一種水下低溫等離子體廢水處理裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種工業廢水處理裝置，特別是涉及一種水下低溫等離子體處理廢水裝置。
【背景技術】
[0002]有毒難降解有機廢水處理是水環境保護領域的難點和重點。傳統的生化法、物理法和化學法凈化技術在一定條件下難以有效滿足對該類廢水水質凈化的要求和目標。等離子體技術是利用高壓脈沖放電形成的超聲、沖擊波、臭氧、紫外線、高能電子、原子及活性自由基(0H.、H.、0.、N.)等多種物質，可使水體中有機污染物中的C-C鍵和苯環發生斷裂，大分子有機物轉變為小分子物質，或使廢水中的有毒有害物質變成無毒無害物質或低毒低害物質，甚至徹底氧化成C02、H2O和無機鹽，從而使污染物得以降解去除。等離子體技術作為一種新興的環境友好型電化學高級氧化技術，具有零污染、低排放、適用性廣和處理效率高等優點，在廢水處理領域日益受到人們的重視。
[0003]目前，利用高壓脈沖放電產生等離子體處理難降解廢水存在三種形式，即氣相放電等離子體、純液相放電等離子體和氣液兩相混合放電等離子體。其中，氣相放電等離子體技術目前較為常見，由于放電在氣相環境中發生，受水體電導率影響小，但是水的密度遠大于空氣密度，當放電等離子體產生的活性物質由空氣進入水體時阻力較大，且高能粒子的壽命很短，導致大量活性物質難以充分進入水中或進入水中的有效成分以臭氧為主，影響廢水處理效果。氣液兩相混合的放電等離子體反應器，一般被處理水體位于電極之間，導致水體的導電性能對放電等離子體狀態和活性物質生成影響較大，故該反應器對導電性較好的水體處理效果較差。此外，氣相放電和氣液兩相混合放電等離子體技術的放電電壓不是直接作用在水上，對水中污染物的接觸和反應有限，從而降低了廢水處理效率。
[0004]為解決上述問題，通常是將放電反應改為水下進行，產生的等離子體直接對廢水中的污染物進行處理。國內申請號201210417958.1中公開的“一種增強型毛細管針放電等離子體水處理裝置”中提出中空金屬毛細管作為功率電極進行水下放電，強化廢水處理效果，然而選用IkV?30kV的高壓電源限制了該技術的應用。
[0005]國內申請號200880019551.5中公開的“水下等離子體處理設備和利用其處理船只壓倉水的系統和方法”中提出利用高壓脈沖電源水下放電產生等離子體對壓艙水進行殺菌滅活，工作氣體為空氣、氧氣、氮氣、氬氣及其混合氣中的一種，該方法也存在利用高壓電源和電極易被腐蝕等問題。
[0006]傳統低溫等離子體處理廢水是利用高壓脈沖電源對工作介質(空氣、氧氣、氮氣、氬氣等)進行放電，放電產生的臭氧、紫外線、高能電子、羥基自由基等物質進入水溶液里對污染物進行降解。由于不同物質的氧化能力(如羥基自由基氧化電位2.80V、臭氧2.07V、過氧化氫1.78V、氧原子1.23V)存在差異，導致廢水中的污染物不能完全與氧化能力強的物質充分接觸，存在氧化不充分、不徹底的現象。
[0007]1961年，英國的Hickling發現了接觸輝光放電電解現象。接觸輝光放電是在向陽極和陰極施加電壓時，在電極附近的液態的水由于焦耳熱的作用發生汽化，使陽極與電解質溶液之間形成一個氣體區域，繼續升高電壓，氣體被擊穿，形成輝光放電等離子體。高能活性物質在強烈的電場力作用下從等離子體層迀移到主體溶液，高能粒子既相互作用，又可同時與廢水中污染物發生反應。整個過程可按如下所示:
[0008]在等離子體區:
[0009]H2O (g)-e — H2O+(g) (I)
[0010]H2O (g) — H0.+H.(2)
[0011]H0.+H0.— 0+H20(3)
[0012]0+0 —O2 (g)(4)
[0013]H0.+H.— H2O (g)(5)
[0014]在等離子體附近的液相區:
[0015]H2O+ (g) +ηΗ20 — η H0.+η H (6)
[0016]Η20++Η20 — H0.+H3O+ (7)
[0017]Η.+Η.—H2(g)(8)
[0018]Η.+0Η.—H2O(9)
[0019]0Η.+0Η.—H2O2(10)
[0020]OH.+Η202— HO 2.+H2O (11)
[0021]OH.+HO2.— Η20+02 (12)
[0022]OH.+反應物一生成物 (13)
[0023]可以看出，傳統的等離子體通過高壓對氣體放電產生等離子體，等離子體通過傳質作用進入廢水對污染物進行處理，存在等離子體不穩定、自由基不能及時被有效地利用、電壓和能耗過高等問題。接觸輝光放電技術直接在水下常溫常壓和較低電壓下放電，產生的高能活性物質以氧化性強的羥基自由基為主，極大提高了廢水中污染物的降解效率。因此，開發出一種新型均勻穩定、脫除效率高和成本低的接觸輝光放電水處理方法和裝置具有非常重要的意義。
【實用新型內容】
[0024]本實用新型的目的在于提供一種結構簡單、氧化充分、等離子體穩定和較低成本的水下低溫等離子體廢水處理裝置。
[0025]本實用新型的目的是這樣實現的:一種水下低溫等離子體廢水處理裝置，包括過濾池出水口與調節池進水口連接，其特征是，低溫等離子箱體結構為:由圓筒體兩端分別連接上、下圓錐體組成，該下圓錐體上設置有進水口，該進水口與所述調節池的出水口經管路連接，且該管路上設有進水栗，該圓筒體上部設置有出水口，該上圓錐體上設置有出氣口，該出氣口經另一管路與下圓錐體上的進氣口連接，該另一管路上設有空氣閥，該圓筒體內設置有垂直于圓筒體軸線的固定導流板，固定導流板是一直徑與該圓筒體內直徑相等的圓形板件，且該圓形板件中心處有一方形孔或圓形孔，其上覆蓋有絕緣介質殼的一對導電電極沿徑向呈180°固定在該圓筒體內，該一對導電電極位于固定導流板上方或下方且與之平行，一對導電電極的兩個內端之間有一間隙，該間隙的大小等于固定導流板上方形孔的邊長或圓形孔的直徑；
[0026]高壓脈沖電源的正負輸出端分別與一對導電電極連接。
[0027]所述高壓脈沖電源的輸出電壓為500?3000V，頻率為10?10KHz。
[0028]所述導電電極為石墨、鈦或鎢導電電極，所述絕緣介質殼采用聚四氟乙烯、聚氯乙烯或尼龍制成；所述低溫等離子箱體的材質為聚四氟乙烯、聚氯乙烯、有機玻璃或陶瓷。
[0029]所述固定導流板為兩個以上，導電電極對應為兩對以上，且固定導流板的個數與導電電極的對數相同，兩對以上的導電電極以并聯方式與一個高壓脈沖電源連接。
[0030]所述低溫等離子箱體為兩個以上，兩個以上的低溫等離子箱體以上一級串聯下一級方式連接:上一級的出水口與下一級的進水口連接，且連接二者之間的管路上設置有第二進水栗，高壓脈沖電源對應為兩個以上，且一個高壓脈沖電源與一個低溫等離子箱體內的導電電極連接；或者，兩個以上的低溫等離子箱體以上一級并聯下一級方式連接:上一級的進水口經管路與下一級的進水口連接，上一級的出