一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，它包括反应器壳体，反应器壳体上自上而下依次设置有气体出口、接地极、微孔曝气板、高压极和气体进口，接地极、微孔曝气板和高压极均水平安装于反应器壳体内部；微孔曝气板将反应器壳体内部分隔为上、下两个腔室，上腔室内部放置有吸附剂且上腔室内部盛有待处理的废水，废水将所述接地极完全浸没，且所述吸附剂展开悬浮于废水内部，所述吸附剂由聚氨酯泡棉板以及负载于聚氨酯泡棉板上的活性炭组成。而本发明专利技术的等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，能通过原位产生等离子体对废水中的有机物进行降解，大大提高了有机物的降解效率。

A method and device of treating wastewater by plasma device coupled with adsorbent

The invention discloses a device for treating waste water by plasma device coupling adsorbent, which comprises a reactor shell, on which a gas outlet, a grounding electrode, a microporous aeration plate, a high-pressure electrode and a gas inlet are successively arranged from top to bottom, and the grounding electrode, the microporous aeration plate and the high-pressure electrode are all horizontally installed in the reactor shell; the microporous aeration plate is a part of the reactor shell body The upper chamber is divided into two chambers, the upper chamber is provided with adsorbent and the upper chamber is filled with waste water to be treated. The waste water completely submerges the grounding electrode, and the adsorbent is spread and suspended in the waste water. The adsorbent is composed of polyurethane foam board and active carbon loaded on the polyurethane foam board. The plasma device coupled with the adsorbent treatment device of the invention can degrade the organics in the wastewater through the in-situ generated plasma, greatly improving the degradation efficiency of the organics.

【技术实现步骤摘要】
一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的方法及装置
本专利技术涉及一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的方法及装置。
技术介绍
随着经济的发展，工业废水的治理越来越受到人们的重视。而含有难降解有机物的废水难以被传统的废水处理方法所有效治理，导致这些污染物在水中不断富集，严重危害了生态环境和人体健康。我国目前正面临着水资源短缺和水污染严重的双重环境问题。开展难降解废水处理的新技术已成为当前水污染处理的研究热点。等离子体是物质第四态，包括正离子、负离子、高能电子、激发态原子分子和自由基等。等离子体技术作为一种高级氧化技术，近年来被广泛用于难降解废水处理的研究。等离子体中含有的臭氧、羟基自由基等活性组分可有效降解废水中的有机污染物，使有机物开环、断键，并最终达到矿化的目的。介质阻挡放电作为一种常见的等离子体放电形式因其结构简单、等离子体密度高且放电稳定均匀而被广泛研究。目前，等离子体技术处理废水还存在诸如能耗高、处理不够彻底的问题。吸附法是常用的废水处理方法，活性炭是常用的吸附剂，但是在液体中，活性炭存在分布不均的问题，导致与废水接触不充分，使得处理效果不佳。此外，吸附法存在二次污染问题。中国专利CN109133251A、CN105858988A公开了一种等离子体协同活性炭纤维去除水中污染物的装置，其采用等离子体反应器协同活性炭纤维去除废水中有机物，其具有处理效果高、能量利用率高、处理量高的优点，但是所采用的活性炭纤维成本较高。中国专利CN109621958A公开了一种低温等离子体协同催化降解草甘膦废水的方法，将非贵金属合金催化剂与待处理废水混合，然后置于等离子体放电通道下，利用等离子体产生的高能电子与催化剂协同作用，高效降解高盐度难降解草甘膦废水，但是其存在催化剂与废水中有机物接触不够充分的缺点。中国专利CN104445507A公开了一种纳秒高压脉冲放电等离子体协同二氧化钛光催化处理印染废水方法及装置，其把二氧化钛镀膜到放电极上，增加对染料降解的羟基自由基的数量，进而提高对染料废水的处理效率，但是其存在催化剂流失的问题。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的方法及装置，本专利技术的等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置尤其适用于染料废水、医药废水、农药废水等废水进行处理。所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：包括反应器壳体，所述反应器壳体上自上而下依次设置有气体出口、接地极、微孔曝气板、高压极和气体进口，所述接地极、微孔曝气板和高压极均水平安装于反应器壳体内部；所述微孔曝气板将反应器壳体内部分隔为上、下两个腔室，上腔室内部放置有吸附剂且上腔室内部盛有待处理的废水，废水将所述接地极完全浸没，且所述吸附剂展开悬浮于废水内部，所述吸附剂由聚氨酯泡棉板以及负载于聚氨酯泡棉板上的活性炭组成。所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：所述下腔室内部填充有球形固态结构的介质颗粒，所述介质颗粒在下腔室内部堆积形成的床层将高压极的外表面完全覆盖。所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：高压极为圆形片板结构，所述高压极通过第一电极杆安装在反应器壳体的下端内部；第一电极杆上端与高压极下表面固定连接，第一电极杆下端从反应器壳体底部穿出并与高压电源连接，第一电极杆中部与反应器壳体底部密封固定连接。所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：接地极为圆形片板结构，所述接地极通过第二电极杆安装在反应器壳体的上端内部；第二电极杆下端与接地极上表面固定连接，第二电极杆上端从反应器壳体顶部穿出并与接地线连接，第二电极杆中部与反应器壳体顶部密封固定连接。所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：反应器壳体侧部还设有液体进口和液体出口，所述液体进口的高度略大于微孔曝气板的高度，所述液体出口的高度大于接地极的高度并小于气体出口的高度。所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：所述反应器壳体、微孔曝气板和介质颗粒的材质均为绝缘材料。所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：所述介质颗粒为球形结构的玻璃珠或氧化铝珠；所述微孔曝气板为微孔陶瓷板或玻璃砂芯板。所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的方法，其特征在于：反应器壳体的上腔室内部预先放置吸附剂，通过气体进口向反应器壳体的下腔室内部吹入载气，通过液体进口向反应器壳体的上腔室内部输入废水直至废水将接地极完全浸没；高压极通过第一电极杆接通高压电源，通电产生的羟基自由基和臭氧活性组分协同吸附剂对废水中的有机物进行处理。所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的方法，其特征在于：所述废水为含有难降解有机物的染料废水、医药废水或农药废水。本专利技术的等离子体装置耦合吸附剂处理废水的方法，其中等离子体耦合吸附剂处理废水的装置主要包括反应器壳体、微孔曝气板、介质颗粒、高压极和接地极，吸附剂是负载了活性炭的聚氨酯泡棉板（AC/PUF）。吸附剂预先放置在装有废水的反应器壳体内，在通电的情况下，本专利技术的装置产生的·OH、臭氧等活性组分会降解废水中的有机物；同时，吸附剂会将废水中的有机物及·OH、臭氧等活性组分降解的产物吸附到孔道内进行进一步降解。相对于现有的等离子体处理废水方法，本专利技术的有益效果是：1）现有技术的大部分等离子体介质阻挡放电反应器，都是在外部产生等离子体，然后再传输到液体中，而等离子体活性组分（如羟基自由基）寿命只有纳秒级，所以基本都是只利用长寿命的臭氧组分对废水中的有机物进行降解，而羟基自由基是最重要的去除有机污染物的活性组分，因此现有技术的大部分等离子体介质阻挡放电反应器存在有机物降解效率低的问题。而本专利技术的等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置中，废水直接与接地极和曝气微孔板接触，等离子体是在反应器壳体的下腔室内部区域产生，下腔室内产生的等离子体流可以在载气气流的带动下直接延伸进入废水内部（下腔室内产生的高能电子在气流带动下传输到微孔曝气板的微孔中，高能电子将微孔曝气板的微孔内的气体击穿产生微放电作用并进一步形成等离子体，使微放电通道贯穿高压极与微孔曝气板表面的气膜），通过原位产生等离子体对废水中的有机物进行降解，大大提高了有机物的降解效率。2）本专利技术所选用的吸附剂是负载了活性炭的聚氨酯泡棉，使活性炭固定在聚氨酯泡棉的骨架结构上，解决了活性炭在溶液中分布不均的问题，增大了活性炭与废水中有机物的接触面积，从而增加废水的处理效果。3）本专利技术耦合等离子体反应器和吸附剂，既能利用等离子体活性组分的氧化性，又能利用吸附剂的吸附性能，大大提高了废水中有机物的去除效率和去除速率；且本专利技术耦合等离子体反应器和吸附剂，可实现废水有机物的原位降解，且在等离子体作用下，吸附剂可实现原位再生（即等离子体可进入活性炭的孔道内部，对活性炭吸附的有机物进行降解，实现活性炭的脱附再生），增加了吸附剂的使用寿命。4）本专利技术的等离子体装置耦合吸附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：包括反应器壳体（1），所述反应器壳体（1）上自上而下依次设置有气体出口（2）、接地极（3）、微孔曝气板（5）、高压极（8）和气体进口（7），所述接地极（3）、微孔曝气板（5）和高压极（8）均水平安装于反应器壳体（1）内部；所述微孔曝气板（5）将反应器壳体（1）内部分隔为上、下两个腔室，上腔室内部放置有吸附剂（10）且上腔室内部盛有待处理的废水，废水将所述接地极（3）完全浸没，且所述吸附剂（10）展开悬浮于废水内部，所述吸附剂（10）由聚氨酯泡棉板以及负载于聚氨酯泡棉板上的活性炭组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：包括反应器壳体（1），所述反应器壳体（1）上自上而下依次设置有气体出口（2）、接地极（3）、微孔曝气板（5）、高压极（8）和气体进口（7），所述接地极（3）、微孔曝气板（5）和高压极（8）均水平安装于反应器壳体（1）内部；所述微孔曝气板（5）将反应器壳体（1）内部分隔为上、下两个腔室，上腔室内部放置有吸附剂（10）且上腔室内部盛有待处理的废水，废水将所述接地极（3）完全浸没，且所述吸附剂（10）展开悬浮于废水内部，所述吸附剂（10）由聚氨酯泡棉板以及负载于聚氨酯泡棉板上的活性炭组成。


2.如权利要求1所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：所述下腔室内部填充有球形固态结构的介质颗粒（6），所述介质颗粒（6）在下腔室内部堆积形成的床层将高压极（8）的外表面完全覆盖。


3.如权利要求1所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：高压极（8）为圆形片板结构，所述高压极（8）通过第一电极杆安装在反应器壳体（1）的下端内部；第一电极杆上端与高压极（8）下表面固定连接，第一电极杆下端从反应器壳体（1）底部穿出并与高压电源连接，第一电极杆中部与反应器壳体（1）底部密封固定连接。


4.如权利要求1所述的一种等离子体装置耦合吸附剂处理废水的装置，其特征在于：接地极（3）为圆形片板结构，所述接地极（3）通过第二电极杆安装在反应器壳体（1）的上端内部；第二电极杆下端与接地极（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂勇，吴利航，吕永波，解庆龙，吴振宇，梁晓江，卢美贞，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33