一种采用放电等离子体激活过硫酸盐的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种放电等离子体激活过硫酸盐的方法，属于水处理技术应用领域。
【背景技术】
[0002]过硫酸盐(钾、钠、钱、钙等)是一种强氧化剂，过硫酸根的标准氧化还原电位(E。)为2.0lV(相对于标准氢电极)，接近于臭氧(E。=+2.07V)，能够氧化多种液相污染物。过硫酸根在热、紫外光、超声波、及碱液、金属离子(如Fe2+)等物理化学效应作用下，可以转化为硫酸根自由基(S04e )，硫酸根自由基的标准氧化还原电位(E。)为2.5V-3.1V，氧化性强于过硫酸盐及羟基自由基(标准氧化还原电位为1.89-2.72V)，可对液相污染物进行氧化处理的范围更大。
[0003]促使过硫酸盐生成硫酸根自由基的传统手段是利用热、紫外光、超声波、金属离子、电解等。液相放电(或气-液相混合放电)等离子体是采用高电压将液相/气相击穿，在液相中、或气-液混合相中生产羟基自由基、过氧化氢(标准氧化还原电位为1.8V)、臭氧等反应活性物质的同时，也会释放热、紫外光、冲击波等物化效应。本发明涉及一种采用放电等离子体激活液相过硫酸盐、生成硫酸根自由基的方法，即将过硫酸盐投加到待处理的水体中，在待处理的水体中或水表面实现电晕放电或介质阻挡放电，利用放电等离子体通道中的物理化学效应激活过硫酸盐，生成硫酸根自由基。本专利中过硫酸盐的激活方法与传统促使过硫酸盐生成硫酸根方法的优点是:放电等离子体激活过硫酸盐生成的硫酸根自由基可与放电等离子体自身生成的羟基自由基、过氧化氢、臭氧等氧化物质构成液相多氧化物质体系，提高水体污染物的去除效率。
【发明内容】
[0004]本发明提供了一种利用放电等离子体激活过硫酸盐、生成硫酸根自由基，并与放电等离子体自身生成的羟基自由基、过氧化氢等形成液相多氧化物质体系的方法。
[0005]本发明提出的利用放电等离子体激活过硫酸盐生成硫酸根自由基，与羟基自由基、过氧化氢等氧化物质形成液相多氧化物质体系的方法是按下述方法实现的:
[0006]将过硫酸盐投加到待处理的水体中，在待处理的水体中或水表面实现电晕放电或介质阻挡放电，利用放电等离子体通道中的热、紫外光、冲击波等物理化学效应激活过硫酸盐，生成硫酸根自由基；所述的采用放电等离子体生成激活过硫酸盐的物理化学效应是将高压电极、低压电极置于储水箱体中，高压电极和低压电极间隔一段距离；高压电极通过高压导线接通高压电源，低压电极采用导线接地，调节高压电源的电压，使高压电极和低压电极间的气隙和液体击穿、形成放电等离子体通道。
[0007]高压电极置于待处理水体水面的上方或置于待处理水体中。
[0008]产生放电等离子体的装置采用电晕放电结构或介质阻挡放电结构，电晕放电装置或介质阻挡放电装置中的高压电极为金属针、或金属板、或金属网。低压电极为金属板，或金属网。高压电极、低压电极为不锈钢材质。
[0009]采用电晕放电结构时，高压电极和低压电极之间不插入绝缘介质板。高压电极置于待处理的水体表面上方、或置于待处理的水体中，低压电极置于待处理的水体中，高压电极和低压电极间隔一定距离，形成放电间隙。高压电极通过高压导线与高压电源连接，低压电极通过普通导线接地。通过导气管或曝气装置在放电间隙中通入气体，气体可以是氧气、氮气、氦气、氩气、空气中的一种，或几种气体的任意混合。高压电极的供电电源为脉冲高压电源、或直流电源、或交流电源。脉冲高压电源的极性可为正极性、或负极性、或双极性；直流电源的极性可为正极性、或负极性。
[0010]采用介质阻挡放电结构时，高压电极置于待处理的水体表面上方，低压电极置于待处理的水体中，高压电极与水面间隔一段距离形成放电气隙，高压电极或低压电极表面覆盖绝缘介质。通过导气管或曝气装置在放电间隙中通入气体，气体可以是氧气、氮气、氦气、氩气、空气中的一种，或几种气体的任意混合。高压电极的供电电源为脉冲高压电源、或交流电源，脉冲高压电源的极性可为正极性、或负极性、或双极性。
[0011]所述的待处理水体中的污染物与过硫酸盐的摩尔比为1:1?100。
[0012]本发明加快了水体污染物的处理效率和速率。本发明应用在工业有机废水、生活污水、地表水处理等领域。
【附图说明】
[0013]图1电晕放电等离子体水处理系统。
[0014]图2介质阻挡放电等离子体水处理系统。
[0015]图3脉冲电晕放电激活过硫酸盐脱色染料废水的效率图。
[0016]图4介质阻挡放电激活过硫酸盐脱色染料废水的效率图。
[0017]图中:I储水箱体；2出气口 ；3高压电极；4低压电极；5气瓶；6输气管；7阀门；8流量控制计；9接地导线；10进气口 ；11高压导线；12高压电源；13绝缘介质；14出水口 ；15水循环管路；16循环水箱；17蠕动水循环栗；18进水口。
【具体实施方式】
[0018]实施例1
[0019]本实施方式采用电晕放电等离子体激活过硫酸盐产生硫酸根自由基的方法是按下述方法进行的:将过硫酸盐投加到待处理的水体中，将置于储水箱体I中的高压电极3通过高压导线11接通高压电源12，低压电极4采用导线9接地，调节高压电源12的电压，使高压电极3和低压电极4间的液体击穿、形成放电等离子体通道，过硫酸盐在放电等离子体通道中被激活生成硫酸根自由基。在高压电极3和低压电极4之间通过气体导管6鼓入气体，气体由出气口 2排出。鼓入气体用于调节放电状态，气体由气源5提供，气体流量通过阀门7和气体流量计8调节。
[0020]本实施方式中的高压电极是金属针、或金属板、或金属网，金属材质为不锈钢；金属网的网孔大小为ImmX Imm?5mmX5mm。高压电极置于待处理水体中，高压电极和低压电极间的放电间隙为5mm-50mm。
[0021]本实施方式中的高压电源是脉冲高压电源、或直流高压电源、或交流高压电源。脉冲高压电源的极性为正极性、或负极性、或双极性，直流高压电源的极性为正极性、或负极性；直流电源的电压幅值，交流电源和脉冲电源的电压幅值和频率根据实际工况调节。
[0022]本实施方式中的气体是氧气、氮气、氩气、氦气、空气中的一种，或几种的任意组合，气体的流量根据实际工况进行调节。
[0023]本实施方式中，待处理水体中污染物与过硫酸盐的摩尔比为1:1?100。
[0024]实施例2
[0025]本实施方式采用介质阻挡放电等离子体激活过硫酸盐、产生硫酸根自由基的方法是按下述方法进行的:将过硫酸盐投加到待处理的水体中，将置于储水箱体I中的高压电极3通过高压导线11接通高压电源12，低压电极4采用导线9接地，调节高压电源12的电