时间t (S)的表达式的过程。
[0021]活性物质穿透距离表达式为:d=DcoSa ；
活性物质穿透时间表达式为:t=d/v= Dcosa / V ；
由于等离子体炬羽流速度可达3*105(m/s)，因此，活性物质穿透时间t(ys)约为:t ^ 2.9D ；
等离子体中活性物质的生命周期一般在毫秒或微秒量级，因此射流喷嘴中心与孔网结构之间的竖直距离为可取0.3~18mm范围内数值。
[0022]为减小溶液流经负载T12锐钛矿薄膜的孔网结构时的阻力，孔网结构的圆形内孔网外侧均匀分布有四个条形带，圆形内孔网上的均匀孔阵一方面可以减小孔网结构在水中的阻力，易于将其固定，另一方面增大了 T12与水接触的表面积，促进对反应过程的催化。
[0023]所述负载催化剂的孔网位于所述介质阻挡放电射流喷嘴的下方，所述介质阻挡放电射流喷嘴的出气口与所述负载催化剂的孔网之间的垂直距离为d，所述介质阻挡放电射流喷嘴的出气口与所述负载催化剂的孔网之间竖直距离为D，D为0.3~18_，所述介质阻挡放电射流喷嘴的出气口垂直插入Y形反应器的进气口并淹没于待处理的污水溶液中。
[0024]所述负载催化剂的孔网上的催化剂为T12锐钛矿薄膜；所述负载催化剂的孔网的材质为钛金属。
[0025]所述T12锐钛矿薄膜的制备方法如下:通过溶胶-凝胶法制备T1 2浆料，然后将其涂在所述圆形内孔网上，最后在200~220°C下烘焙3~3.5小时，冷却即得。
[0026]所述气液分离装置包括与所述出水管的侧壁相连通的下腔体、所述下腔体的顶端与上腔体的底端相连接，所述上腔体的顶端为出气口并通过所述气栗与所述第一气体循环管道的进气口相连接；所述上腔体的直径较所述下腔体的直径大4~5倍，所述上腔体和下腔体内设置有L型的液体回流管，所述液体回流管的顶端伸入所述上腔体中，所述液体回流管的底端进入所述出水管中，所述液体回流管的侧壁上分布有用于实现气体和液体分离的微孔群，所述液体回流管与所述下腔体出水向的内壁之间设置有挡板。
[0027]水和气体由气液分离装置的入口进入该装置，由于重力作用，一部分水直接落回Y形反应器，另一部分水形成液体栓塞和气体进入气液分离装置的下腔体。由于上下腔体的直径相差甚大(上腔直径约为下腔体直径的4~5倍)，当气液两相流经过这一上下腔体交界面时，伴随着气体一同进入的液体栓塞分离成小液体和气体，由于液体回流管的液体出口外侧溶液的快速流动，导致液体出口的气压降低，使得液体顺着回流管从液体出口流出，进入Y形反应器内，实现了气体与液体的分离功能，以保护气栗和空气压缩栗。
[0028]所述液位检测装置包括低液位检测探头和高液位检测探头。
[0029]所述负压单向阀包括机械壳，所述机械壳内设置有T型活塞，所述T型活塞的底端穿过固定于所述机械壳内的水平板上的安装孔，所述安装孔的直径大于所述T型活塞的竖直杆的直径，弹簧的两端分别连接所述水平板的上表面和所述T型活塞的水平圆盘的下表面，所述机械壳的顶端设置有环形向下凸起，所述T型活塞水平圆盘的直径大于所述环形向下凸起的内径，所述T型活塞水平圆盘顶端设置有密封垫，所述机械壳的外壁上设置有用于将所述机械壳安装在所述超声臭氧联合反应器上的旋合接口 ；所述竖直杆的顶端与所述水平圆盘的下表面中心点一体连接。
[0030]由于本发明中的气体循环通道是一个密闭循环空间，当水处理系统正常开启并稳定运作前，气体循环通道内极可能产生负压状况。因此，在超声臭氧联合反应器的箱体顶部装有负压单向阀。当气体循环管道处于负压状态时，活塞由于压力作用向下运动，打开单向阀而在此瞬间外部空气灌入超声臭氧联合反应器箱体内部及气体循环通道，使得反应器内外气压平衡。又由于弹簧的弹力作用，在内外气压平衡瞬间，活塞会在弹簧弹力作用下迅速向上运动，闭合负压单向阀。如此，气体循环通道又恢复密闭状态。
[0031]所述曝气装置包括微孔曝气装置，所述微孔曝气装置安装于所述超声臭氧联合反应器的底部中心，压电超声换能器分布在微孔曝气装置的周围，所述压电超声换能器的个数为至少4个且均匀分布与所述微孔曝气装置的四周，所述微孔曝气装置的顶端设置有曝气装置进气口，所述曝气装置进气口与所述第一气体循环管道相连。
[0032]所述臭氧传感器与数据采集与控制单元电相连；所述数据采集与控制单元包括微控制器，分别与所述微控制器相连的RS-485接口单元、显示单元、放电参数控制单元、阀门组、气体流速控制单元、液体流速控制单元、臭氧浓度检测单元和超声驱动单元，所述RS-485接口单元分别与所述液体流量计和气体流量计自带的RS-485接口芯片相连接；所述放电参数控制单元与高压电源电相连，所述气体流速控制单元与所述气体流量计电相连，所述液体流速控制单元与所述液体流量计电相连，所述臭氧浓度检测单元与所述臭氧传感器电相连，所述超声驱动单元与所述压电超声换能器电相连，所述阀门组为设置有所述水处理单元外部管道上的若干阀门。
[0033]本发明中，气体流量计和液体流量计均为带有RS-485接口芯片的测量仪器。Max485芯片的RO端为芯片内部接收器的输出，DI端为芯片内部驱动器的输入。当与单片机连接工作时，只需将RO和DI分别与单片机的RXD和TXD端相连。/RE和DE均为使能端，/RE控制接收数据，当/RE为逻辑低电平时，器件处于接收状态；DE控制发送数据，当DE为逻辑高低电平时，器件处于发送状态。A、B端分别为接收和发送时的差分信号端，当A引脚电平高于B引脚时，表示发送/接收的数据为I ;当A引脚电平低于B引脚时，表示发送/接收的数据为O。
[0034]MCU由RS-485接口读取气体流量计和液体流量计的实时参数，并在显示单元中实时显示。当气体流速或液体流速与实际设定值有偏差时，可通过气体、液体流速控制单元及阀门组的开闭状态加以调整，以便减小偏差，提高整个系统的控制精度和处理效率。
[0035]高压电源的放电参数也由数据采集与控制单元控制，其实现方式为:通过MCU控制电源内部控制器的输出占空比，进而改变放电功率。此外，在实际水处理过程中，通过臭氧浓度检测单元检测超声臭氧联合反应器中的臭氧浓度，当检测到足够浓度的臭氧时，可提醒用户是否选择启动超声臭氧联合水处理的单项处理模式，还是继续保持超声臭氧联合水处理与等离子体射流水处理的双项处理模式，达到智能化、低功耗的处理效果。
[0036]等离子体与超声和催化联合的级联式水处理装置的单级循环装置，其特征在于:包括水处理单元、第一水箱、第二水箱和阀门组，所述阀门组包括第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门，所述第一水箱和第二水箱内均设置有液位检测电路，所述第一水箱的进水口设置有所述第一阀门，所述第一水箱的底端设置有第一总管，所述第一总管的底端与上水平管的侧壁相连通，所述第二水箱的上端的出水口处设置有所述第六阀门，所述第二水箱的底端设置有第二总管，所述第二总管的底端与下水平管的侧壁相连通，所述上水平管的左右两端分别设置有所述第二阀门和第三阀门，所述下水平管的左右两端分别设置有所述第四阀门和第五阀门，所述上水平管和下水平管上下相对应的两端相连通且分别通过左侧总管和右侧总管与所述水处理单元相连通，所述左侧总管上设置有第一液栗，所述右侧总管上设置有第二液栗，所述阀门组和液位检测电路均与微控制器电相连；所述第一水箱和第二水箱水平设置。
[0037]本发明等离子体与超声和催化联合的级联式水处理装置废水处理过程为:将待处理的废水经过超声臭氧联合反应器，同时后级等离子体射流过程中产生的臭氧被收集到曝气装置中向超声臭氧联合反应器中曝气，并利用US/^对废水进行初步处理。当废水经过介质阻挡放电射流源时，等离子体射流中的活性粒子会与废水充分的接触，放电产生等离子体的过程中，产生的紫外线会照射Ti02，T12经照射后产生电子-空穴对，可以增加羟基自由基的数量，从而提高了废水的降解效率。本发明中超声臭氧联合反应器和Y形反应器之间的液栗转速可调，可以针对不同污染程度的废水，调整其溶液流速与等离子体射流炬间的相对运动速度，使反应器中产生的化学反应动力学处于最佳的状态，从而实现水处理系统运行的最高效最节能状态。
[0038]本发明可根据不同的处理排放标准而确定溶液在等离子体与超声和催化联合的级联式水处理装置的单级循环装置内的循环处理时间。第一水箱与水处理单元之间聚四氟乙烯管相连接。第一水箱与第二水箱之间有四个阀门开关(第二 ~第五阀门)，第一水箱、第二水箱与阀门组之间均由聚四氟乙烯管相连接。两个水箱均具有液位检测功能，当水箱中的液位低于设定最小阈值或高于最大阈值时，液位检测单元会向数据采集与控制单元发出信号，数据采集与控制单元接收到液位报警信号时，微控制器发出控制信号，调节液栗，第一液栗或第二液栗流速或直接开启/关闭液栗、第一液栗或第二液栗。正常工作时，第一阀门开启，开始进水过程；当水位达到最高液位时，液位检测单元发出报警信号，数据采集与控制单元接收到报警信号时便控制关闭第一阀门；同时开启阀门第二阀门、第五阀门和第一液栗(第三阀门和第四阀门仍处于关闭状态)，并启动水处理单元，此时系统进入正常运作状态；当处理一次后，处理完的水进入第二水箱中，如水质仍未达标，需再次循环处理:打开第三阀门和第四阀门、关闭第二阀门和第五阀门，即第二水箱中的水再次进入循环处理。如废水经单次处理后便达到排放标准，可直接控制开启阀门第六阀门，进行排水过程。
[0039]等离子体与超声和催化联合的级联式水处理装置的多级串联装置，其特征在于:包括若干首尾依次相连的水处理单元。主要由多个水处理单元串联构成，各个单元之间由聚四氟乙烯管连接。实际使用时，可根据不同的水质及不同的处理排放标准而确定级联的级数。进行多级级联水处理时，废水由废水入口进入第一个水处理单元，废水经过第一个水处理单元处理后，沿着管道进入第二个水处理单元，如此重复，直至废水从最后一个水处理单元的废水出口排出。在级联式水处理过程中，数据采集与控制单元严格控制协调整个水处理系统的同步运作，即控制每个水处理单元之间各液栗的排量以达到相同