分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器的制作方法

本发明涉及水处理设备，具体是一种分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器。

背景技术：

目前，在水处理方面，常见的水处理方法有不同类型和方式的物理方法和化学方法，但这些方法也呈现出了各自不同的缺点，如效率低下、成本高昂、新的有毒物质产生或对处理系统的损害等。

通过技术不断的改进和发展，放电等离子体技术可以产生强氧化/还原物质，设备结构简单，对环境要求小，便于使用改造、特别是其对环境不会造成二次污染等，而被人们越来越重视。如何提高放电等离子体处理污水的效率，减小成本，也是该技术研发的主要问题。

为了更好地提高等离子体等产物对污水的处理效率，并且减少金属器件在废水中被废水侵蚀导致放电效率降低，需要对反应器进行一定的设计，即通过将反应室和放电室分离。目前，仍然缺少一种方便，高效，可靠的放电等离子体水处理反应器，存在的缺点明显：(1)放电室和反应室放在一起时，不能够避免废水对放电装置的侵蚀；(2)当放电室和反应室放在一起对污水进行处理时，虽然能够提高对污水的处理效率，但也会不可避免的产生一定的处理死区，不能让污水处理的效率更大；(3)将放电室和反应室分离后，不可避免的增加了放电室和反应室的距离，这会使放电室产生的等离子等物质在传输的过程中淬灭，减少了输出到反应室的活性粒子数量；(4)在放电室和反应室分离后，放电产生的紫外线也不能够很好地得到利用。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明所要解决的问题是提供一种反应装置与有机废水分离处理的方法，在保证充分的等离子体等产物对有机废水处理的条件下，以解决金属反应装置在有机废水中被腐蚀的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器，所述一种分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器包括反应室、防倒灌装置、放电室；反应室包括：储水容器、进水口、出水口、出气口、活性炭小球；防倒灌装置包括：水处理反应室底板、玻璃小球、放电反应室顶板；放电室包括：接地金属电极、高压金属电极、玻璃阻挡介质、进气口。

放电室连接于防倒灌装置的放电反应室顶板，反应室连接于水处理反应室底板。在放电室中，设置介质阻挡放电装置，放电装置的高压金属电极的高压接线柱由放电室底部小孔接出。放电装置的接地金属电极的接地接线柱由防倒灌装置的放电反应室顶板中间的小孔接出，再由防倒灌装置的水处理反应室底板与放电反应室顶板中间的槽洞接出。在放电室侧边设置进气口，进气口与侧壁向上呈一定角度。在放电室的内部表面覆盖一层铝箔。防倒灌装置是将水处理反应室底板与放电反应室顶板孔洞对齐后连接在一起。反应室底部连接防倒灌装置的水处理反应室底板，在其顶部分别设置两个出气口和两个进水口。在反应室底部靠近底板的侧边设置一个出水口。在反应室的中间铺上几层活性炭小球用来对水进行处理。水处理反应室底板、所述放电反应室顶板为透明板。玻璃小球直径大于水处理反应室底板和放电反应室顶板的较小孔洞直径，小于水处理反应室底板和放电反应室顶板的较大孔洞直径。活性炭小球直径大于水处理反应室底板较大孔洞直径，大于出水口直径。水处理反应室底板孔洞的结构为矩形两侧带小半圆结构。放电反应室顶板孔洞的结构为梯形圆柱结构。

所述一种分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器的放电室和反应室分开，放电室在反应室的下方，避免金属电极在有机废水中被腐蚀；反应室中的高压电极和接地电极采用的是圆盘式的，在进行介质阻挡放电时，能够产生足够的放电等离子体等物质；利用防倒灌装置连接放电室和反应室，使含有等离子体的气体直接进入水中，并根据倒灌装置的数量增大反应面积；在反应室中堆放活性炭小球，协助进行水处理，提升水处理效率；利用活性炭小球的形状特点，对倒灌装置喷射出来的带有等离子体的气泡在减少体积的同时增加气泡数量，从而增大携带气泡与有机废水的充分接触，并且带动反应室中的水流动，使有机废水的处理更加高效；利用透光材质将反应室和放电室分开，在放电室中内壁和底部铺上铝箔，并在介质和接地电极中间铺一层导电铝箔，使反应室内的紫外线通过反射照射到反应室的下方，让紫外线起到一定作用；进气口在进气时朝斜下方吹起，既能提供足够的气流将等离子体吹入反应室中，又能避免放电室中存在流动死区。

本发明提供的分离式介质阻挡放电等离子体水处理反应器，具有以下优点和效果：

1、本发明分离式介质阻挡放电等离子体水处理反应器的特点是在进行介质阻挡放电时，能够充分利用产生的等离子体、紫外光、高能电子等物质。反应器使用的是圆盘形介质阻挡放电形式，能够提供足够大的放电面积，有利于放电等离子体等物质的生成。放电室设置进气口，反应室顶部设置出气口，在放电室和反应室中间设置防倒灌装置，所述反应器为玻璃圆筒状。

2、本发明分离式介质阻挡放电等离子体水处理反应器中，充分利用了活性炭炭球的物理性质和形状优点，既能对带含有等离子体的气泡分化，又能利用气泡让有机废水被活性炭更好地吸收。

3、本发明分离式介质阻挡放电等离子体水处理反应器具有结构简单，易于制作的优点。

4、本发明分离式介质阻挡放电等离子体水处理反应器放电装置与反应室分开设置，可避免废水对金属电极的腐蚀。放电生成的含有多种活性物质的气体从水处理室底部进入反应器可充分与水中污染物接触，提高水处理效率。

附图说明：

图1为本发明分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器整体结构示意图；

图2为本发明分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器防倒灌装置水处理反应室底板结构图；

图3为本发明分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器水处理反应室盖子结构图；

图4为本发明分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器防倒灌装置水处理反应室底板结构图；

图5为本发明分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器防倒灌装置放电反应室顶板结构图；

图6为本发明分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器防倒灌装置水处理反应室底板与放电反应室顶板拼接面结构图。

图7为本发明分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器放电反应室底部盖结构图。

图8为本发明分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器电极结构图。

图9为本发明分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器电极分解结构图。

附图标记如下：1、进水口；2、出气口；3、活性炭小球；4、防倒灌装置；5、斜一定角度的进气口；6、出水口；7、防倒灌装置内的圆珠；8、接地电极；9、接地极；10、高压极；11、反应室内部表面覆盖铝箔；12、介质层；13、反应室；14、反应室上盖子；15、水处理反应室底板；16、放电反应室顶板；17、水处理反应室底板与放电反应室顶板拼接面结构；18、放电反应室底部盖；19、接地柱；20、导电铝箔；21、玻璃介质层；22、高压接线柱；23、电极结构；24、放电室；25、高压金属电极；26、接地金属电极。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明的技术特征、目的和效果，下面结合附图对本反应器进行更为详细地描述。

本发明为解决上述技术问题，本发明提供了一种分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器，结合图1至图8，对本发明具体实施进行详细的阐述。

所述分离式多相介质阻挡放电等离子体水处理反应器包括：反应室13、防倒灌装置4、放电室24；反应室13包括：进水口1、出水口6、出气口2、活性炭小球3；防倒灌装置4包括：水处理反应室底板15、玻璃小球7、放电反应室顶板16；放电室24包括：接地金属电极19、高压金属电极22、玻璃阻挡介质21、进气口5、导电铝箔20，如图1所示。

放电室24连接于防倒灌装置4的放电反应室顶板16，反应室13连接于水处理反应室底板15，如图1、2、4和5所示。

在放电室24中，设置介质阻挡放电装置，放电装置的高压金属电极25的高压接线柱22由放电室底部盖18小孔接出。放电装置的接地金属电极26的接地柱19由防倒灌装置的放电反应室顶板16中间的小孔接出，再由防倒灌装置4的水处理反应室底板与放电反应室顶板15中间的槽洞接出，电极23由高压金属电极19和接地金属电极构成，接地金属电极由接地柱19、导电铝箔20、玻璃介质层21所构成。在放电室24侧边设置进气口5，进气口5与侧壁向上呈一定角度。在放电室的内部表面覆盖一层铝箔11。如图1、2、5、6和7所示。

防倒灌装置4是将水处理反应室底板15与放电反应室顶板16孔洞对齐后连接在一起。中间的孔洞夹有玻璃圆珠7。水处理反应室底板孔洞的结构为矩形两侧带小半圆结构。放电反应室顶板孔洞的结构为梯形圆柱结构。如图1、2、4、5和6所示。

反应室13底部连接防倒灌装置4的水处理反应室底板15，在反应室13顶部分别设置两个出气口2和两个进水口1。在反应室底部靠近底板的侧边设置一个出水口6。在反应室的中间铺上几层活性炭小球3用来对水进行处理。如图1和3所示。

当使用本反应器时，反应器具体工作状态如下：

在高压金属电极25和接地金属电极26连接电源后，进气口5以一定角度向反应室中通入气流后，进行气体放电，这样使放电室24的底部不会出现气流死区。在放电室24气压达到一定程度后，玻璃圆珠7被顶到反应室底板15上，空气从缝隙中进入反应室中。待处理废水从反应室顶部的进水口1流入，在经过活性炭小球3时，被活性炭小球进行处理。在放电室进行气体放电后，等离子体等产物随着气相从水处理反应室底板15中流出，使反应室中不会出现污水处理死区。在经过活性炭时，因为活性炭小球3的球形结构特点，气相被分化，加大了气相与污水的接触面积，接着空气再从出气口流出。当污水处理完毕后，打开出水口6，处理完的污水就可以从出水口6流出。那么整个反应器就能够达到一个高效处理污水的效果。