脉冲场处理室的入口通道处设置有雾化器，本实施例中，高压电脉冲场处理室的内部设置有一块多针阳极电极板1和对应的一块负极接地电极板3，多针阳极电极板1竖直设置于外壳内部，负极接地电极板与多针阳极电极板相对设置，多针阳极电极板上均匀布置有多根阳极板金属针棒6，阳极板金属针棒6垂直于多针阳极电极板1的板面并朝向负极接地电极板，多针阳极电极板于高压脉冲电源正极的高压电极接头5相连接，负极接地电极板与高压脉冲电源的负极相连接并接地。本实施例中，高压电脉冲处理室的外壳2采用硬质绝缘塑料槽体，可以起到良好的绝缘和密封作用。电极板为多针板结构，电极间距可以根据需要进行调整，电极间施加高压纳秒级电脉冲，电压幅值可在5k～30kv间进行调整。为保证达到较高的处理速度和效果，电场强度应本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水治理工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：步骤一：初步处理：采用微滤膜技术结合混凝、吸附法对待处理污水进行初步处理，去除污水中的悬浮颗粒、纤维、细菌；步骤二：高压电脉冲场处理：将微滤后污水经雾化器雾化，雾化后的水雾处于多针板异形电极之间，在电极间施加高压电脉冲，产生高电压脉冲电场，在高压脉冲电场作用下，部分带电粒子和电子被加速形成高能粒子或电子，高能粒子或电子将激发有机物质的电离和裂解，使水雾中有机物质发生降解，实现污水净化。

【技术特征摘要】
1.基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水治理工艺，其特征在于：所述工艺包括以下步骤：步骤一：初步处理：采用微滤膜技术结合混凝、吸附法对待处理污水进行初步处理，去除污水中的悬浮颗粒、纤维、细菌；步骤二：高压电脉冲场处理：将微滤后污水经雾化器雾化，雾化后的水雾处于多针板异形电极之间，在电极间施加高压电脉冲，产生高电压脉冲电场，在高压脉冲电场作用下，部分带电粒子和电子被加速形成高能粒子或电子，高能粒子或电子将激发有机物质的电离和裂解，使水雾中有机物质发生降解，实现污水净化。2.根据权利要求1所述的基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水治理工艺，其特征在于：还包括步骤三：将经过高压电脉冲场处理后得到的液化水进行回收。3.根据权利要求1或2所述的基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水治理工艺，其特征在于：在步骤二中，所述高压电脉冲场处理是在高压电脉冲场处理室中进行，所述高压电脉冲场处理室包括外壳、至少一块多针阳极电极板和对应的至少一块负极接地电极板，所述多针阳极电极板竖直设置于外壳内部，所述负极接地电极板与多针阳极电极板相对设置，所述多针阳极电极板上均匀布置有多根阳极板金属针棒，所述阳极板金属针棒垂直于多针阳极电极板的板面并朝向负极接地电极板，所述多针阳极电极板于高压脉冲电源的正极相连接，所述负极接地电极板与高压脉冲电源的负极相连接并接地。4.根据权利要求1或2或3所述的基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水治理工艺，其特征在于：所述外壳采用硬质绝缘塑料槽体。5.基于高压纳秒脉冲电场技术的工业污水雾化治理系统，其特征在于：包括膜技术微滤装置、雾化器和高压电脉冲场处理室，所述膜技术微滤装置内设置有微滤膜，通过混凝、吸附法对待处理污水进行初...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯涛，何朝峰，孙幸成，
申请(专利权)人：石家庄铁道大学，
类型：发明
国别省市：河北;13