专利名称：等离子体水处理方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及水处理方法及其装置，尤其涉及用等离子体处理饮用水及污水 的方法及其装置。
技术背景随着工业的发展和生活水平的提高，出现了各种各样的工业污水和生活污 水，这些污水如果不经过处理就直接排放，会对江河湖海等水体造成污染。其 中，有毒有害有机污水和高浓度含重金属离子的污水很难用常规的污水处理方 法来处理。目前，通常采用臭氧来处理高浓度有机污水。该方法是将臭氧发生器产生 的臭氧通过管道导入污水中用来处理污水。这种方法存在的问题是由于臭氧的 寿命短，并且臭氧与污水混合接触不充分，从而导致臭氧处理污水的方法效率 低、成本高。纳米二氧化钛在紫外线光照下能有效降解高浓度有机杂质，也可用于染料 污水的脱色。但此方法的问题是纳米二氧化钛非常昂贵，并且在污水处理中， 纳米二氧化钛无法回收反复使用，从而造成污水处理成本高，无法推广应用。等离子体以其活性粒子能量高、效率高、利于环保的特点，在水处理技术领域成为一种新的水处理技术方案。申请号为200710027410.5，
公开日为2007 年10月10日的中国发明专利申请公开了一种利用低温等离子体处理工业废水 的方法及处理装置，其主要特征是将废水间歇通入设有阴、阳电极的等离子反 应器内，其中等离子反应器包括阴极室、阳极室、阴电极、阳电极，阴电极与 阳电极的表面积之比为l: 1.5 50。该发明申请的原理是废水被电解在阴、阳 电极上产生气体，通过电离在阴电极周围产生气体鞘层，气体鞘层被击穿形成 辉光等离子体。该发明申请存在的问题是，等离子体的气源是通过电解产生的 气体，气体量少，形成的等离子体数量少，处理废水的效率低；并且设置了阴 极室、阳极室、阴电极、阳电极等零部件，结构复杂。 发明内容本发明针对现有等离子体水处理方法效率低的问题，提供一种可连续生产、效率高的等离子体水处理方法。本发明的另一个目的是提供一种结构简单、效率高的等离子体水处理装 置，用以解决现有等离子体水处理装置结构复杂、效率低的问题。为了解决上述第一个技术问题，本发明采用如下的技术方案等离子体水处理方法，包括以下步骤(1) 将待处理水通入等离子体反应器内；(2) 接通等离子体反应器的气源；(3) 接通等离子体反应器的电源，等离子体反应器产生等离子体，利用 等离子体对水进行处理；(4) 将处理后的水排出。 为了达到本发明的第二个目的，采用如下的技术方案等离子体水处理装置，包括等离子体反应器，等离子体反应器上设置进水 口及出水口，所述等离子体反应器上装置至少一对等离子放弧枪，所述等离子 放弧枪相对设置并与气源及电源连接。进一步地，所述等离子体反应器采用绝缘材料。所述等离子放弧枪包括枪杆，枪杆内设置电极，枪杆上设置进气口及出气 口，所述电极从出气口穿出。。所述电极材料为石墨、钛、铁或铝之一。 本发明的技术效果在于-(1) 本发明方法中，专门设置了气体，等离子体的气源充足，形成的等 离子体量多，并且污水是连续通入等离子体反应器中，水处理能力强，效率高。(2) 本发明装置，取消了现有技术中的阴极室、阳极室、阴电极、阳电 极等零部件，代之以相对设置在等离子体反应器上的至少一对等离子放弧枪， 结构大大减化。(3) 等离子放弧枪相对设置，从枪口喷出的空气或者其它气体在水中相 向对撞，产生气体的撞击流。气体撞击流的产生实现了二个目的， 一是创造了 在气体撞击流的气场中发生等离子体的条件，二是使产生的等离子体与水即时 充分混合，保证了等离子体中的臭氧在有限的寿命中与水体杂质进行有效的反 应，从而加强了等离子体对水体杂质的降解作用。(4) 当等离子放弧枪的电极材料采用钛时，等离子体的产生过程中同时对电极材料钛进行剥蚀，生成钛离子，钛离子直接被氧化，生成二氧化钛，同时在辉光放电中产生的紫外线光照下，二氧化钛加强了污染物的降解。电极从 出气口穿出，增大了等离子体与电极的接触面积，使剥蚀效果更好。本发明适用于各种水处理，尤其能够处理多种高浓度、高难度的难降解的 有毒有害有机污水和高浓度含重金属离子的污水，例如含氰含铬污水、染料中 间体(蒽醌类)污水、活性染料污水、发酵污水、含油污水等。等离子体可以 有效地将水体中的有机大分子上的支链基团去除，如去除羟基或其它小分子基 团，导致大分子基团带上静电电荷，从而创造了水体中杂质的絮凝条件；同时 使重金属离子转化为氢氧化物，如钙、镁、铝、铁、铬离子等转化为氢氧化#5、 氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化铁、氢氧化铬，这些物质均为水中的不溶物或者 是水中的絮凝剂，达到了与水体分离的目的。
图1为本发明等离子体水处理装置的结构示意图； 图2为图1中的等离子体发生器的结构示意图； 图3为图1中的等离子放弧枪的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式
作进一步的说明。 见图1，等离子体水处理装置，包括等离子体反应器3，等离子体反应器3 上设置进水口 6及出水口 7，等离子体反应器3上装置至少一对等离子放弧枪 2。等离子放弧枪2相对设置，通过气管5与气源4连接，通过电线9与电源1 连接。气源4可以采用压縮空气，也可以采用压縮氧气。电源1外接220V或 者380V交流电源，电源1的输出电压在2000—6000V。见图2，等离子体反应器3采用绝缘材料，如塑料、玻璃、陶瓷等。 见图3，等离子放弧枪2包括枪杆，枪杆内设置电极ll，枪杆上设置进气 口8及出气口12，电极11从出气口 12穿出。电极11的另一端从枪杆的尾部 穿出，在端部设置电接点IO。电极ll的材料可以为石墨、钛、铁或铝之一。见图l及图3，两等离子放弧枪2的电极11之间的间距在3 — U毫米，在 电源1的2000—6000V的输出电压作用下，两等离子放弧枪2中的一对电极 11产生辉光放电，对从两等离子放弧枪2出气口 12喷出的气体产生电离作用，形成等离子体。根据处理量的大小，本发明的等离子体水处理装置可以多台串联或者并联 联合作业。等离子体水处理方法，包括以下步骤(1) 将待处理水通入等离子体反应器内；(2) 接通等离子体反应器的气源；(3) 接通等离子体反应器的电源，等离子体反应器产生等离子体，利用 等离子体对水进行处理；(4) 将处理后的水排出。排出的水经过沉淀或者进入下一道工序。 以下是本发明方法处理各种污水的实施例。 实施例1 、生活污水处理将进水COD》350mg/L的生活污水通入等离子体反应器3内；接通等离 子体反应器3的气源4;接通等离子体反应器3的电源1，等离子体反应器3 产生等离子体，利用等离子体对生活污水进行处理；将处理后的水排出。经用 常规方法检测，处理后出水COD〈5mg/L。实施例2、发酵污水步骤同实施例l，参数如下进水COD〉18179mg/L， SO42->6800mg/L， NH3-N>2149mg/L处理后出水COD《356mg/L， SO42-<160mg/L， NH3-N<78mg/L实施例3、化纤污水步骤同实施例l,参数如下进水COD>4500mg/L处理后出水COD<200mg/L实施例4、焦化污水步骤同实施例l，参数如下进水COD>6000mg/L出水COD《150mg/L实施例4、含盐高蛋白质污水步骤同实施例l，参数如下进水COD>5000mg/L， Cr>60000mg/L 处理后出水COD〈100mg/L， CK1100mg/L
权利要求
1. 等离子体水处理方法，其特征在于包括以下步骤(1)将待处理水通入等离子体反应器内；(2)接通等离子体反应器的气源；(3)接通等离子体反应器的电源，等离子体反应器产生等离子体，利用等离子体对水进行处理；(4)将处理后的水排出。
2. 等离子体水处理装置，包括等离子体反应器，等离子体反应器上设置 进水口及出水口，其特征在于所述等离子体反应器上装置至少一对等离子放弧 枪，所述等离子放弧枪相对设置并与气源及电源连接。
3. 按照权利要求2所述的等离子体水处理装置，其特征在于所述等离子体反应器采用绝缘材料。
4. 按照权利要求2所述的等离子体水处理装置，其特征在于所述等离子 放弧枪包括枪杆，枪杆中设置电极，枪杆上设置进气口及出气口，所述电极从 出气口穿出。
5. 按照权利要求4所述的等离子体水处理装置，其特征在于所述电极材 料为石墨、钛、铁或铝之一。
全文摘要
本发明涉及等离子体水处理方法及其装置。等离子体水处理方法，包括以下步骤将待处理水通入等离子体反应器内；接通等离子体反应器的气源；接通等离子体反应器的电源，等离子体反应器产生等离子体，利用等离子体对水进行处理；将处理后的水排出。等离子体水处理装置，包括等离子体反应器，等离子体反应器上设置进水口及出水口，等离子体反应器上装置至少一对等离子放弧枪，等离子放弧枪相对设置并与气源及电源连接。本发明提供了一种可连续生产、效率高的等离子体水处理方法，并且提供了一种结构简单的等离子体水处理装置。
文档编号C02F1/48GK101254960SQ20081002018
公开日2008年9月3日 申请日期2008年3月27日 优先权日2008年3月27日
发明者峰 汪 申请人:峰 汪