一种斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开一种斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置，它包括管状等离子体反应容器、筒状斜板沉淀容器以及分别连接电源正负极的高压电极和接地电极，所述的管状等离子体反应容器套设在所述的筒状斜板沉淀容器内，在所述筒状斜板沉淀容器和管状等离子体反应容器之间的环形区域内设置斜板形成斜板沉淀区，所述斜板沉淀区的下方设有污泥斗；所述的高压电极插入所述的管状等离子体反应容器内。本发明的装置具有利用率高、连续性强、经济环保并且运行稳定等优点，尤其是对易絮凝的高浓度难降解废水的处理效果较为显著，具有可观的潜在应用前景，有望在今后的水体污染处理工艺中得到广泛的推广和运用。
【专利说明】
一种斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置
技术领域
[0001]本发明属于低温等离子体的应用技术领域，具体涉及到一种斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置。
【背景技术】
[0002]随着现代工农业生产的快速发展，农药、化肥和工业废物等伴生的有机污染物(如PAHs、PCBs、芳香硝基化合物等)不断进入环境中。这些痕量有机污染物常具有“三致”效应和高生物累积性，它们的扩散不仅会污染环境、破坏生态平衡，而且还可以通过食物链途径危害人体健康，因此发展有机污染物的治理技术已经成为环境工作者的迫切任务之一。
[0003]斜板沉淀池是在浅池理论的基础上发展起来的，与传统的平流沉淀池相比具有表面负荷高、去除率高、停留时间短、占地面积小等优点。被广泛的应用在污水处理中，并且收到的良好的效果。目前已经成为污水处理中混凝沉淀的主要装置。
[0004]等离子体技术是近年来出现的一种较为前沿的高级氧化技术，并首先被应用到环境治理中。它兼具有臭氧氧化、紫外光降解、自由基氧化、热解和高能电子辐射等多种作用为一体，能有效去除废水中的各种污染物，放电是低温等离子体产生的主要方法，放电等离子体中有氧化性极强的.0H、.H、.0、03等活性粒子，并伴随着高温氧化、紫外辐射、冲击波等效应，有机物在这些综合效应的作用下，最终将降解为C02、H20或其它有机物质。具有处理周期短、效率高、无二次污染、适用范围广等优点。目前已经逐渐被应用于水环境污染的处理领域中，但是目前等离子体技术仍然存在一些不足，如效率不高，处理成本相对较高及降解效果的方法和手段针对性不强等。
[0005]由此可见，寻找一种高效、简单、避免二次污染的污水处理装置或方法十分必要。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置。本装置设计简单、投资低、占地面积小、处理效果好、反应效率高、无二次污染、集泥水分离和等离子体处理相结合等优点，可以应用于有机污染废水领域的连续循环处理。
[0007]本发明的目的通过以下技术方案实现:
[0008]—种斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置，它包括管状等离子体反应容器、筒状斜板沉淀容器以及分别连接电源正负极的高压电极和接地电极，所述的管状等离子体反应容器套设在所述的筒状斜板沉淀容器内，在所述筒状斜板沉淀容器和管状等离子体反应容器之间的环形区域内设置斜板形成斜板沉淀区，所述斜板沉淀区的下方设有污泥斗，所述筒状斜板沉淀容器的容器壁上设有至少一个进水口，所述的进水口位于所述斜板沉淀区下方的容器壁上，所述筒状斜板沉淀容器的上端高于所述管状等离子体反应容器的上端;所述的高压电极插入所述的管状等离子体反应容器内，所述管状等离子体反应容器的容器壁为夹层结构，所述的接地电极设置在所述夹层结构的夹缝中，所述管状等离子体反应容器的下端设有出水口，所述的筒状斜板沉淀容器的上部设有排气口。
[0009]作为一种优选技术方案，所述管状等离子体反应容器的上端设有溢流堰;进一步优选，所述的溢流堰为三角堰。
[0010]作为一种优选技术方案，所述管状等离子体反应容器内安装有布水装置，所述的布水装置位于所述管状等离子体反应容器的上部。所述的布水装置优选为均流板。
[0011 ]作为一种优选技术方案，所述的高压电极为上端设有进气口的中空金属管，该中空金属管的表面分布有高压电极针端出气口，气体由进气口通入中空金属管后通过高压电极针端出气口进行鼓气用于向管状等离子体反应容器内通入气体，形成气液反应体系，反应后的气体通过上部的均流板到达装置的排气口排出。
[0012]作为一种优选技术方案，所述的进气口外接空气栗，通入空气或者氧气。进一步优选的，所述的进气口与空气流量计和空气栗相连，且通气量的大小可随意调节。
[0013]作为一种优选技术方案，所述的进水口为4个，均匀分布在所述筒状斜板沉淀容器的容器壁上。
[0014]作为一种优选技术方案，所述的接地电极为管状金属网，与所述夹层结构的形状相配合。
[0015]所述管状等离子体反应容器的材质为玻璃(石英玻璃或钢化玻璃)或陶瓷;所述筒状斜板沉淀容器的材质为玻璃(石英玻璃或钢化玻璃)或不锈钢。所述的均流板为陶瓷或玻璃(石英玻璃或钢化玻璃)且与管状等离子体反应容器的形状相吻合。
[0016]使用时，在高压电极和接地电极之间形成等离子体反应区，在筒状斜板沉淀容器和管状等离子体反应容器之间形成斜板沉淀区，本发明装置把污水的沉淀分离和等离子体反应结合，一个设备实现两种功能。所述的斜板沉淀区中的斜板是可拆卸的，并且斜板的倾斜角也可以调节，所述的污泥斗是用于临时储存污泥，并且利用污泥的重力沉降，降低污泥的含水率;所述的斜板沉淀区把水中的絮状及不溶的物质从水中出去，为下一步的等离子体处理减轻处理负荷。所述的等离子体反应区把水中的溶解性的有机高分子物质降解处理，为下一步的处理做准备。所述的高压电极是中空的金属管，可以通入气体，形成气液反应体系。所述高压电极的表面均匀分布有许多曲率半径小的高压电极针端出气口，所述高压电极针端出气口的形状，长度和数量都可以调节，因此形成多针-筒式等离子体反应装置，降低放电的起始电压。
[0017]所述的三角堰是为了使污水能够平稳的流向均流板，所述的均流板是为了使等离子体反应区的污水和气体更加均匀的接触，加强等离子体反应的能量利用率，所述的接地电极镶嵌在管状等离子体反应容器的容器壁内，使用材料为金属网，并接地。
[0018]所述筒状斜板沉淀容器的上端高于所述管状等离子体反应容器的上端，保证污水不会溢流。
[0019]所述的进水口设置筒状斜板沉淀容器的筒壁上，沉淀后的污水通过三角堰流入均流板，之后流入等离子体反应区进行处理，之后污水通过出水口流出该处理装置。
[0020]所述的管状等离子体反应容器的材质为石英或陶瓷并且材料为双层的，在双层夹缝间设有网状的金属接地电极，所述的高压电极是中空的金属管，外接高压高频电源。所述的高压高频电源的电压、电流均可调节。
[0021]本发明的斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置处理有机污染废水，具有同时絮凝沉淀和等离子体处理的优点、可用于易絮凝的高浓度难降解废水的处理。
[0022]本发明的有益效果:
[0023]本发明装置具有实用性强、占地面积小、处理效率高、设备成本低、运行费用低、利用率高、连续性强、经济环保并且运行稳定等优点，解决了目前处理技术中存在的处理效果低、处理量少及占地面积大等问题，可以广泛运用于易絮凝的高浓度难降解废水的处理领域。
【附图说明】
[0024]图1为斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置的结构图。
[0025]图2为斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置A-A方向截面图。
[0026]图3为高压电极的局部放大图
[0027]其中丨一进气口、2一高压电极针端出气口、3—三角堰、4一均流板、5—进水口、6—斜板沉淀区、7—污泥斗、8—出水口、9一排气口、10—接地电极、11 一尚压电极、12一管状等离子体反应容器、13-筒状斜板沉淀容器、14-高压高频电源
【具体实施方式】
[0028]以下结合附图对该发明的实施过程进行解释和分析:
[0029]如图1、图2和图3所示，一种斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置，它包括管状等离子体反应容器12、筒状斜板沉淀容器13以及分别连接高压高频电源14正负极的高压电极11和接地电极10，所述的管状等离子体反应容器12套设在所述的筒状斜板沉淀容器13内，在所述筒状斜板沉淀容器13和管状等离子体反应容器12之间的环形区域内设置斜板形成斜板沉淀区6，所述斜板沉淀区6的下方设有污泥斗7，所述筒状斜板沉淀容器13的容器壁上均匀分布有四个进水口 5，所述的进水口 5位于所述斜板沉淀区6下方的容器壁上，所述的筒状斜板沉淀容器13的上部设有排气口 9，所述筒状斜板沉淀容器13的上端高于所述管状等离子体反应容器12的上端;所述的高压电极11插入所述的管状等离子体反应容器12内，所述管状等离子体反应容器12的容器壁为夹层结构，所述的接地电极10设置在所述夹层结构的夹缝中，所述管状等离子体反应容器12的下端设有出水口 8。
[0030]作为一种优选技术方案，所述管状等离子体反应容器12的上端设有三角堰3。
[0031]作为一种优选技术方案，所述管状等离子体反应容器12内安装有均流板4，所述的均流板位于所述管状等离子体反应容器12的上部。
[0032]作为一种优选技术方案，所述的高压电极11为上端设有进气口I的中空金属管，该中空金属管的表面分布有高压电极针端出气口2，气体由进气口 I通入中空金属管后通过高压电极针端出气口 2进行鼓气用于向管状等离子体反应容器12内通入气体，形成气液反应体系，反应后的气体通过上部的均流板4到达装置的排气口 9排出。
[0033]所述的进气口与空气流量计和空气栗相连，通入空气或者氧气，且通气量的大小可随意调节。
[0034]所述管状等离子体反应容器12的材质为石英玻璃或陶瓷。所述筒状斜板沉淀容器13的材质为石英玻璃或不锈钢。
[0035]所述的接地电极10为管状金属网，与所述夹层结构的形状相配合。
[0036]所述的均流板4为陶瓷或石英玻璃且与管状等离子体反应容器12的形状相吻合。
[0037]使用时，在高压电极11和接地电极10之间形成等离子体反应区，在筒状斜板沉淀容器13和管状等离子体反应容器12之间形成斜板沉淀区6，本发明装置把污水的沉淀分离和等离子体反应结合，一个设备实现两种功能。所述的斜板沉淀区6中的斜板是可拆卸的，并且斜板的倾斜角也可以调节，所述的污泥斗是用于临时储存污泥，并且利用污泥的重力沉降，降低污泥的含水率;所述的斜板沉淀区把水中的絮状及不溶的物质从水中出去，为下一步的等离子体处理减轻处理负荷。所述的等离子体反应区把水中的溶解性的有机高分子物质降解处理，为下一步的处理做准备。所述的高压电极11是中空的金属管，可以通入气体，形成气液反应体系。所述高压电极11的表面均匀分布有许多曲率半径小的高压电极针端出气口 2，所述高压电极针端出气口 2的形状，长度和数量都可以调节，因此形成多针-筒式等离子体反应装置，降低放电的起始电压。
[0038]所述的斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置处理有机污染废水，具有同时絮凝沉淀和等离子体处理的优点、可用于易絮凝的高浓度难降解废水的处理。
[0039]采用本发明的装置净化处理污染水体的过程如下:预处理的水体通过进水口5注入到位于所述筒状斜板沉淀容器13和管状等离子体反应容器12之间的环形区域内，通过加入混凝剂或者调解pH，使污水中的污染物在斜板沉淀区6反应，污水和絮凝物质在斜板沉淀区6进行泥水分离，之后污水通过三角堰3流入均流板4，进入管状等离子体反应容器12，而污泥在污泥斗7中临时储存，当污泥达到一定的量时排出。进入管状等离子体反应容器12的污水通过均流板4均匀的分布在等离子体反应区中，空气或者氧气通过外接在进气口 I上的空气栗进入等离子体反应区内，使等离子体在气液混合相中放电，处理后的污水从出水口8排出，反应后的气体通过排气口 9排出。
[0040]在高压高频电源放电过程中，通入的空气会被大量电离，并形成大量高能自由电子、.0H、.0、.HO2等自由基和强氧化性的O3和H2O2,因为这些物质具有强的氧化性，可以对水质进行深度处理;与此同时，还会伴有局部高温、强冲击波、较强的紫外光等效应，从而可以有效地除去废水中的有机物含量。反应中的电流、电压和通气量及反应液面厚度均可调，可以根据出水水质灵活调整。同时，可以根据尾水的出水水质来进行循环多次处理，从而可以通过等离子体放电的化学、物理作用对有机废水进行有效的分解和去除，达到净化的目的。
【主权项】
1.一种斜板沉淀池复合针筒式等离子体有毒有机污水处理装置，其特征在于它包括管状等离子体反应容器、筒状斜板沉淀容器以及分别连接电源正负极的高压电极和接地电极，所述的管状等离子体反应容器套设在所述的筒状斜板沉淀容器内，在所述筒状斜板沉淀容器和管状等离子体反应容器之间的环形区域内设置斜板形成斜板沉淀区，所述斜板沉淀区的下方设有污泥斗，所述筒状斜板沉淀容器的容器壁上设有至少一个进水口，所述的进水口位于所述斜板沉淀区下方的容器壁上，所述筒状斜板沉淀容器的上端高于所述管状等离子体反应容器的上端;所述的高压电极插入所述的管状等离子体反应容器内，所述管状等离子体反应容器的容器壁为夹层结构，所述的接地电极设置在所述夹层结构的夹缝中，所述管状等离子体反应容器的下端设有出水口，所述的筒状斜板沉淀容器的上部设有排气口。2.根据权利要求1所述的有毒有机污水处理装置，其特征在于所述管状等离子体反应容器的上端设有溢流堰。3.根据权利要求1或2所述的有毒有机污水处理装置，其特征在于所述管状等离子体反应容器内安装有布水装置，所述的布水装置位于所述管状等离子体反应容器的上部。4.根据权利要求3所述的有毒有机污水处理装置，其特征在于所述的布水装置为均流板。5.根据权利要求1所述的有毒有机污水处理装置，其特征在于所述的高压电极为上端设有进气口的中空金属管，该中空金属管的表面分布有高压电极针端出气口，气体由进气口通入中空金属管后通过高压电极针端出气口进行鼓气。6.根据权利要求1所述的有毒有机污水处理装置，其特征在于所述的进水口为4个，均匀分布在所述筒状斜板沉淀容器的容器壁上。7.根据权利要求1所述的有毒有机污水处理装置，其特征在于所述管状等离子体反应容器的材质为玻璃或陶瓷;所述筒状斜板沉淀容器的材质为玻璃或不锈钢。8.根据权利要求1所述的有毒有机污水处理装置，其特征在于所述的接地电极为管状金属网，与所述夹层结构的形状相配合。9.根据权利要求1所述的有毒有机污水处理装置，其特征在于所述的均流板为陶瓷或玻璃且与管状等离子体反应容器的形状相吻合。
【文档编号】C02F9/08GK105948346SQ201610436469
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】孙亚兵, 张春晓, 於仲清, 张谷羽, 汪健
【申请人】南京大学