专利名称：一种采用介质阻挡放电技术处理废水的方法及其装置的利记博彩app
技术领域：
本发明属于废水处理领域，具体涉及一种采用介质阻挡放电技术处理废 水的方法及其装置。
背景技术：
介质阻挡放电(Dielectric barrier discharge)是由 Werner von Siemens于 1857年发明的，主要目的是用来产生臭氧。介质阻挡放电是有绝缘介质插入 放电空间的一种气体放电，介质可以覆盖在电极上或者悬挂在放电空间里， 当在放电电极上施加足够高的交流电压时，电极间的气体，即使在很高气压 下也会被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。介质阻挡放电技术最早、最常用 的应用就是产生臭氧，随着介质阻挡放电技术的发展，近年来，介质阻挡放 电在显示器的制造，材料表面处理和改性，气态污染物的治理和分析化学领 域已经有了长足的发展。但是，将介质阻挡放电应用到废水治理方面的研究 还很有限。介质阻挡放电方法不仅可以产生03、 H202、高能电子和紫外光， 而且还会产生OH，、 H、 O等活性物质。臭氧具有极强的氧化功能，在水中 的氧化还原电位为2.07V,仅次于氟(2.87V)，它的氧化能力高于氯(1.36V)、 二氧化氯(1.5V)，所以它对水中有机污染物有很强的氧化能力；&02也是一 种强氧化剂，它对水中有机污染物同样有很强的氧化能力；产生的OH、H-、 O-等都是高活性物质，可以迅速地同水中的污染物发生反应，从而达到去除 有机物的目的。其中，OH，是典型的强氧化剂，其氧化还原电位为2.80V，是 目前己知可在水处理中应用的氧化能力最强的氧化剂，其与水中大多数有机 物反应较快。怎样合理的用这些活性物种来处理废水成为利用介质阻挡放电 废水处理反应器设计的关键。
发明内容
本发明的目的是针对介质阻挡放电技术的特点，提供一种能够充分利用
介质阻挡放电产生的03、 H202、高能电子和紫外光，以及OH、 H、 O等活 性物质的废水处理装置。
本发明的目的可以通过以下措施达到
一种采用介质阻挡放电技术处理废水的方法，将装有高压极的石英玻璃 内管外套石英玻璃外管后，插入废水中，废水为接地极，在高压极和接地极 之间施加高压使在两石英玻璃管之间的空腔内形成介质阻挡放电，介质阻挡 放电产生的紫外光直接透过石英玻璃外管对废水中污染物进行降解，在介质 阻挡放电区域形成的含臭氧空气注入废水中，以鼓泡方式与废水充分接触、 混合，利用臭氧的强氧化性以及其他活性物质的活性进一步对废水中的有机 物进行降解。含高浓度臭氧的空气可以通过空气泵，经由管路以鼓泡方式注 入废水中。高压极连接高频、高压电源，其电流频率为2.5 30kHz，电压峰 值为8000 20000V。石英玻璃内管与石英玻璃外管之间的间距为2 6mm。 一种采用介质阻挡放电技术处理废水的装置，包括容器、高压极和接地极， 在所述的容器内设有竖直的两端密封的石英玻璃外管，在石英玻璃外管内平 行设有石英玻璃内管;所述的石英玻璃内管内设有与高压极相连的金属电极， 石英玻璃内管与石英玻璃外管之间的空腔形成放电区域，石英玻璃外管与容 器之间的空腔形成处理区域；其中放电区域的上部设有气体进口，放电区域 通过设于其下部的气流分布管与处理区域的下部相通，处理区域的上部设有 气体出口，其下部与接地极相连。在放电区域的上端和下端分别设有气流分 布板，在所述的容器外设有空气泵，其中空气泵的出口与所述的气体进口相 通。
本发明采用金属棒做高压极，金属棒紧贴石英玻璃内管内壁。废水充入处 理区域内，以废水作为接地极，在高压极和接地极之间接入高压，可以在石 英玻璃内管和石英玻璃外管之间形成双介质阻挡放电。采用空气泵将空气鼓 入两石英玻璃管之间的间隙。由于石英玻璃外管和废水直接相连，放电产生的紫外光直接透过石英玻璃外管对废水中污染物进行降解，在介质阻挡放电 区域形成的高浓度臭氧通过管路以鼓泡方式注入废水中，在此臭氧和废水充 分混合，利用臭氧的强氧化性将污染物降解。本发明处理的废水为含有机物
的废水，高压极连接高频、高压电源，其电流频率为2.5 30kHz，电压峰值 为8000 20000V。
在石英玻璃管(内管)与石英玻璃管(外管)之间设有2 6mm的间距 为佳。当作为实验用小型装置时，石英玻璃管(内管)比与石英玻璃管(外 管)长2 5cm，石英玻璃管(内管)长度为20 30cm为宜，最外层容器为 圆形玻璃桶或者有机玻璃管，容器长度比石英玻璃管(内管)长度长出 5-10cm，石英玻璃管(内管)外径为8 12mm。
容器直径的大小和空气泵型号根据水量大小确定，选择空气泵的标准是 使经介质阻挡放电后的空气可以在容器中形成比较多的气泡，并且与废水能 够混合均匀。
本发明的方法可以处理多种废水，尤其是含有机物的废水。 本发明中介质阻挡放电反应直接在所需处理的废水中进行，介质阻挡放 电过程中产生的紫外光可以有效的对废水中的污染物进行降解，同时，介质 阻挡放电产生的臭氧等活性物质经气流分布管进入废水中，并且与废水充分 混合、接触，进一步对废水中的污染物进行降解。
介质阻挡放电方法处理废水有以下优点介质阻挡放电在常温、常压下 就可进行，反应条件温和，可控制性较强；反应器设备及其操作比较简单； 反应过程中产生的高能电子、03、 H202和活性物质(OH、 H、 O等)无选择 地与水中的污染物反应，将其降解为二氧化碳、水和简单有机物。
图1是本发明的处理废水装置示意图。
具体实施例方式
以下结合说明书附图及实施例对本发明进行详细描述，但本发明的范围 并不仅限于此。如图所示，与高压极1相连的表面光滑的金属电极2置于石英玻璃内管 3内并紧贴在石英玻璃内管3的内壁上。石英玻璃内管3平行插入石英玻璃 外管4的中心部位并在上端露出2 5cm的管口，内管3外壁与外管4内壁 之间保持3 4mm的宽度形成一环形空腔，即放电区域6。在放电区域6的 上端和下端分别设有气流分布板9，以保证放电区域6内的产生的含臭氧和 活性物质的气流能够均匀分布；在放电区域6的顶端设有气体进口 11，气体 进口 ll与空气泵的入口相通。外管4上下两端封闭，竖直插入容器5内，外 管4的外壁与容器内的空腔形成处理区域7，处理区域7内盛有待处理的废 水。放电区域6与处理区域7通过设于容器5和外管4底部的若干气流分布 管10相通。在容器5的上部设有气体出口 12，容器5内的废水连接接地极8。
开始处理废水时，高压极1连通高频、高压电源，其电流频率为5 25kHz，电压峰值为8000 20000V，高压极和接地极之间施加的高压便可在 两石英玻璃管之间形成介质阻挡放电，放电产生的紫外光直接透过石英玻璃 外管对废水中污染物进行降解。另一方面，开启空气泵，将放电产生的含高 浓度臭氧和活性物质的气体经过气流分布管10的均匀分布后鼓入废水的底 部，调节气体流速使气体在废水中形成大量气泡13。气泡13在上升过程中 与废水充分混合、接触，进一步对废水中的污染物进行降解，直至矿化。气 体最终从容器5上部的气体出口 12排出。
以采用上述方法及装置处理含敌草隆除草剂的废水为例，该废水含敌草 隆的浓度为20mg/L，在放电功率分别为40W、 50W、 70W时，处理2min， 敌草隆的去除率均达到15%以上；在放电功率分别为40W、 50W、 70W时， 处理4min，敌草隆的去除率均达到40%以上；在放电功率分别为40W、 50W、 70W时，处理6min，敌草隆的去除率均达到60%以上；在放电功率分别为 40W、 50W、 70W时，处理8min，敌草隆的去除率均达到70%以上；在放 电功率分别为40W、 50W、 70W时，处理10min，敌草隆的去除率均达到80% 以上；在放电功率分别为40W、 50W、 70W时，处理15min，敌草隆的去除 率均达到100%。
权利要求
1、一种采用介质阻挡放电技术处理废水的方法，其特征在于将装有高压极的石英玻璃内管外套石英玻璃外管后，插入废水中，废水为接地极，在高压极和接地极之间施加高压使在两石英玻璃管之间的空腔内形成介质阻挡放电，介质阻挡放电产生的紫外光直接透过石英玻璃外管对废水中污染物进行降解，在介质阻挡放电区域形成的含臭氧空气注入废水中，以鼓泡方式与废水充分接触、混合，进一步对废水中的有机物进行降解。
2、 根据权利要求1所述的采用介质阻挡放电技术处理废水的方法，其特 征在于所述的高压极连接高频、高压电源，其电流频率为2.5 30kHz，电压 峰值为8000 20000V。
3、 根据权利要求1所述的采用介质阻挡放电技术处理废水的方法，其特 征在于石英玻璃内管与石英玻璃外管之间的间距为2 6mm。
4、 一种采用介质阻挡放电技术处理废水的装置，包括容器、高压极和接 地极，其特征在于在所述的容器内设有竖直的两端密封的石英玻璃外管，在 石英玻璃外管内平行设有石英玻璃内管；所述的石英玻璃内管内设有与高压 极相连的金属电极，石英玻璃内管与石英玻璃外管之间的空腔形成放电区域， 石英玻璃外管与容器之间的空腔形成处理废水的处理区域；其中放电区域的 上部设有气体进口，放电区域通过设于其下部的气流分布管与处理区域的下 部相通，处理区域的上部设有气体出口，其下部与接地极相连。
5、 根据权利要求4所述的采用介质阻挡放电技术处理废水的装置，其特 征在于所述的金属电极紧贴石英玻璃内管内壁。
6、 根据权利要求4或5所述的采用介质阻挡放电技术处理废水的装置， 其特征在于所述的高压极为金属棒。
7、 根据权利要求4所述的采用介质阻挡放电技术处理废水的装置，其特征在于所述的放电区域的上端和下端分别设有气流分布板。
8、 根据权利要求4所述的采用介质阻挡放电技术处理废水的装置，其特征在于所述的高压极连接高频、高压电源，其电流频率为2.5 30kHz，电压 峰值为8000 20000V。
9、 根据权利要求4所述的采用介质阻挡放电技术处理废水的装置，其特 征在于石英玻璃内管与石英玻璃外管之间的间距为2 6mm。
10、 根据权利要求4所述的采用介质阻挡放电技术处理废水的装置，其 特征在于在所述的容器外设有空气泵，其中空气泵的出口与所述的气体进口 相通。
全文摘要
本发明公开了一种采用介质阻挡放电技术处理废水的方法及其装置。将装有高压极的石英玻璃内管外套石英玻璃外管后，插入废水中，废水为接地极，在高压极和接地极之间施加高压使在两石英玻璃管之间的空腔内形成介质阻挡放电，介质阻挡放电产生的紫外光直接透过石英玻璃外管对废水中污染物进行降解，在介质阻挡放电区域形成的含臭氧空气注入废水中，以鼓泡方式与废水充分接触、混合，进一步对废水中的有机物进行降解。本发明中介质阻挡放电反应直接在所需处理的废水中进行，放电中产生的紫外光可以有效的对废水中的污染物进行降解，放电产生的臭氧等活性物质经气流分布管进入废水中，并且与废水充分混合、接触，进一步对废水中的污染物进行降解。
文档编号C02F9/00GK101428918SQ20081023530
公开日2009年5月13日 申请日期2008年12月3日 优先权日2008年12月3日
发明者冯景伟, 张继彪, 杨世关, 王曦曦, 罗兴章, 耳 聂, 赵国华, 正 郑, 高顺枝, 黄星发 申请人:南京大学