一种低温等离子体处理医疗废水的装置的制作方法

本实用新型涉及低温等离子体水处理技术领域，具体是一种低温等离子体处理医疗废水的装置。

背景技术：

低温等离子体水处理技术是今年来兴起的一项技术，它对污染物具有物理化学生物等多种类型的作用。介质阻挡放电是产生低温等离子体的一种方式，在处理废水的放电过程中，可以产生高能电子、紫外光、臭氧以及在水中产生强氧化性的羟基自由基等因素，这些因素对废水的降解都起到一定的作用，具有处理范围广，快速高效，无二次污染等优点。

医疗废水成分复杂，不同程度地含有多种病菌、病毒、寄生虫卵等，而且还会有很多抗生素被排放到环境中，并且可能还会有一些大分子的难降解的污染物，所以寻求一种高效全面的医疗废水降解方法是非常必要的。

目前，关于处理医疗废水的方式有多种，但是就如何把低温等离子体技术有效应用至医疗废水的降解，且达到可实际应用于大规模处理这一点来说，还没有形成统一的认识或模式，还需要人们做进一步理论和实验研究和探索。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种低温等离子体处理医疗废水的装置，采用介质阻挡放电技术产生低温等离子体，低温等离子放电产生的高能电子、紫外光和臭氧等对医疗废水进行降解，具有降解效率高，无二次污染等优点。

本实用新型的技术方案为：

一种低温等离子体处理医疗废水的装置，包括有低温等离子体电源、等离子体放电反应器、集水池和供气系统；所述的供气系统包括有设置有顶盖的集气罩、分别与集气罩连接的供气装置和抽气泵，所述的集水池内设置有曝气机构，所述的抽气泵的进气端与集气罩连通，抽气泵的出气端与曝气机构连接；所述的等离子体放电反应器设置于集气罩内，等离子体放电反应器包括有设置于集气罩内的废水槽和升降式电极支撑板、连接于升降式电极支撑板上的接线柱和多个高压电极、以及连接于废水槽上的进水管和出水管，所述的废水槽内设置有挡水网，多个高压电极位于挡水网的正上方，所述的接线柱与低温等离子体电源连接，所述的进水管伸出到集气罩外且通过进水泵与集水池连接，所述的出水管伸出到集气罩外且通过出水泵与集水池连接。

所述的供气装置包括有气源、供气管道和设置于供气管道上的气体流量阀，所述的供气管道的进气端与气源连通，供气管道的出气端与集气罩连通。

所述的集气罩支撑固定于地极支撑板上，并采用密封圈密封集气罩与地极支撑板的对接边缘处。

所述的集水池通过注水泵与废水池连通，所述的集水池通过排水管与储水池连通，所述的排水管上设置有排水阀。

所述的曝气机构选用曝气石。

所述的升降式电极支撑板包括有固定于集气罩底板上的高度调节螺母和连接于高度调节螺母顶端的电极支撑板，所述的接线柱和多个高压电极均连接于电极支撑板上，所述的低温等离子体电源选用输出电压为10kv、脉冲频率为9kHz的低温等离子体电源，设置于集气罩外的低温等离子体电源通过电源线与接线柱连接。

所述的高压电极选用带有陶瓷层的铜电极。

所述的进水管与集气罩的对接处、所述的出水管与集气罩的对接处均设置有密封圈，用于防止集气罩漏气。

本实用新型的优点：

（1）、结构简单、操作方便、设备成本低；

（2）、应用范围广，可以实现大规模的处理；

（3）、降解效率高，无二次污染；

（4）、兼具灭菌，抗生素降解和降低水质的化学需氧量三种作用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型处理含病菌的模拟医疗废水（酵母菌液）的灭菌效果图。

图3是本实用新型通入氧气和不通气两种情况下处理含抗生素的模拟医疗废水（诺氟沙星溶液）的降解率对比图。

图4是本实用新型通入空气条件下处理含大分子有机物的模拟医疗废水（亚甲基蓝溶液）的浓度变化曲线和化学需氧量变化曲线图。

图5是本实用新型通入氧气和不通气两种情况下处理含大分子有机物的模拟医疗废水（亚甲基蓝溶液）的浓度变化曲线图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

见图1，一种低温等离子体处理医疗废水的装置，包括有低温等离子体电源1（输出电压为10kv、脉冲频率为9kHz）、等离子体放电反应器、集水池2和供气系统；

集水池2通过注水泵7与废水池5连通，集水池2通过排水管与储水池6连通，排水管上设置有排水阀8；

供气系统包括有设置有顶盖且固定于地极支撑板31上的集气罩32、分别与集气罩32连接的供气装置和抽气泵36，集气罩32与地极支撑板31的对接边缘处采用密封圈密封，供气装置包括有气源33、供气管道34和设置于供气管道上的气体流量阀35，供气管道34的进气端与气源33连通，供气管道34的出气端与集气罩32连通，集水池2内设置有曝气石37，抽气泵36的进气端与集气罩32连通，抽气泵36的出气端与曝气石37连接；

等离子体放电反应器设置于集气罩32内，等离子体放电反应器包括有设置于集气罩32内的废水槽41和高度调节螺母42、连接于高度调节螺母42顶端的电极支撑板43、连接于电极支撑板43上的接线柱44和多个高压电极45（带有陶瓷层的铜电极）、以及连接于废水槽41上的进水管46和出水管47，废水槽41内设置有挡水网48，多个高压电极45位于挡水网48的正上方，接线柱44与设置于集气罩32外的低温等离子体电源1通过电源线连接，进水管46伸出到集气罩外且通过进水泵49与集水池2连接，出水管47伸出到集气罩32外且通过出水泵410与集水池2连接，且进水管46与集气罩32的对接处、出水管47与集气罩32的对接处均设置有密封圈411，用于防止集气罩32漏气。

一种低温等离子体处理医疗废水的方法，具体包括有以下步骤：

（1）、将废水池5内待处理的医疗废水注入到集水池2中，此时排水阀8处于关闭状态，调节进水泵49和出水泵410的电极转速差从而使得废水槽41中的医疗废水刚好没过挡水网48；

（2）、打开集气罩32的顶盖，通过高度调节螺母42调节电极支撑板43的高度，使得高压电极45距离废水槽41内的水面6.5-7.5mm，从而使得高压电极与水面保持合适的距离，产生均匀的等离子体，然后合上集气罩32的顶盖；

（3）、打开气源33，并调节气体流量阀35的供气流量和抽气泵36的抽气速度，使得集气罩32内气体处于缓慢抽气的状态，然后打开低温等离子体电源1并调节输出电压，使等离子体正常进行放电，最后调节低温等离子体电源1的脉冲频率使输入电流稳定在1.5A；

（4）、气源33输送的含氧气体进入到集气罩32内，高压电极45对含氧气体作用形成等离子体放电，等离子体放电时产生的紫外光和等离子体对废水槽41内的医疗废水进行降解处理，废水槽41处理后的废水流入集水池2内，同时等离子体放电时产生的臭氧经抽气泵36输送到集水池2的曝气石37上，曝气石37输出臭氧对集水池2内的医疗废水继续进行处理，最后处理完成后，打开排水阀8，集水池2内处理后的医疗废水输送至储水池6进行回收储存。

实施例1：低温等离子体介质阻挡放电处理医疗废水的装置进行灭菌的效果：

选用3L含酵母菌的水溶液模拟医疗废水，其中酵母菌数量约为6×10⁶/L。通入氧气一段时间后，等离子体（DBD）放电连续处理10s，在第5s的时候取样一次，在第10s的时候取样一次；取100ul进行涂板培养，后统计菌落生长状况。

如图2可以看出经过5s的放电处理，酵母菌基本被杀死，经过10s的处理后，灭菌率达到99%。说明本装置在通入氧气的情况下的灭菌效果显著，可以有效的杀灭医疗废水中的病菌。

实施例2：低温等离子体介质阻挡放电处理医疗废水的装置降解抗生素的效果：

待处理液为3L的诺氟沙星溶液，初始浓度为200mg/L，用来模拟医疗废水中的难降解的抗生素。分别通入空气和氧气条件下进行放电连续处理20min，第10min取一次样，后通过高效液相色谱（HPLC）进行浓度检测，检测波长为278nm。

如图3所示，可以看出此装置对诺氟沙星溶液的降解效果显著，而且可以看出氧气中放电可以更加有效的降解抗生素，说明臭氧可以对抗生素的降解起到显著作用。由此说明本装置可以有效的降解医疗废水中残留的难以生化降解的抗生素。

实施例3：低温等离子体介质阻挡放电处理医疗废水的装置降解大分子有机物的效果：

（a）、选用3L的亚甲基蓝水溶液模拟医疗废水，其中含有大分子有机污染物，初始浓度为130mg/L。通入空气的条件下，DBD放电连续处理40min，每隔10min取一次样，后通过紫外分光光度计标准曲线法测定亚甲基蓝的浓度，与之对应的通过连华科技水质测定仪测得被处理后溶液的化学需氧量值。

如图4所示，可以看出亚甲基蓝的浓度随处理时间的增加在降低，而从化学需氧量上看，前20min的处理使得化学需氧量的值升高，但是亚甲基蓝的浓度在降低，这说明了大分子的亚甲基蓝被降解成为小分子的有机物，使得化学需氧量的值升高；随着处理时间的增加，小分子的有机物进一步被降解成为一些无机化合物，使得化学需氧量值又慢慢下降。这说明本装置可以有效的降解大分子的有机污染物，可以有效的降解水中的有机污染物。

（b）、选用3L的亚甲基蓝水溶液模拟医疗废水，其中含有大分子有机污染物，初始浓度为100mg/L。在通空气的条件下，DBD放电连续处理40min，每隔10min取一次样；在通入氧气的条件下，DBD处理亚甲基蓝20min，每隔5min进行取样。然后通过紫外分光光度计标准曲线法测定亚甲基蓝的浓度。

从图5所示的结果发现，与通入空气的情况相比较，通入氧气的情况下，在第5min亚甲基蓝降解率就达到70%左右，而通空气的条件下处理40min后降解率才达到50%左右；所以由于氧气的通入使得降解效果显著增强。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。