采用低温等离子体技术降解染料废水的反应装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于难降解有机废水处理的装置，具体涉及一种利用低温等离子体技术处理染料废水的装置，属于废水处理领域。本发明专利技术包括外表面包裹有低压放电电极的绝缘介质管，以及置于绝缘介质管内部的曝气装置；所述绝缘介质管设有出气口、进气口、出水口和进水口，所述曝气装置内部设有高压放电电极。本发明专利技术结构简单，操作简单，脱色效果好，水处理效率高，通过微孔曝气装置向液体内部的扩散可缩短等离子体进入废水的路程。该反应装置不仅可以对染料较快脱色，而且可以有效降解其中的染料大分子有机物，得到的小分子使废水可生化性增强，便于后续的生物处理过程，在染料废水处理工艺中具有独特优势，在一定电压下，经过10min去除率可达到98％。

Reaction device for degrading dye wastewater by low temperature plasma technology

The invention discloses a device for treating refractory organic waste water, in particular relates to a device for treating dye waste water by using low temperature plasma technology, belonging to the field of wastewater treatment. The invention comprises a dielectric tube outer surface coated with low-pressure discharge electrode, and a dielectric tube aeration device inside; the dielectric tube is provided with an air outlet, an air inlet, a water outlet and a water inlet, the inside of the aeration device is provided with a high voltage discharge electrode. The invention has the advantages of simple structure, simple operation, good decoloring effect, high water treatment efficiency, and the diffusion of the plasma into the waste water by the diffusion of the microporous aeration device into the liquid. The reaction device can not only for fast dye decolorization, and can effectively degrade dye organic molecules which small molecules obtain the biodegradability enhancement for subsequent biological treatment processes, the process has unique advantages in the treatment of dye wastewater, under certain voltage, the 10min removal rate can reach 98%.

【技术实现步骤摘要】
采用低温等离子体技术降解染料废水的反应装置
本专利技术属于废水处理领域，涉及一种用于难降解有机废水处理的装置，具体涉及一种利用低温等离子体技术处理染料废水的装置。
技术介绍
染料工业是我国纺织、轻工、化工等领域的重要组成部分，目前，随着染料工业的飞速发展和印染加工技术的进步，使大多数的染料具有抗光解性、抗氧化性、抗生物降解性的特征，从而加大了染料和印染废水脱色的难度。染料废水属于典型的难降解工业废水，具有高浓度、毒性大、色度高、可生化性差等特点，传统的染料废水采用常规的物化与生化相结合的方法处理很难达到理想的处理效果，更不能达标排放。因此，迫切需要研究一种处理染料废水的高效方法，近年来，以探索各类高级氧化技术有很多研究和报道，如光催化氧化技术、超临界水氧化法、湿式氧化技术、等离子体技术等。低温等离子体技术处理难降解有机废水主要是利用高压放电加速了在电场中从电极发射出的电子，使其达到很高的速度，并冲击水分子和污染物分子。使之分裂而产生大量的自由基和活性粒子。包括臭氧，紫外光，冲击波及·O，·OH，·H自由基等，通过各因素的协同作用，进行水中污染物的降解。目前，放电等离子体水处理反应器有三种形式：液相放电等离子体反应器，气相放电等离子体反应器和气液两相混合放电等离子体反应器。这三种放电等离子体水处理反应器尽管在处理难降解有机物废水中显示出较为理想的效果，仍然存在一定问题，如在水中放电，电极腐蚀严重，电极寿命短；受溶液电导率影响大；气相放电中的液体量受到限制，自由基向液体内部的扩散效率低，影响水处理效果等。而目前应用在实际中的臭氧发生器仍有一些缺点：如需要额外的冷却设备和臭氧传输管路系统，增加了处理成本，同时存在臭氧损耗和管路腐蚀的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种采用低温等离子体技术降解染料废水的反应装置，旨在提高放电等离子体产生的活性物质向被处理水体中的传质效率，增大等离子体与废水的接触面积，简化结构，降减少二次污染，提高水处理效率。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种采用低温等离子体技术降解染料废水的反应装置，其特征在于：包括外表面包裹有低压放电电极的绝缘介质管，以及置于绝缘介质管内部的曝气装置；所述绝缘介质管设有出气口、进气口、出水口和进水口，所述曝气装置内部设有高压放电电极。进一步的技术方案在于，所述低压放电电极接地，所述高压放电电极与高压电源连接。进一步的技术方案在于，所述曝气装置采用微孔曝气管。进一步的技术方案在于，所述绝缘介质管的材料采用有机玻璃、石英玻璃或陶瓷。进一步的技术方案在于，所述高压放电电极为线型结构导体，所述高压放电电极直径为0.8～8mm；所述低压放电电极为线型结构导体或网状结构导体。进一步的技术方案在于，所述曝气装置与绝缘介质管通过法兰固定。进一步的技术方案在于，所述出气口和进水口设于绝缘介质管上部；所述进气口和出水口设于绝缘介质管下部，所述进气口与曝气装置连通。进一步的技术方案在于，所述微孔曝气管包括支撑管和置于支撑管内的微孔曝气膜片。进一步的技术方案还在于，所述支撑管上均匀开设四条槽口。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本专利技术结构简单，操作简单，脱色效果好，水处理效率高，通过微孔曝气装置向液体内部的扩散可缩短等离子体进入废水的路程。该反应装置不仅可以对染料较快脱色，而且可以有效降解其中的染料大分子有机物，得到的小分子使废水可生化性增强，便于后续的生物处理过程，在染料废水处理工艺中具有独特优势，在一定电压下，经过10min去除率可达到98％。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1是本专利技术实施例结构示意图。；图2是本专利技术结构示意图图；图3是本专利技术俯视图；图4是本专利技术实施例对甲基橙随在不同电压下降解20min的脱色效果图；其中:1、高压电源；2、高压放电电极；3、低压放电电极；4、曝气装置；5、进水口；6、出水口；7、空气流量计；8、电磁式空气泵；9、接地端；10、进气口；11、出气口；12、绝缘介质管；13、法兰。具体实施方式下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。如图所示，包括外表面包裹有低压放电电极2的绝缘介质管12，以及置于绝缘介质管12内部的曝气装置4；所述绝缘介质管12设有出气口11、进气口10、出水口6和进水口5，所述曝气装置4内部设有高压放电电极2。优选的，所述低压放电电极3接地，所述高压放电电极2与高压电源1连接。优选的，所述曝气装置4采用微孔曝气管。优选的，所述绝缘介质管12的材料采用有机玻璃、石英玻璃或陶瓷。优选的，所述高压放电电极2为线型结构导体，所述高压放电电极2直径为0.8～8mm；所述低压放电电极3为线型结构导体或网状结构导体。优选的，所述曝气装置4与绝缘介质管12通过法兰13固定。优选的，所述出气口11和进水口6设于绝缘介质管12上部；所述进气口10和出水口6设于绝缘介质管12下部，所述进气口10与曝气装置4连通。优选的，所述微孔曝气管包括支撑管和置于支撑管内的微孔曝气膜片。优选的，所述支撑管上均匀开设四条槽口。本专利技术是气相放电工作状态，即废水不与高压电接触，放电在气相中完成。其中，高压电源1为交流高压电源，其高压端与本专利技术内部中心的高压放电电极2的上端相连，绝缘介质管12外表面紧紧包裹一层低压放电电极3，并在两端与接地端9相连。绝缘介质管12上设有进水口5和出水口6。空气由电磁式空气泵8鼓入微孔曝气管内，通过管路与空气流量计7由绝缘介质管12的进气口10进入。将空气通入到微孔曝气管内，空气从微孔曝气管四周喷出进入废水区，控制空气流速，将待处理废水由进水口5注入到绝缘介质管12中，开启高压电源1开始电晕放电，产生的低温等离子体对待处理水进行处理。其中，放电电极系统的高、低压放电电极采用可通电的导体，在此均采用铁丝，高压放电电极2的形状可以是圆形线、星形线等，低压放电电极3可以为铁丝，也可是铁丝网。绝缘介质管12内部的高压放电电极2置于绝缘介质管12中心的微孔曝气管内，曝气装置4是由微孔曝气膜片和支撑管构成的微孔曝气管，使得在曝气时废水不进入曝气管内，减少微孔曝气管内高压电极的腐蚀，延长电极的使用寿命；废水区在反应器中心的微孔曝气管与有机玻璃介质管之间，微孔曝气管与绝缘介质管之间通过法兰固定。微孔曝气管的支撑管上均匀地开四条槽口，以便于形成等离子通道并使活性物质进入废水中，提高传质效率，以提高废水的处理效果。本专利技术利用微孔曝气管作为曝气装置，缩短了等离子体进入废水的路程。实施例1本实施例的绝缘介质管采用有机玻璃制作，内径90mm，外径100mm，壁厚5mm，高600mm，内部的曝气装置采用三元乙丙橡胶膜微孔曝气管，内径为65mm。高、低压放本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用低温等离子体技术降解染料废水的反应装置，其特征在于：包括外表面包裹有低压放电电极的绝缘介质管，以及置于绝缘介质管内部的曝气装置；所述绝缘介质管设有出气口、进气口、出水口和进水口，所述曝气装置内部设有高压放电电极。

【技术特征摘要】
1.一种采用低温等离子体技术降解染料废水的反应装置，其特征在于：包括外表面包裹有低压放电电极的绝缘介质管，以及置于绝缘介质管内部的曝气装置；所述绝缘介质管设有出气口、进气口、出水口和进水口，所述曝气装置内部设有高压放电电极。2.根据权利要求1所述的采用低温等离子体技术降解染料废水的反应装置，其特征在于：所述低压放电电极接地，所述高压放电电极与高压电源连接。3.根据权利要求1所述的采用低温等离子体技术降解染料废水的反应装置，其特征在于：所述曝气装置采用微孔曝气管。4.根据权利要求1所述的采用低温等离子体技术降解染料废水的反应装置，其特征在于：所述绝缘介质管的材料采用有机玻璃、石英玻璃或陶瓷。5.根据权利要求1或2所述的采用低温等离子体技术降解染料废水的反应装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙广垠，宋萌，梁文俊，王爱华，
申请(专利权)人：河北工程大学，
类型：发明
国别省市：河北,13