专利名称：一种电极式介质阻挡放电水处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水处理领域，具体涉及一种应用于水处理的介质阻挡放电装置。
背景技术：
介质阻挡放电是有绝缘介质插入放电空间的一种气体放电，介质可以覆盖在电极 上或者悬挂在放电空间里，当在放电电极上施加足够高的交流电压时，电极间的气体，即使 在很高气压下也会被击穿而形成所谓的介质阻挡放电。介质阻挡放电技术属于低温等离子 体技术，最早于20世纪80年代开始应用于环境保护领域中的气态污染物治理，随着技术的 发展，介质阻挡放电开始应用于废水污染物治理。在现有的利用放电等离子体对污水进行 处理或对饮用水进行消毒杀菌处理技术中，大多采用先在气体中放电产生等离子体后将其 充入水中的方法，但这些方法/设备大多数对产生等离子体利用效率不高，且只能应用于 小型试验或者设备复杂难于推广使用。
发明内容本实用新型的目的是针对上述水处用方法的缺点，提供一种能够推广使用的电极
式介质阻挡放电等离子体水处理装置。 本实用新型的技术方案是 —种电极式介质阻挡放电水处理装置，包括普通电极2、等离子体电源和高压曝气 管式电极3，所述的普通电极2和高压曝气管式电极3分别与等离子体电源相连接；其中所 述的普通电极2为接地电极，由普通电极材料制成；所述的高压曝气管式电极3包括高压绝 缘柱4、高压金属电极5、玻璃介质内管6、介质玻璃管7和曝气管8，其中所述的高压绝缘柱 4将所述的介质玻璃管7的顶部密封，所述的曝气管8与所述的介质玻璃管7的底部密封连 接，即高压绝缘柱4、介质玻璃管7和曝气管8通过对接粘结密封而成。 由玻璃介质内管6包裹高压金属电极5构成的高压电极位于介质玻璃管7内；高 压电极的高压金属电极5，通过贯穿高压绝缘柱4的高压电源线与等离子体电源相连通。 在介质玻璃管7的上部(高压绝缘柱4与高压电极之间的位置)设有空气入口， 曝气管8上设有微孔空气出口 ，空气一般由鼓风机或储气罐提供。 普通电极和高压曝气管式电极分别呈细长状，优选为圆柱形。二者平行垂直放入 需处理的水体，普通电极的长度为保证能与水体有足够的接触面积即可，而高压曝气管式 电极根据实际处理水体的需要设置，中间的介质玻璃管及内部的高压电极长度以保证满足 实际需要的放大面积为宜，其下端的曝气管长度以满足气体流量要求为宜。整个高压曝气 管式电极为圆柱状，将高压电极套于其内，这里所指的圆柱状并非是指整个高压曝气管式 电极的内径一致，而是指各部分的外形呈圆柱状，其中各部分的内径可以不同，介质玻璃管 7的内径小于其底部的曝气管8，曝气管内径略大于中间的玻璃介质管可满足曝气的要求， 其内部高压电极的长度以不超过中间玻璃介质管的长度为宜。 所述普通电极和高压极电极材料可以是不锈钢、铜、铝等导电性强的材料；高压绝缘柱由耐高温高压绝缘材料制成；曝气管为微孔曝气管，一般由硅橡胶制成。 介质玻璃管7与玻璃介质内管6之间留有间隙，中间为流通的空气，该间隙的距 离为2 10mm。介质玻璃管7与玻璃介质内管6实际上为介质材料，所述介质材质材料为 玻璃或石英玻璃，介质厚度为2 3mm，两介质间距为2 10mm，介质玻璃管直径为10 80mm，内管直径依据外管而定，电极长度根据实际处理水的情况而定，普通电极2与高压曝 气管式电极3的长度一般为1 3m。 等离子体电源为高频高压电源，其输入电压为200V，输入频率为50Hz，输出的电 压及频率一般只要达到能够进行介质阻挡放电即可，当然高的电压及频率有利于产生等离 子体。其产生的电压一般为8 30kV正弦波形电压(脉冲电压为0 30kV亦可应用于本 装置)，高频电流频率为2. 5 30kHz 。 在使用时，将本装置的普通电极和高压曝气管式电极平行置于反应池内，普通电
极与反应池内的中水一起构成接地极，高压曝气管式电极内通入空气。空气从高压曝气管
式电极上端进入介质间隔区后在等离子体电压施加在高压电极与接地极之间的几千伏至
几十千伏的高压下进行介质阻挡电放电反应产生高浓度臭氧、活性粒子及紫外光，紫外光
直接穿透玻璃介质辐照水体产生光化学反应，而含高浓度臭氧及活性粒子的空气通过曝气
管以微小气泡的形式涌出与水充分混合，与水中有机污染物发生氧化降解反应。 在水处理时，本实用新型的装置可以采用单级处理、多级并或串联的形式以达到
满足所需处理水量水质的要求。 该装置将高级氧化技术中的介质阻挡放电技术应用于水处理，縮短了介质阻挡放 电过程中臭氧、高能活性粒子从产生到与水体充分接触的时间，提高了其与水混合均匀度， 从而提高了臭氧、活性粒子的利用效率，能有效地去除水中所含的有机物等污染物同时具 有杀菌消毒的作用可以省去后续处理措施，且具有实施过程简单，操作使用方便，易维护等 特点。该水处理装置可用于工业、农业及社会公共事业等领域中的饮用水、供水和污水处 理，以及对对水体进行消毒、灭菌处理。
图1是本实用新型的一种实施方式结构示意图。 图2是高压曝气管式电极的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图及应用于中水处理实施例，对本实用新型作进一步说明。 介质玻璃管7的两端分别与高压绝缘柱4和曝气管8对接，高压绝缘柱4在上，曝 气管8在下，通过粘结密封，制成高压曝气管式电极3的外体。在介质玻璃管7的上部(高 压绝缘柱4与高压电极之间的位置)设有空气入口，曝气管8上设有微孔空气出口。曝气 管8的内径略大于介质玻璃管7的内径。 玻璃介质内管6包裹高压金属电极5，构成高压电极，高压金属电极5设于介质玻 璃管7内，高压金属电极5通过贯穿高压绝缘柱4的高压电源线与等离子体电源相连通。介 质玻璃管7与玻璃介质内管6壁厚为厚度为2 3mm，它们之间留有2 10mm的间隙。上 述高压绝缘柱4、高压金属电极5、介质玻璃管7和曝气管8 —起构成高压曝气管式电极3。[0020] 将电极式介质阻挡放电装置安装于需处理的水池或容器内，圆柱形的高压曝气管 式电极下端曝气管离池底距离为0. 3 0. 5m ;高压金属电极5的接线从高压绝缘柱4中穿 出，长度为1 3m的细长状的普通电极2和高压金属电极5分别接于等离子体电源两端， 平行垂直放入需处理的水体。等离子体电源和鼓风机(或储气罐)可安装于室内或现场， 从介质玻璃管上端的入口处鼓入空气。 采用城镇农村生活小区排放的生活污水经二段生物处理或物化+生物处理后的 水做为中水水源，从进水口进入中水回用综合处理水池1。将普通电极2和高压曝气管式 电极3没入综合处理水池1的水中，其中绝缘柱4保留在水面上。中水从底部流入综合处 理反应区，在反应区内普通电极2使水体形成接地电极，与高压曝气管式电极3中的高压 金属电极5形成放电的两级，空气从介质玻璃管7的上部流入后进入其与玻璃介质内管6 形成介质阻挡放电区，在高频高电压作用下产生高浓度臭氧、活性离子及紫外光，其中含臭 氧、活性离子的空气通过下部的曝气管8与水体充分混合参与氧化降解反应，在气水上流 的过程中，紫外光直接穿透介质玻璃7辐照整个水体引导光化学反应，在整个降解过程中， 臭氧、紫外光同时对水体进行杀菌消毒，去除异味。整个反应可以根据实际处理水质水量需 要进行多级串联或并联使用，最后经过处理后的水通过排水口进入回用水池可供居民作为 非引用水使用，如冲厕、清洗地面、浇花、种菜等。本处理技术方法在降解处理中水中有机污 染物的同时具有杀菌消毒、去除异味的功能，省去了中水的后续处理措施，因而可以节省处 理费用，减少占地。
权利要求一种电极式介质阻挡放电水处理装置，包括普通电极(2)、等离子体电源和高压曝气管式电极(3)，所述的普通电极(2)和高压曝气管式电极(3)分别与等离子体电源相连接；其特征在于所述的高压曝气管式电极(3)包括高压绝缘柱(4)、高压金属电极(5)、玻璃介质内管(6)、介质玻璃管(7)和曝气管(8)，其中所述的高压绝缘柱(4)将所述的介质玻璃管(7)的顶部密封；所述的曝气管(8)与所述的介质玻璃管(7)的底部密封连接；由玻璃介质内管(6)包裹高压金属电极(5)构成的高压电极位于所述的介质玻璃管(7)内；在所述的介质玻璃管(7)的上部设有空气入口。
2. 根据权利要求1所述的电极式介质阻挡放电水处理装置，其特征在于所述的高压电 极的高压金属电极(5)，通过贯穿所述的高压绝缘柱(4)的高压电源线与所述的等离子体 电源相连通。
3. 根据权利要求1所述的电极式介质阻挡放电水处理装置，其特征在于所述的曝气管 (8)上设有微孔空气出口。
4. 根据权利要求1所述的电极式介质阻挡放电水处理装置，其特征在于所述的普通电 极(2)和高压曝气管式电极(3)分别呈细长的圆柱状。
5. 根据权利要求1所述的电极式介质阻挡放电水处理装置，其特征在于所述的介质玻 璃管(7)的内径小于其底部的曝气管(8)。
6. 根据权利要求1所述的电极式介质阻挡放电水处理装置，其特征在于所述的介质玻 璃管(7)与所述的玻璃介质内管(6)之间留有间隙，该间隙的距离为2 10mm。
7. 根据权利要求1、5或6所述的电极式介质阻挡放电水处理装置，其特征在于所述的 介质玻璃管(7)或所述的玻璃介质内管(6)的材质为玻璃或石英玻璃，厚度为2 3mm。
8. 根据权利要求1或4所述的电极式介质阻挡放电水处理装置，其特征在于所述的普 通电极(2)或高压曝气管式电极(3)的长度为1 3m。
专利摘要本实用新型公开了一种电极式介质阻挡放电水处理装置，包括普通电极、等离子体电源和高压曝气管式电极，普通电极和高压曝气管式电极分别与等离子体电源相连接；高压曝气管式电极包括高压绝缘柱、高压金属电极、介质玻璃管和曝气管，其中高压绝缘柱将介质玻璃管的顶部密封；曝气管与介质玻璃管的底部密封连接；由玻璃介质内管包裹高压金属电极构成的高压电极位于介质玻璃管内；在介质玻璃管的上部设有空气入口。该装置将高级氧化技术中的介质阻挡放电技术应用于水处理其特点在于提高了臭氧、活性粒子的利用效率，能有效地去除水中所含的有机物等污染物同时具有杀菌消毒的作用，且具有实施过程简单，操作使用方便，易维护等特点。
文档编号C02F1/32GK201447384SQ20092004562
公开日2010年5月5日 申请日期2009年5月22日 优先权日2009年5月22日
发明者伦琳, 冯景伟, 张继彪, 汪龙眠, 王卫平, 王曦曦, 王正芳, 罗兴章, 罗艳, 邹星星, 郑正, 郭飞宏, 高顺枝 申请人:南京大学