本发明专利技术公开了管式电极‑介质阻挡低温等离子耦合联用装置，依次由管式电极电化学氧化装置、介质阻挡低温等离子装置组成，其中管式电极电化学氧化反应器由钛基体二氧化铅涂层的管式电极作为阳极与同心的管式不锈钢阴极配套组成，介质阻挡低温等离子装置由铜棒正极和钛板负极组成，中间阻挡介质为石英管。本发明专利技术还公开了该装置处理含甲硫醇钠化工废水、废气的深度组合工艺，将电化学氧化与低温等离子降解结合形成耦合工艺，实现了各工段处理工艺的优化衔接；本发明专利技术可实现绝大多数含有机易挥发化合物化工废水的深度处理，工艺反应速度快、运行稳定、无污染、适用范围广、成本低，处理后的废水可达回用标准，废气可达标排放。
【技术实现步骤摘要】
管式电极-介质阻挡低温等离子耦合联用装置
本专利技术属于含挥发性物质废水、废气处理工艺
，涉及一种管式电极-介质阻挡低温等离子耦合联用装置处理装置及其组合工艺。
技术介绍
挥发性有机物(VolatileOrganicCompounds，简称VOCs)，是指常压下沸点在50—260℃之间的有机化合物。VOCs主要来自于工业生产和社会生活中。工业产生VOCs排放量最多，例如医药行业、石油化工行业、印刷业、电子行业、制造业等伴生大量VOCs。其次是有机材料使用过程中自身挥发或转变而成，例如建筑材料、油漆、地板、家具等自身挥发出VOCs以及交通运输中尾气的排放等。VOCs是有毒有害且易燃易爆的挥发性有机物，部分VOCs如甲醛、苯、甲苯和二甲苯等具有生理毒性，对动植物和人类是有害的，其易燃易爆的性质给企业生产带来一定的安全隐患。甲硫醇作为VOCs的一种，恶臭且易挥发，嗅阈值低。甲硫醇作为有机合成原料，可用于合成染料、农药、医药等，例如蛋氨酸、倍硫磷、苄菊酯、丙虫磷、扑草净等，也用于生产甲烷磺酰氯、甲硫基丙醇等中间体。目前，含VOCs废水处理工艺主要有：①物理法；②化学法；③生物法。物理法不改变VOCs的化学性质，将恶臭物质由气相转移至固相或液相。比较常见方法有吸附法和冷凝法等，这些方法并不改变恶臭物质本身的性质，无法从根本上消除VOCs，操作不当还可能引起二次污染。化学法则是通过使用另外一种物质与VOCs进行化学反应，从而改变物质的化学结构。常见方法有化学氧化法、热力燃烧法、催化燃烧法和洗涤法等，化学法能较彻底的改变VOCs物质本身的性质，然而可能形成二次污染，且成本较高。生物法是通过利用微生物的代谢活动来氧化VOCs，使之无害化。比较常见的有生物洗涤法、生物滤池法和活性污泥法等，这些方法主要存在设施占地面积大、处理周期长等问题。而目前针对含VOCs废水的处理往往忽视其处理过程中逸散的废气，或只将废水、废气割裂单独处理，所以开发一种稳定高效的同步处理含恶臭物质废水、废气的工艺具有极高的现实意义。
技术实现思路
针对现有针对含易挥发物质废水、废气处理技术中的不足，本专利技术提供了一种处理含易挥发物质废水、废气的同步处理装置及其组合工艺，同时以甲硫醇作为目标污染物进行试验。本专利技术的装置在同步处理含易挥发恶臭物质废水、废气中运行稳定，操作简便，能够高效去除废水废气中的恶臭物质。实现本专利技术目的的技术方案如下：一种管式电极-介质阻挡低温等离子耦合联用装置，包括甲硫醇钠废水瓶、管式电极电化学氧化装置、缓冲瓶、隔膜泵、真空泵、空气压缩机、介质阻挡低温等离子装置、交流电源、示波器、尾气吸收瓶和直流电源组成，甲硫醇钠废水瓶连有进气导管、连接导管、回流导管，进气管接有止水夹一，开启止水夹一可使空气中的气体补充进入甲硫醇钠废水瓶中，甲硫醇钠废水瓶通过连接导管与管式电极电化学氧化装置的下部连接，导管中装有三通一，可通过三通一一端的止水夹二开闭，从采样口一采样；管式电极电化学装置上部通过连接导管与缓冲瓶连接；管式电极阴阳极与直流电源正负极通过带夹导线相连，缓冲瓶下部通过回流导管与废水瓶连接，回流导管上连有隔膜泵、三通二，通过止水夹三控制回流开闭，通过止水夹四控制采样，缓冲瓶上口通过连接导管与真空泵进气口相连，真空泵出气口通过连接导管与三通三相连，可通过三通三一端的止水夹六开闭，从采样口二采样；之后通过三通四两端分别连接空气压缩机和介质阻挡低温等离子反应器相连，介质阻挡低温等离子反应器通过带夹导线与交流电源输出端相连；介质阻挡低温等离子反应器出口通过连接导管与尾气吸收瓶相连，导管中装有三通五，可通过三通五一端的止水夹七开闭，从采样口三采样，所述的真空泵两端设有与之并联的气流通道，用于真空泵关闭时缓冲瓶挥发的气体流向介质阻挡低温等离子装置，该气流通道上设有止水夹五。进一步的，管式电化学氧化装置由钛基体二氧化铅涂层的管式电极作为阳极与不锈钢管式阴极配套组成，外侧阳极和内侧阴极呈同心状态连接，阴阳极间距5-10cm，阳极管长100cm，阴极管长95cm。进一步的，介质阻挡低温等离子装置由有机玻璃腔体、铜棒阳极、不锈钢阴极和石英管介质层组成。进一步的，有机玻璃腔体为50cm*13cm*13cm的长方体，阳极为长30cm直径5mm的铜棒；阴极由8块带槽不锈钢板嵌套组成，单块不锈钢板尺寸为30cm*13cm*0.1cm，嵌套后组成带正方形蜂窝孔的长方体阴极，共25个正方形孔道；正方形蜂窝孔内放置长30cm、内径为2.2cm、外径为2.5cm的石英管，作为介质阻挡层；石英管内依靠陶瓷支架支撑铜棒阳极。一种基于联用装置深度处理含甲硫醇钠化合物化工废水的方法，包括以下步骤：步骤1、将组合装置连接就绪，待处理含易挥发污染物的废水置于废水瓶中，止水夹皆处于关闭状态；打开止水夹1、7，开启真空泵、空气压缩机，打开并调节交流电源、直流电源至所需电压；步骤2、在步骤1运行2min后，打开止水夹2、6，采集水样、气样，随后关闭止水夹2、6；继续运行1min后，待管式电极电化学氧化装置充满废水，打开隔膜泵、止水夹5，关闭止水夹1、关闭真空泵，空气压缩机、直流电源和交流电源保持工作状态；步骤3、在运行15分钟、30分钟时，打开止水夹4、6、7，分别取水样、气样，此后每30分钟取样一次，直至运行3小时完成废水处理。进一步的，步骤1中，设置的参数为：控制直流电流为13A，电压为4.5V；交流电源电压为20000V，电流为12.8mA，频率为8500Hz，隔膜泵流速为3L/min，真空泵流量为12.8L/min，空气压缩机流量为4L/min。本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：1、本专利技术的组合工艺实现了含易挥发有机物废水、废气的同步处理，整个反应系统密闭，反应过程中无挥发性物质逸出，防止二次污染发生。2、本专利技术提供的装置经过电化学氧化处理3h后废水中的甲硫醇钠去除率达到80％以上；甲硫醇废气经过介质阻挡低温等离子装置处理后去除率为95％，并最终通过尾气吸收瓶达到无异味排放。附图说明图1是本专利技术的管式电极电化学氧化装置示意图。图2是本专利技术的介质阻挡低温等离子装置及各部件的示意图。图3是本专利技术的管式电极电化学氧化装置与介质阻挡低温等离子装置联用处理含甲硫醇钠废水的组合工艺流程图。图4是特定电流密度条件下甲硫醇钠去除率与反应时间的关系图。图5是甲硫醇去除率与电压的关系图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明如图1-3所示，一种管式电极-介质阻挡低温等离子耦合联用装置，包括甲硫醇钠废水瓶1、管式电极电化学氧化装置2、缓冲瓶3、隔膜泵4、真空泵5、空气压缩机6、介质阻挡低温等离子装置7、交流电源8、示波器9、尾气吸收瓶10和直流电源11组成，所述的甲硫醇钠废水瓶连有进气导管12、连接导管13、回流导管14，进气管接有止水夹一，开启止水夹一可使空气中的气体补充进入甲硫醇钠废水瓶1中，甲硫醇钠废水瓶1通过连接导管与管式电极电化学氧化装置2的下部连接，导管中装有三通一，可通过三通一一端的止水夹二开闭，从采样口一采样；管式电极电化学装置2上部通过连接导管13与缓冲瓶3连接；管式电极2阴阳极与直流电源11正负极通过带夹导线相连，缓冲瓶3下部通过回流导管14与废水瓶3连接，回流导管本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种管式电极‑介质阻挡低温等离子耦合联用装置，其特征在于，包括甲硫醇钠废水瓶(1)、管式电极电化学氧化装置(2)、缓冲瓶(3)、隔膜泵(4)、真空泵(5)、空气压缩机(6)、介质阻挡低温等离子装置(7)、交流电源(8)、示波器(9)、尾气吸收瓶(10)和直流电源(11)组成，所述的甲硫醇钠废水瓶连有进气导管(12)、连接导管(13)、回流导管(14)，进气管接有止水夹一，开启止水夹一可使空气中的气体补充进入甲硫醇钠废水瓶(1)中，甲硫醇钠废水瓶(1)通过连接导管与管式电极电化学氧化装置(2)的下部连接，导管中装有三通一，可通过三通一一端的止水夹二开闭，从采样口一采样；管式电极电化学装置(2)上部通过连接导管(13)与缓冲瓶(3)连接；管式电极(2)阴阳极与直流电源(11)正负极通过带夹导线相连，缓冲瓶(3)下部通过回流导管(14)与废水瓶(3)连接，回流导管(14)上连有隔膜泵(4)、三通二，通过止水夹三控制回流开闭，通过止水夹四控制采样，缓冲瓶(3)上口通过连接导管与真空泵(5)进气口相连，真空泵(5)出气口通过连接导管与三通三相连，可通过三通三一端的止水夹六开闭，从采样口二采样；之后通过三通四两端分别连接空气压缩机(6)和介质阻挡低温等离子反应器(7)相连，介质阻挡低温等离子反应器(7)通过带夹导线与交流电源(8)输出端相连；介质阻挡低温等离子反应器(7)出口通过连接导管(7)与尾气吸收瓶(10)相连，导管中装有三通五，可通过三通五一端的止水夹七开闭，从采样口三采样，所述的真空泵(5)两端设有与之并联的气流通道，用于真空泵(5)关闭时缓冲瓶(3)挥发的气体流向介质阻挡低温等离子装置(7)，该气流通道上设有止水夹五。...
【技术特征摘要】
1.一种管式电极-介质阻挡低温等离子耦合联用装置，其特征在于，包括甲硫醇钠废水瓶(1)、管式电极电化学氧化装置(2)、缓冲瓶(3)、隔膜泵(4)、真空泵(5)、空气压缩机(6)、介质阻挡低温等离子装置(7)、交流电源(8)、示波器(9)、尾气吸收瓶(10)和直流电源(11)组成，所述的甲硫醇钠废水瓶连有进气导管(12)、连接导管(13)、回流导管(14)，进气管接有止水夹一，开启止水夹一可使空气中的气体补充进入甲硫醇钠废水瓶(1)中，甲硫醇钠废水瓶(1)通过连接导管与管式电极电化学氧化装置(2)的下部连接，导管中装有三通一，可通过三通一一端的止水夹二开闭，从采样口一采样；管式电极电化学装置(2)上部通过连接导管(13)与缓冲瓶(3)连接；管式电极(2)阴阳极与直流电源(11)正负极通过带夹导线相连，缓冲瓶(3)下部通过回流导管(14)与废水瓶(3)连接，回流导管(14)上连有隔膜泵(4)、三通二，通过止水夹三控制回流开闭，通过止水夹四控制采样，缓冲瓶(3)上口通过连接导管与真空泵(5)进气口相连，真空泵(5)出气口通过连接导管与三通三相连，可通过三通三一端的止水夹六开闭，从采样口二采样；之后通过三通四两端分别连接空气压缩机(6)和介质阻挡低温等离子反应器(7)相连，介质阻挡低温等离子反应器(7)通过带夹导线与交流电源(8)输出端相连；介质阻挡低温等离子反应器(7)出口通过连接导管(7)与尾气吸收瓶(10)相连，导管中装有三通五，可通过三通五一端的止水夹七开闭，从采样口三采样，所述的真空泵(5)两端设有与之并联的气流通道，用于真空泵(5)关闭时缓冲瓶(3)挥发的气体流向介质阻挡低温等离子装置(7)，该气流通道上设有止水夹五。2.根据权利要求1所述的管式电极-介质阻挡低温等离子耦合联用装置，其特征在于，管式电化学氧化装置由钛基体二氧化铅涂层的管式电极作为阳极与不锈钢管式阴极配套...
【专利技术属性】
技术研发人员：王连军，沈辰阳，崔韬，韩卫清，李健生，沈锦优，孙秀云，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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