電機調控水下密集氣泡介質阻擋放電反應器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種反應器，具體設及一種電機調控水下密集氣泡介質阻擋放電反應 器，屬于反應器技術領域。
【背景技術】
[0002] 超聲輔助水下密集氣泡D抓放電，有效降低了放電難度，可W循環利用放電產生 的臭氧，充分利用放電紫外線與二氧化鐵協同催化反應增強處理效果，有較好的應用前景。
[0003] 水下介質阻擋放電需要產生均勻而密集的氣泡，其主要原因有W下兩點：（1)水 下放電（特別是介質阻擋放電）非常困難；（2)提高放電活性物質與水中有毒害物質作用 的效率。
[0004] 水下均勻而密集氣泡群的產生方法有W下兩種方法：
[00化](1)降低放電難度的物理控制方法：降低系統介電常數；曝氣+人工殖核網；調速 電機帶動攬拌器件產生密集氣泡；
[0006] 似反應速率（化學反應動力學）的物理應參數控制方法：系統粘滯系數；多相催 化。
[0007] 現有水下放電反應器大多采用針-針、針-板、多針-板或多針-多針結構，通常 直接在水使用高壓脈沖激勵，產生電暈或電弧放電，主要應用于研究水下放電特性。運些水 下放電反應器存在放電困難、放電區域小、處理效率低和成本高等缺點，不適合應用于處理 大流量的廢水。

【發明內容】

[0008] 針對現有技術存在的不足，本發明目的是提供一種能夠處理大流量廢水的電機調 控水下密集氣泡介質阻擋放電反應器，放電簡單，放電區域大，處理效率高，成本低。
[0009] 為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：
[0010] 本發明的電機調控水下密集氣泡介質阻擋放電反應器，包括底座、安裝在底座上 的殼體、儲水箱、累組件、閥口組件、高壓脈沖電源、可與PC機進行數據通信的數據采集及 控制單元、用于產生水下密集氣泡兩相流的機械攬拌裝置、安裝在殼體上用于檢測放電區 域放電光譜的光譜檢測器和用于檢測液面高度的液位傳感器；機械攬拌裝置包括設置在殼 體底部的調速電機、設置在殼體內的攬拌器和與調速電機輸入端相連接用于控制調速電機 的調速驅動器，所述調速電機的轉軸穿過殼體與攬拌器相連接，攬拌器在調速電機的帶動 下攬動反應器內的氣液混合相流體，產生密集氣泡；殼體的下方設有反應器進氣口及反應 器進水口，殼體的上方設有反應器出水口及反應器出氣口；殼體內設有正負極成對排列并 W陣列式分層放置的介質阻擋放電電極陣列、設置在介質阻擋放電電極上下層負載催化劑 的沖孔網板和位于介質阻擋放電電極陣列下方的曝氣裝置，所述介質阻擋放電電極陣列 與高壓脈沖電源相連接；液位傳感器、光譜檢測器與數據采集及控制單元的輸入端相連接， 所述數據采集及控制單元的輸出端連接累組件、閥口組件、高壓脈沖電源和調速驅動器，所 述累組件及閥口組件在數據采集及控制單元的控制下，實現水處理通道的選擇和氣體的循 環。
[0011] 上述攬拌器包括與調速電機的轉軸相連接的轉盤和均勻分布在轉盤上的多個攬 拌葉片，所述攬拌葉片上設有突起。
[0012] 上述反應器出水口安裝有氣液分離器；所述閥口組件包括設置在干凈水源出水管 上的第一閥n、設置在儲水箱出水管上的第二閥口、設置在進氣管道上的第=閥口、設置在 儲水箱進水管上的第四閥口和設置在單次處理水出水管上的第五閥口；所述累組件包括氣 累和液壓累；所述干凈水源出水管的另一端、儲水箱出水管的另一端均與反應器進水口相 連接，所述液壓累安裝在反應器進水口處；所述儲水箱進水管的另一端和單次處理水出水 管的另一端均與氣液分離器出水口相連接；所述進氣管道一端與反應器進氣口相連接，另 一端與反應器出氣口及氣液分離器出氣口相連接，所述氣累安裝在反應器進氣口處。
[0013] 上述反應器進水口處還設有液體流量計，所述反應器進氣口處還設有氣體流量 計。
[0014] 上述光譜檢測器具體采用的是石英玻璃管或者發光光譜儀，所述石英玻璃管的底 部緊貼放電區域，所述發光光譜儀的光纖探頭伸入殼體內部。 陽015] 上述介質阻擋放電電極陣列每層由10~30對介質阻擋放電電極構成，層數為 1~10層。
[0016] 上述介質阻擋放電電極包括作為絕緣介質的石英玻璃管和插在石英玻璃管內作 為導電電極的不誘鋼棒，在所述不誘鋼棒與石英玻璃管之間的間隙中填充有金屬粉或者高 真空娃脂。
[0017] 上述石英玻璃管的外徑為4. 0-6. 0mm、內徑為2. 0-4. 0mm，所述不誘鋼棒的直徑為 2. 0-4. 0mm〇
[0018] 上述沖孔網板具體采用的是涂敷Ti〇2薄膜的沖孔鑰:板，所述沖孔鑰；板上均勻分布 多個孔桐；所述沖孔鐵板的厚度為1. 5-3.Omm，所述Ti化薄膜的厚度為50-200nm;每個孔桐 的孔徑為0. 5-3. 0mm，相鄰兩個孔桐中屯、間距為1. 0-6. 0mm。
[0019] 上述殼體的兩側設有絕緣支架，所述底座和絕緣支架采用的是聚四氣乙締板材制 作。
[0020] 本發明采用調速電機帶動攬拌葉片高速旋轉，在水中建立密集氣泡群，降低放電 難度，并使用高壓脈沖或交流電源激勵介質阻擋放電電極陣列，在密集氣泡群中產生放電； 同時，可調控的機械擾動系統，提升氣液兩相流間的擴散和傳質，有效提高擴散反應速率， 適合處理大流量的水；綜合利用放電產生的紫外線和臭氧，與機械攬拌共同構建水下多相 催化反應系統，有效降低反應活化能，協同提高廢水降解的活化反應速率。
【附圖說明】
[0021] 圖1為水下密集氣泡介質阻擋放電協同催化廢水處理原理示意圖；
[0022] 圖2為本發明的反應器結構示意圖（圖中A表示的是放電區，B表示的是空化泡 群）； 陽02引圖3為雙介質D抓電極結構；
[0024]圖4為單介質DBD電極結構；
[00巧]圖5為攬拌器結構示意圖；
[00%] 圖6為本發明的反應器原理框圖；
[0027] 圖7為本發明的氣液分離室結構示意圖；
[0028] 圖8為反應器級聯處理廢水的示意圖；
[0029] 圖9為負載Ti02薄膜的沖孔網板結構示意圖；
[0030] 圖10為變頻功率調制信號頻率變化、波形及其輸出功率密度圖；
[0031] 圖11為高壓脈沖電源逆變器的變頻調制工作波形圖；
[0032] 圖12為水下密集氣泡DBD反應器的簡圖；
[0033] 圖13為圖12的等效電路；
[0034] 圖14為諧振式D抓驅動與匹配電路結構圖； 陽03引圖中各標號：底座1、殼體2、儲水箱3、氣累4-1、液壓累4-2、第一閥口 5-1、第二閥 口 5-2、第=閥口 5-3、第四閥口 5-4、第五閥口 5-5、高壓脈沖電源6、數據采集及控制單元 7、調速電機8-1、攬拌器8-2、調速驅動器8-3、光譜檢測器9、液位傳感器10、反應器進氣口 11-1、反應器進水口 11-2、反應器出氣口 11-3、反應器出水口 11-4、介質阻擋放電電極陣列 12、石英玻璃管12-1、不誘鋼棒12-2、沖孔網板13、孔桐13-1、曝氣裝置14、氣液分離器15、 氣液分離器出水口 15-1、氣液分離器出氣口 15-2、液體流量計16-1、氣體流量計16-2、絕緣 支架17。
【具體實施方式】
[0036] 為使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合
【具體實施方式】，進一步闡述本發明。
[0037] 參見圖1，本發明設及的水下密集氣泡和介質阻擋放電的產生，化及D抓發光UV譜 線與催化劑（Ti〇2)聯用后，其活性物質（0H、0、03、H202)的產生與相互轉化，活性物質（主 要是0H)與有機物的rg.)發生降解反應的機制。
[0038] 運用快速旋轉的機械葉片擾動含氣流體，在水中動態產生和篩選氣泡尺寸和密 度，為水下介質阻擋放電創造條件。在水下密集氣泡中產生介質阻擋放電并處理流動的廢 水，充分利用介質阻擋放電產生的UV與Ti化聯合構成催化反應系統，在旋轉葉片擾動作用 下，為流體提供流速，同時增強流體擴散和催化反應，達到有效提升水下密集氣泡介質阻擋 放電降解廢水效率的目的。
[0039] 本發明構建水下密集氣泡氣液兩相流，有效降低了水下放電難度；可調控的機械 擾動系統，提升了水下放電反應系統的擴散速率，有效提升水處理效率，適合處理大流量的 水；構建二氧化鐵、紫外、臭氧和機械擾動協同的反應系統，進一步提升水處理效率。 W40] 參見圖2,本發明的反應器由調速電機8-1、攬拌器8-2、曝氣裝置14、負載催化劑 的沖孔網板13、介質阻擋放電電極陣列12、光譜檢測器9(安裝在光學觀測窗9-1內，其上 設有防塵蓋9-2)、絕緣支架17、底座1、密封膠圈8-4、反應器進水口 11-2、反應器進氣口 11-1、反應器出水口 11-4、反應器出氣口 11-3和液位傳感器等10。其中，介質阻擋放電電 極為正負極成對排列W陣列式分層放置，并夾在兩層負載催化劑的沖孔網板13之間；調速 電機8-1安裝在反應器的底部，電機轉軸透過反應器的不誘鋼底板與攬拌器8-2連接，攬拌 器8-2在調速電機8-1的帶動下攬動反應器內的氣液混合相流體，產生密集氣泡；光學觀測 窗9-1，采用一段封閉的石英管，插入反應器內，石英管的底部緊貼放電區域，可將發光光譜 儀的光纖