一种等离子体淤泥修复装置

本技术涉及等离子体在污泥修复方面的，提供了一种等离子体淤泥修复装置。

背景技术：

1、淤泥是一种含水率超40％的未固结的软弱细粒或极细粒土，其组分复杂，含有大量有机质污染物以及大量的细菌微生物和各种重金属及其氧化物组成。其广泛存在于河道和城市下水道，主要污染源包括工业生活污水的无序排放；农田土地的农药污染；固体废物污染等。淤泥作为一种复杂污染物结合体长期存在于水体环境中，具有极大的不稳定性和复杂性，严重威胁了农业生产和人体生命安全。因此，寻找一种高效无害化的技术方法修复淤泥中存在的发杂污染物至关重要。

2、近些年来，等离子体技术因其具有环境适应性强、有机污染物去除效率高、能量利用率高、设备简单等优点，被认为是一种具有广泛发展前景的修复方法。滑动弧光放电同时具有平衡等离子体和非平衡等离子体的特点，因其具有较高能量和气流量的输入被用于土壤、废水、废气等修复。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种等离子体淤泥修复装置，利用放电等离子体产生的活性组分氧化降解淤泥中的有机污染物。

2、一种等离子体淤泥修复装置，包括：等离子体弧光放电腔和等离子体修复腔。

3、等离子体弧光放电腔(简称放电腔)主要包括中心锥形阴极、环形阳极、进气口、水雾口、水雾滞留腔、环形磁铁。

4、进一步地，所述环形磁铁置于环形阳极上端，环形磁铁增加了放电腔内的轴向磁场。

5、进一步地，所述锥形阴极为锥形垂直置于环形阳极中心处。电极均由不锈钢制成。

6、进一步地，所述进气口置于环形阳极内，进气口与装置轴向成15°和径向30°角安装为放电腔提供切向气体涡流。

7、进一步地，所述等离子体弧光放电腔设有多孔陶瓷基底，用于接地电极和阳极间的电绝缘。

8、进一步地，所述水雾滞留腔置于多孔陶瓷基底下端，水雾口连接水雾滞留腔，轴向气体涡流产生的压差则会使水雾进入等离子体放电腔，水分子的加入会提高等离子体的活性组分。

9、等离子体修复腔(简称修复腔)，所述等离子体修复腔安装在等离子体弧光放电腔上端，主要包括多孔鼓泡板、搅拌住、电机、活性炭、出气口、进料口和出料口。

10、进一步地，所述多孔鼓泡板置于修复腔和放电腔之间。

11、进一步地，所述搅拌柱置于修复腔内并由电机驱动转动，所述电机置于修复腔顶盖内。

12、进一步地，所述活性炭置于修复腔顶端弧形腔体内。

13、进一步地，所述出气口置于修复腔顶端。

14、进一步地，所述出料口连接泥浆泵。

15、本实用新型适用于修复污染物成分复杂的河床淤泥、城市下水道淤泥等含水率40％以上的未固结的软弱细粒或极细粒土。

16、本实用新型切向气体和静态磁场的结合，使电弧沿着锥形阴极螺旋向上位移，产生更大的等离子体体积。

17、本实用新型结合弧光放电等离子体的活性组分含量多气流量大的显著优势用于修复现实生活中较难处理且含有大量有机污染物的淤泥，多孔鼓泡板和搅拌柱的设置，较大程度上提高了等离子体与污染物的接触面积提高等离子体的有效传质。本实用新型装置结构简单，安装方便，操作简单，运行和维护成本费用较低。

技术特征：

1.一种等离子体淤泥修复装置，包括等离子体弧光放电腔和等离子体修复腔，其特征在于，所述等离子体弧光放电腔包括锥形阴极(1)、环形阳极(2)和多孔陶瓷基底(3)，多个进气口(5)置于环形阳极(2)内部并与装置轴向成12°和径向30°角安装，环形磁铁(4)置于环形阳极(2)上端，切向气体和静态磁场的结合，使电弧沿着锥形阴极螺旋向上位移，产生更大的等离子体体积；所述等离子体修复腔内设有搅拌柱(8)搅拌淤泥提高等离子体和污染物接触面积，等离子体修复腔顶端设有活性炭(10)，等离子体修复腔底部和等离子体弧光放电腔之间设有多孔鼓泡板(7)，实现等离子体活性组分气体以微气泡的形式分散于淤泥内；等离子体修复腔出料口(13)连接泥浆泵(15)，实现淤泥修复后的回收。

2.根据权利要求1所述的一种等离子体淤泥修复装置，其特征在于，所述锥形阴极(1)和环形阳极(2)极置于多孔陶瓷基底(3)上，多孔陶瓷基底(3)用于锥形阴极(1)和环形阳极(2)间的电绝缘。

3.根据权利要求1所述的一种等离子体淤泥修复装置，其特征在于，所述环形磁铁(4)增加了锥形阴极(1)轴向静态磁场。

4.根据权利要求1所述的一种等离子体淤泥修复装置，其特征在于，所述多孔陶瓷基底(3)下端设有水雾滞留腔(12)，水雾滞留腔(12)和水雾口(6)连接。

5.根据权利要求1所述的一种等离子体淤泥修复装置，其特征在于，所述搅拌柱(8)均匀分散于等离子体修复腔内并由电机(9)驱动旋转。

技术总结
本技术公开了一种等离子体淤泥修复装置，主要包括：等离子体弧光放电腔和等离子体修复腔。所述等离子体弧光放电腔设有锥形阴极和环形阳极；多个进气口置于阳极内部并与装置轴向成12°和径向30°角安装，环形磁铁置于阳极上端，切向气体和静态磁场的结合，使电弧沿着锥形阴极螺旋向上位移，产生更大的等离子体体积。所述等离子体修复腔内部设有搅拌柱实现物料运移；等离子体修复腔顶端设有活性炭，实现修复后废气的二次净化；等离子体修复腔底部和等离子体弧光放电腔之间设有多孔鼓泡板，实现等离子体活性组分气体以微气泡的形式分散于淤泥内。本技术装置结构简单，安装方便，操作简单，可以重新构建城市下水道和河底等区域的生态环境。

技术研发人员：李丹,李文超,陈巨辉,边兆哲,段立盼,付威
受保护的技术使用者：哈尔滨理工大学
技术研发日：20221109
技术公布日：2024/1/12