一种铁锰超标地下水的低温等离子体处理工艺制造技术

本发明专利技术涉及污水处理技术领域，具体是一种铁锰超标地下水的低温等离子体处理工艺，包括介质阻挡放电反应装置、等离子体电源、空气压缩机、蠕动泵、水箱以及气液调节系统，所述等离子体电源与介质阻挡放电反应装置电连接，蠕动泵的输入端与水箱输出端相连接，蠕动泵的输出端与介质阻挡放电反应装置的水输入端相连接，空气压缩机的输入端与介质阻挡放电反应装置的进气端相连接，水箱的输入端与介质阻挡放电反应装置的输出端相连通，本发明专利技术通过介质阻挡放电技术处理地下水中的Fe

【技术实现步骤摘要】
一种铁锰超标地下水的低温等离子体处理工艺


[0001]本专利技术涉及污水处理
，具体是一种铁锰超标地下水的低温等离子体处理工艺。

技术介绍

[0002]铁、锰离子是人体必不可缺少的微量元素，人体内所需要的铁锰，主要来源于食物和饮水。然而，饮用水中铁锰离子含量过高，可引起食欲不振，呕吐，腹泻，胃肠道紊乱，大便失常；人体中铁过多对心脏有影响，甚至比胆固醇更危险。据测定，当水中含铁量为0.5mg/L时，色度可达30度以上，达到1.0mg/L时，不仅色度增加，而且会有明显的金属味。铁锰的浓度超过一定限度，就会产生红褐色的沉淀物，能在白色织物、用水器皿或卫生器具上留下黄斑，同时还容易使嗜铁细菌繁殖，堵塞管道。因此，我国《生活饮用水卫生标准》(GB5749
‑
85)规定，铁、锰浓度分别不得超过0.3mg/L和0.1mg/L，高铁高锰水必须经过净化处理才能饮用。
[0003]地下水中的铁和锰超标，除铁采用接触氧化法或曝气氧化法，除锰一般采用接触氧化法，曝气氧化法除铁系指原水经曝气后充分溶氧和散除CO2，提高pH值，水中的Fe
2+
全部或大部分氧化为Fe
3+
，进入设备滤料层过滤；接触氧化法除铁锰是指原水经曝气溶氧后未经完全氧化很快进入滤料层，滤料经过一定的成熟期后在其表面形成铁质或锰质活性滤膜，利用活性滤膜的催化作用进行除铁或除锰。以上去除方法有着不可避免的弊端，如设施的建设、维护、管理等费用高，处理需要经过多级处理，过程控制比较复杂等。因此，需要探寻和发展一些新的环保高效污水处理技术。
[0004]低温等离子体技术是一种新型的高级氧化技术，它能够在低温下生成一种高活性的等离子体，该等离子体具有强氧化性和还原性，能够降解水中有机物和无机物，同时也具有除菌和消毒的作用。介质阻挡放电(DBD)是生成低温等离子体的一种方式，由于其能耗低、环保的优点，近年来得到了广泛的研究和应用。目前，DBD技术在水处理领域的研究主要集中在处理工业废水、制药废水以及地下水的净化方面

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种铁锰超标地下水的低温等离子体处理工艺，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种铁锰超标地下水的低温等离子体处理工艺，包括介质阻挡放电反应装置、等离子体电源、空气压缩机、蠕动泵、水箱以及气液调节系统，所述等离子体电源与介质阻挡放电反应装置电连接，蠕动泵的输入端与水箱输出端相连接，蠕动泵的输出端与介质阻挡放电反应装置的水输入端相连接，空气压缩机的输入端与介质阻挡放电反应装置的进气端相连接，水箱的输入端与介质阻挡放电反应装置的输出端相连通，水箱中储存Fe
2+
、Mn
2+
超标的地下水；
[0008]所述介质阻挡放电反应装置包括箱体，箱体设置有石英内电极和高压电极，石英内电极内置在高压电极中，高压电极包括外石英管和不锈钢网，不锈钢网与等离子体电源电连接，高压电极两端贯穿箱体顶端和底端分别设置有第一端盖和第二端盖，第一端盖和第二端盖与箱体固定连接，第一端盖顶端设置有进气口，进气口与空气压缩机的输出端相连通，第二端盖侧壁设置有进水口，进水口与蠕动泵的输出端相连通，蠕动泵的输入端与水箱的输出端相连通，第二端盖底端设置有排出口，排出口与水箱输入口相连通，第一端盖和第二端盖内设置有定心板，高压电极的外石英管顶端通过定心板与第一端盖与进气口和进水口连通，高压电极的外石英管底端通过定心板与第二端盖的排出口连通，石英内电极包括内石英管和铁丝线，内石英管处在高压电极中上部，且铁丝线缠绕在内石英管外壁，缠绕的铁丝线与高压电极的不锈钢网齐平，石英内电极底端设置有催化管，催化管为中空圆筒形状，在催化管中有填有不规则的改性沸石，从上流下来的水和气体经过沸石间隙再经排出口流出。
[0009]作为本专利技术进一步的方案：所述等离子体电源可以在高压、常压和低气压下各种气氛环境中进行弧光放电、介质阻挡放电和辉光放电试验，驱动介质阻挡放电装置产生长期稳定的流注放电或辉光放电，并有输入功率测量、高压输出电压和电流检测接口；中心频率：约10KHz，频率可调范围：5KHz～20KHz，电源功率：0～500W；输出电压：0～30KV，去除Fe
2+
的放电功率参数选择为：43W、98W、125W、193W，本工艺去除Mn
2+
的放电功率参数选择为：85W、132W、160W、198W，且等离子体电源14电连接有示波器15。
[0010]作为本专利技术再进一步的方案：所述空气压缩机为无油空气压缩机，其匹配功率：980瓦，转速2800r/min，排气量0
‑
80L/min，压力0.7MPa，储气罐容量8升。本工艺去除Fe
2+
、Mn
2+
的排气量参数选择为：20L/min、30L/min、40L/min、50L/min。
[0011]作为本专利技术再进一步的方案：所述蠕动泵适配内径6.4mm、外径9.6mm、壁厚1.6mm的硅胶管或A
‑
60
‑
F管，流量50
‑
570ml/min连续可调，本工艺去除Fe
2+
、Mn
2+
的液体流量参数选择为100ml/min、200ml/min、300ml/min、400ml/min。
[0012]作为本专利技术再进一步的方案：所述气液调节系统包括调压阀和流量计，其中调压阀一端连接介质阻挡放电装置中第一端盖的进气口，调压阀另一端连接空气压缩机的输出端，流量计一端连接介质阻挡放电装置中第一端盖的进水口，流量计另一端连接蠕动泵的输出端。
[0013]作为本专利技术再进一步的方案：所述去除Fe
2+
、Mn
2+
选用的絮凝剂为Ca(OH)2，捕获剂为NaHCO3。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：所述地下水中Fe
2+
去除的初选PH为3、4、5、6，地下水中Mn
2+
去除的初选PH为5、6、7、8。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：所述地下水中Fe
2+
的含量由邻菲啰啉分光光度法测定，配制0、0.4、0.8、1.6、2.4、3.2、4.0mg/L的铁显色溶液，于510nm处利用分光光度计测定显色溶液的吸光度，获得Fe
2+
的标准曲线回归方程为y＝0.00393+0.20359x，相关系数R2＝0.9998。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：所述地下水中Mn
2+
的含量由甲醛肟分光光度法测定，配制0、0.1、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mg/L的锰显色溶液，于450nm处测定溶液的吸光度，获得Mn
2+
的标准曲线回归方程为y＝0.00584+1.02778x，相关系数R2＝0.9996，由Fe本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铁锰超标地下水的低温等离子体处理工艺，包括介质阻挡放电反应装置、等离子体电源(14)、空气压缩机(16)、蠕动泵(12)、水箱(18)以及气液调节系统，其特征在于：所述等离子体电源(14)与介质阻挡放电反应装置电连接，蠕动泵(12)的输入端与水箱(18)输出端相连接，蠕动泵(12)的输出端与介质阻挡放电反应装置的水输入端相连接，空气压缩机(16)的输入端与介质阻挡放电反应装置的进气端相连接，水箱(18)的输入端与介质阻挡放电反应装置的输出端相连通，水箱(18)中储存Fe
2+
、Mn
2+
超标的地下水；所述介质阻挡放电反应装置包括箱体(8)，箱体(8)设置有石英内电极(6)和高压电极(7)，石英内电极(6)内置在高压电极(7)中，高压电极(7)包括外石英管和不锈钢网，不锈钢网与等离子体电源(14)电连接，高压电极(7)两端贯穿箱体(8)顶端和底端分别设置有第一端盖(3)和第二端盖(9)，第一端盖(3)和第二端盖(9)与箱体(8)固定连接，第一端盖(3)顶端设置有进气口(1)，进气口(1)与空气压缩机(16)的输出端相连通，第二端盖(3)侧壁设置有进水口(2)，进水口(2)与蠕动泵(12)的输出端相连通，蠕动泵(12)的输入端与水箱(18)的输出端相连通，第二端盖(9)底端设置有排出口(10)，排出口(10)与水箱(18)输入口相连通，第一端盖(3)和第二端盖(9)内设置有定心板(5)，高压电极(7)的外石英管顶端通过定心板(5)与第一端盖(3)与进气口(1)和进水口(2)连通，高压电极(7)的外石英管底端通过定心板(5)与第二端盖(9)的排出口(10)连通，石英内电极(6)包括内石英管和铁丝线，内石英管处在高压电极(7)中上部，且铁丝线缠绕在内石英管外壁，缠绕的铁丝线与高压电极(7)的不锈钢网齐平，石英内电极(6)底端设置有催化管(4)，催化管(4)为中空圆筒形状，在催化管(4)中有填有不规则的改性沸石，从上流下来的水和气体经过沸石间隙再经排出口(10)流出。2.根据权利要求1所述的铁锰超标地下水的低温等离子体处理工艺，其特征在于：所述等离子体电源(14)可以在高压、常压和低气压下各种气氛环境中进行弧光放电、介质阻挡放电和辉光放电试验，驱动介质阻挡放电装置产生长期稳定的流注放电或辉光放电，并有输入功率测量、高压输出电压和电流检测接口；中心频率：约10KHz，频率可调范围：5KHz～20KHz，电源功率：0～500W；输出电压：0～30KV，去除Fe
2+
的放电功率参数选择为：43W、98W、125W、193W，本工艺去除Mn
2+
的放电功率参数选择为：85W、132W、160W、198W，且等离子体电源(14)电连接有示波器(15)。3.根据权利要求1所述的铁锰超标地下水的低温等离子体处理工艺，其特征在于：所述空气压缩机(16)为无油空气压缩机，其匹配功率：980瓦，转速2800r/min，排气量0
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80L/min，压力0.7MPa，储气罐容量8升，本工艺去除Fe
2+
、Mn
2+
的排气量参数选择为：20L/min、30L/min、40L/min、50L/min。4.根据权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雪芝，金依鑫，马莉达，田文杰，艾山，
申请(专利权)人：新疆德安环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：