等离子体与超声和催化联合的级联式水处理装置的制造方法_4

文档序号:9409273阅读:来源:国知局
臭氧联合反应器2上的旋合接口 148 ;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。
[0057]所述曝气装置15包括微孔曝气装置151,所述微孔曝气装置151安装于所述超声臭氧联合反应器2的底部中心,压电超声换能器16分布在微孔曝气装置151的周围,所述压电超声换能器16的个数为至少4个且均匀分布与所述微孔曝气装置151的四周,所述微孔曝气装置151的顶端设置有曝气装置进气口 152,所述曝气装置进气口 152与所述第一气体循环管道10相连。
[0058]所述臭氧传感器12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5和气体流量计19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18电相连,所述气体流速控制单元与所述气体流量计19电相连,所述液体流速控制单元与所述液体流量计5电相连,所述臭氧浓度检测单元与所述臭氧传感器12电相连,所述超声驱动单元与所述压电超声换能器16电相连,所述阀门组为设置有所述水处理单元I外部管道上的若干阀门。
[0059]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1、第一水箱25、第二水箱26和阀门组,所述阀门组包括第一阀门28、第二阀门29、第三阀门30、第四阀门31、第五阀门32和第六阀门33,所述第一水箱25和第二水箱26内均设置有液位检测电路27,所述第一水箱25的进水口设置有所述第一阀门28,所述第一水箱25的底端设置有第一总管34,所述第一总管34的底端与上水平管35的侧壁相连通,所述第二水箱26的上端的出水口处设置有所述第六阀门33,所述第二水箱26的底端设置有第二总管36,所述第二总管36的底端与下水平管37的侧壁相连通,所述上水平管35的左右两端分别设置有所述第二阀门29和第三阀门30,所述下水平管37的左右两端分别设置有所述第四阀门31和第五阀门32,所述上水平管35和下水平管37上下相对应的两端相连通且分别通过左侧总管38和右侧总管39与所述水处理单元I相连通,所述左侧总管38上设置有第一液栗40,所述右侧总管39上设置有第二液栗41,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25和第二水箱26水平设置。
[0060]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I。
[0061]等离子体与超声和催化联合的级联式水处理装置的Y形反应器与超声臭氧联合反应器的使用步骤如下:使用时先将负载T12锐钛矿薄膜的孔网结构放入Y形反应器中并将其固定在等离子体射流源喷嘴下方偏右5mm的位置,使孔网结构与水平面约呈30°,然后将Y形反应器固定在反应器支撑架上;负压单向阀和臭氧传感器依次安装于超声臭氧联合反应器的顶部;微孔曝气装置安装于超声臭氧联合反应器的底部,与超声臭氧联合反应器同心安装,紧贴于超声臭氧联合反应器的底部;压电超声换能器分布在微孔曝气装置的周围,并且也紧贴于超声臭氧联合反应器的底部,将超声臭氧联合反应器的上盖旋合;将气栗安装在超声臭氧联合反应器曝气装置气体入口与Y形反应器的气体收集口之间的第一气体循环管道上;将液栗安装在超声臭氧联合反应器的液体出口与Y形反应器的液体入口之间的管道上。
[0062]将连接有空气压缩栗和高压电源的介质阻挡放电射流喷嘴从Y形反应器的B端口(即进气口)插入,介质阻挡放电射流喷嘴与水平面垂直,同时保证与硅橡胶O形密封圈接触良好,即密封性好。然后利用固定夹将介质阻挡放电射流喷嘴固定在固定杆上。设定的介质阻挡放电射流喷嘴的固定高度使流过Y形反应器的溶液能够将等离子体炬完全浸没,有效利用了等离子体区域的活性粒子。
[0063]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可以单级循环处理废水,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可以多级串联循环处理废水,组装灵活,适用于大多类型的废水处理需求,可以根据处理要求来改变废水箱中的初始溶液量,废水溶液处理量大,操作简单。
[0064]以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处理废水为例,水处理的流程为:处理时先将待处理的废水加入废水箱中(约5L),打开相应的阀门,启动第一液栗开始对超声臭氧联合反应器进行进液过程,待超声臭氧联合反应器中溶液达到预定容量时打开液栗,此时液栗与气栗具有相同的排量,使得溶液低速流动(流动的溶液会将介质阻挡放电射流喷嘴喷出的等离子体炬完全浸没,以有效利用等离子体区域的活性粒子);打开空气压缩栗,待有气体流过高压电源再打开高压电源,此时介质阻挡放电射流喷嘴出口处有等离子炬喷出;待系统可以稳定运行时,可以调节液栗的排量以及高压电源的放电参数。
[0065]在高压电源和介质阻挡放电射流喷嘴之间的气体循环管道上安装气体流量计,实际操过程中,应先启动气源,再启动高压电源,以便保护高压电源。通过调节高压电源内部控制器的输出占空比,从而控制介质阻挡放电射流喷嘴喷出的射流源放电模式的改变,进而影响臭氧产率和浓度,最终影响超声强化臭氧反应的有机物降解效率。
[0066]通过控制液栗和气栗的流速可以改变溶液与等离子体的接触时间及溶液中分子间的碰撞频率。实验表明,溶液流速是影响有机物降解效率的重要因素之一。在溶液低速流动时,反应所需活化能较小,分子间的反应速率由扩散速率决定;随着溶液流速的增大,分子与分子间及分子与等离子体中的活性物质间的碰撞频率增加,即扩散速率远大于反应速率,此时分子间的反应速率由有机物本身所需的活化能决定。因此,只有控制好溶液流速,才能使水处理系统处于最高效、节能的运行状态。实验表明,当溶液的流速为1.57?2.20m/s时,废水中有机物降解率最高。可以通过液体流速控制单元将该装置的液体流动速度调节到1.57?2.20m/So
[0067]通过数据采集与控制系统单元,可以实时有效地获知当前高压电源放电参数和流经整个水处理系统的气、液流速,当实际值与设定控制参数存在偏差时,该数据采集与控制系统单元可以及时利用气栗、液栗流速控制单元对气、液栗发出流速调整信号,使放电参数和溶液参数均稳定在预期设定范围内。此外,还能根据实际处理需求,控制超声协同处理单元的开启或关闭,从而达到高效节能的处理效果,提高该水处理系统的控制精度,提供智能化的操作功能。
[0068]另外本发明设置了左右两个液槽(即第一水箱和第二水箱)可以有效地解决现有技术中存在的不能有效解决由笼效应引起的污水中有机物降解效率低的问题。如此设置便可对溶液进行循环处理。
[0069]图10代表水处理单元I处于单独循环工作时的连接结构,使用两个液栗(即第一液栗40和第二液栗41)实现液体在第一水箱25、水处理单元I和第二水箱26三个单元之间的分阶段循环。
[0070]图11代表将多个水处理单元I进行级联的流程化应用结构图,废水从左到右依次通过,各级水处理单元I的流量由单元本身自由(自动)控制,485总线实现各单元的运行状态和关键数据与主控单元的通信功能。
[0071]本发明的有益效果是:本发明提供的一种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,采用级联式工作模式,避免了传统水处理装置的循环处理耗时长的缺点,并充分利用等离子产生过程中的紫外光,促进打02的光催化效果。超声装置利用超声波产生的冲击波和微射流提高活性物质的氧化特性,增加其与废水中有机物的接触面积,提高反应速率。同时,利用Y形反应器中产生的O3,将其抽回超声臭氧联合反应器中,更高效地利用了 O3对有机物氧化作用,提高了整个水处理系统的能量利用率,具有良好的应用前景。
[0072]实施例2:
如图1~11所示,等离子体与超声和催化联合的级联式水处理装置,其特征在于:所述圆形内孔网72的直径较所述外圆环71的直径小20mm,所述条形带73的宽度为4mm,所述圆形内孔网72上若干均匀分布的圆孔直径为1.5mm ;所述负载催化剂的孔网7与水平面呈α角度设置,所述α为35°。
[0073]所述负载催化剂的孔网7位于所述介质阻挡放电射流喷嘴23的下方,所述介质阻挡放电射流喷嘴23的出气口与所述负载催化剂的孔网7之间的垂直距离为d,所述介质阻挡放电射流喷嘴23的出气口与所述负载催化剂的孔网7之间竖直距离为D,D为18mm,所述介质阻挡放电射流喷嘴23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。
[0074]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72上,最后在220°C下烘焙3.5小时,冷却即得。
[0075]所述气液分离装置9的所述上腔体92的直径较所述下腔体91的直径大5倍。
[0076]其余内容同实施例1。
[0077]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.等离子体与超声和催化联合的级联式水处理装置,其特征在于:包括:水处理单元(I),所述水处理单元(I)包括超声臭氧联合反应器(2 )和等离子体发生器(3 ),所述超声臭氧联合反应器(2 )的出水口通过液栗(4 )和液体流量计(5 )与Y型反应器(6 )的进水口相连,所述等离子体发生器(3 )的出气口伸入所述Y形反应器(6 )的进气口内部,所述Y形反应器(6)的出水口设置于所述Y型反应器(6)的进水口和进气口的下方,所述Y形反应器(6)的出水口内设置有负载催化剂的孔网(7),所述Y形反应器(6)的出水口与水平向的出水管(8)相连,所述出水管(8)的侧壁通过气液分离装置(9)及气栗(20)与第一气体循环管道(10)的进气口相连接,所述第一气体循环管道(10)的出气口穿过所述超声臭氧
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