一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置及方法，包括，壳体，所述壳体的内部形成有容置腔，所述容置腔的底部设有净水腔，所述壳体的外侧壁上连接有与净水腔相连通的出水管；进水组件，设置于壳体上方并向容置腔内通入废水；介质阻挡放电组件，设置于容置腔内；催化氧化组件，设置于容置腔内并位于介质阻挡放电组件和净水腔之间。本发明专利技术提供的废水处理装置和处理方法将等离子体与催化剂结合，进一步提高废水的处理效率以及矿化率。率。率。

A wastewater treatment device and method combining dielectric barrier discharge and chemical catalysis

【技术实现步骤摘要】
一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置及方法


[0001]本专利技术涉及废水处理领域，尤其是一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置及方法。

技术介绍

[0002]工业废水造成的水环境污染是我国最主要的环境问题之一。近年来，废水处理技术如生物法、萃取法、吸附法、膜分离法等相继得到广泛应用。但研究发现，这些方法并不适用于所有废水，特别是对于高浓度废水，存在净化效率低、二次污染大、投资和运行成本高等缺点。为此，高级氧化法(AOP)引起人们的关注。它能够将能量(如：化学、电和辐射)引入反应区以产生高活性物质，尤其是标准电位高达2.8V的羟基自由基，来实现废水中难降解有机物的高效氧化。等离子氧化作为AOP最有前景的技术之一，由于其环境相容性和去除效率高，逐渐引起了人们的兴趣。
[0003]等离子体是物质的第四态，即电离了的“气体”，它呈现出高度激发的不稳定态，其中包括离子(具有不同符号和电荷)、电子、原子和分子。等离子体技术导致各种物理和化学效应，这取决于大量强氧化物质的形成：如自由基(H
·
、O
·
、OH
·
)和分子(H2O2、O3等)、冲击波、紫外光和电液空化等。
[0004]根据电子密度或温度将等离子体系统分为两大类：热等离子体和非热等离子体。热等离子体(电弧放电、火炬或射频)与引入的足够能量相关，以使等离子体成分处于热平衡状态。
[0005]非热等离子体(电晕放电、介质阻挡放电、滑动电弧放电、辉光放电和火花放电)能够通过较少的功率获得，且所产生的高能电子温度远高于电离的气体分子。在非热等离子体中，高能电子可以与背景分子(O2、H2O等)碰撞，产生二次电子、光子、离子和自由基，为其在等离子体化学反应中提供了高选择性和能量效率。鉴于此，非热等离子体水处理技术近年来获得了长足发展。
[0006]但单纯等离子体废水处理过程能耗大，活性物质寿命短，处理效果不佳，故还有较大的提升空间。

技术实现思路

[0007]本部分的目的在于概述本申请的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例，在本部分以及本申请的说明书摘要和申请名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和申请名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本申请的范围。
[0008]鉴于上述和/或现有技术中所存在的问题，提出了本申请。
[0009]因此，本申请所要解决的技术问题是：如何解决等离子法处理废水过程中活性物质寿命短，处理效果不佳的问题。
[0010]为解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置，包括，
[0011]壳体，所述壳体的内部形成有容置腔，所述容置腔的底部设有净水腔，所述壳体的外侧壁上连接有与净水腔相连通的出水管；
[0012]进水组件，设置于壳体上方并向容置腔内通入废水；
[0013]介质阻挡放电组件，设置于容置腔内；
[0014]催化氧化组件，设置于容置腔内并位于介质阻挡放电组件和净水腔之间。
[0015]作为本申请所述一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置的一种优选方案，其中：所述进水组件包括固定连接于壳体顶端的进水管，所述进水管上设置有进水阀门，所述进水管上连接有进气支管，所述进气支管远离与进水管的一端与加压设备相连通，所述进气支管上设置有进气阀门，所述进水管穿入壳体的一端安装有雾化喷头，且所述雾化喷头设置于容置腔的顶端。
[0016]作为本申请所述一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置的一种优选方案，其中：还包括气体循环组件，所述气体循环组件包括循环管道，所述循环管道的一端与容置腔相连通并位于净水腔和催化氧化组件之间，另一端与加压设备相连，所述循环管道上还连接有循环泵。
[0017]作为本申请所述一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置的一种优选方案，其中：所述介质阻挡放电组件包括若干阵列排布的DBD放电单元，所述DBD放电单元包括采用包裹金属箔的氧化铝管的外电极，以及采用不锈钢圆线的内电极。
[0018]作为本申请所述一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置的一种优选方案，其中：所述催化氧化组件包括蜂窝状的γ～Al2O3载体和负载于γ～Al2O3载体上的活性组分，所述活性组分的负载量为2wt％，所述活性组分选自Ce、Cu、Co、Fe、La中的一种或多种。
[0019]作为本申请所述一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置的一种优选方案，其中：所述壳体由厚度为0.3～0.5cm，直径30～50cm，高度100～160cm的玻璃钢制成，所述介质阻挡放电组件与雾化喷头之间的间距在5～10cm，所述催化氧化组件的与介质阻挡放电组件的间距在5～10cm。
[0020]作为本专利技术的另一个专利技术，提供一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理方法，通过上述任一所述的废水处理装置实现，包括以下步骤：
[0021]将活性组分Ce、Cu、Co、Fe、La中的一种或多种负载于蜂窝状的γ～Al2O3载体上；
[0022]开启加压设备和进气阀门，将气体注入容置腔内；
[0023]开启循环泵，实现气体的内循环；
[0024]开启电源对DBD放电单元进行供电，放电功率控制在5～16w；
[0025]开启进水阀门，将废水由进水管通入，流量控制在10～50ml/min，废水在高压下进入雾化喷头，并被雾化为粒径在10～50um的液滴，喷洒角度在120～150
°
；
[0026]液滴依次通过DBD放电单元和蜂窝状的γ～Al2O3载体，反应完成后沉积在净水腔内；
[0027]关闭加压设备、进气阀门、电源、进气阀门，通过出水管将净水腔内沉积的净水导出。
[0028]作为本申请所述一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置的一种优选方法，其中：所述进水管的流量为30ml/min。
[0029]作为本申请所述一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置的一种优选方法，其中：所述放电功率为5w。
[0030]作为本申请所述一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置的一种优选方法，其中：所述活性组分为Ce。
[0031]本申请的有益效果：本专利技术提供的废水处理装置和处理方法将等离子体与催化剂结合，进一步提高废水的处理效率以及矿化率。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
[0033]图1为本申请供的一种实施例所述的一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理方法的逻辑示意图；
[0034]图2为本申请提供的一种实施例所述的一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置的整体结构示意图；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置，其特征在于：包括，壳体(100)，所述壳体(100)的内部形成有容置腔(101)，所述容置腔(101)的底部设有净水腔(102)，所述壳体(100)的外侧壁上连接有与净水腔(102)相连通的出水管(103)；进水组件(200)，设置于壳体(100)上方并向容置腔(101)内通入废水；介质阻挡放电组件(300)，设置于容置腔(101)内；催化氧化组件(400)，设置于容置腔(101)内并位于介质阻挡放电组件(300)和净水腔(102)之间。2.根据权利要求1所述的介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置，其特征在于：所述进水组件(200)包括固定连接于壳体(100)顶端的进水管(201)，所述进水管(201)上设置有进水阀门(202)，所述进水管(201)上连接有进气支管(203)，所述进气支管(203)远离与进水管(201)的一端与加压设备(204)相连通，所述进气支管(203)上设置有进气阀门(205)，所述进水管(201)穿入壳体(100)的一端安装有雾化喷头(206)，且所述雾化喷头(206)设置于容置腔(101)的顶端。3.根据权利要求2所述的介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置，其特征在于：还包括气体循环组件(500)，所述气体循环组件(500)包括循环管道(501)，所述循环管道(501)的一端与容置腔(101)相连通并位于净水腔(102)和催化氧化组件(400)之间，另一端与加压设备(204)相连，所述循环管道(501)上还连接有循环泵(502)。4.根据权利要求1～3任一所述的介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置，其特征在于：所述介质阻挡放电组件(300)包括若干阵列排布的DBD放电单元(301)，所述DBD放电单元(301)包括采用包裹金属箔的氧化铝管的外电极，以及采用不锈钢圆线的内电极。5.根据权利要求4所述的介质阻挡放电与化学催化组合的废水处理装置，其特征在于：所述催化氧化组件(400)包括蜂窝状的γ～Al2O3载体(...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴祖良，刘奇杰，姚水良，李晶，高尔豪，朱佳丽，
申请(专利权)人：常州大学，
类型：发明
国别省市：