一種水力空化協(xié)同高濃度活性氧制備羥自由基的方法
【專利摘要】一種水力空化協(xié)同高濃度活性氧制備羥自由基的方法，屬于氣體放電與環(huán)境保護(hù)應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，該方法通過采用分區(qū)激勵式大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列，在大氣壓微流注與微輝光交替促成放電模式下規(guī)?；禺a(chǎn)生包含O3、O2+、O2-等活性粒子的高濃度活性氧，結(jié)合水力空化氣液混溶技術(shù)將高濃度活性氧高傳質(zhì)效率地注入到水中，在與水充分混溶過程中依靠水力空化效應(yīng)產(chǎn)生的瞬態(tài)高溫高壓促進(jìn)活性氧轉(zhuǎn)化羥自由基反應(yīng)的高效進(jìn)行，并依靠羥自由基鏈反應(yīng)維持其存在，依此實現(xiàn)羥自由基的規(guī)?；a(chǎn)生，進(jìn)而為高級氧化水處理工程應(yīng)用提供一種水力空化協(xié)同高濃度活性氧制備羥自由基的方法。
【專利說明】一種水力空化協(xié)同高濃度活性氧制備羥自由基的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于氣體放電與環(huán)境保護(hù)應(yīng)用【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種高級氧化技術(shù)方法，尤其是一種水力空化協(xié)同高濃度活性氧制備羥自由基的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水體污染是目前中國面臨的不得不解決的嚴(yán)峻的環(huán)境問題之一。每年全國有超過600億m3的污水未經(jīng)處理直接排入水體，導(dǎo)致我國江河、湖泊遭受污染。全國75%的湖泊已出現(xiàn)不同程度的富營養(yǎng)化，90%的城市水域污染嚴(yán)重；對我國118個大中城市的地下水調(diào)查顯示，有115個城市地下水受到污染，其中重度污染約占40%。在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)，水污染將是我國亟待解決的環(huán)境問題。
[0003]以羥自由基(()丨丨)為核心的高級氧化技術(shù)是近年新興的水污染處理工藝。羥自由基具有極強的氧化能力，在水中會誘發(fā)一系列的自由基鏈反應(yīng)，氧化分解幾乎所有大分子有機(jī)污染物，使絕大部分有機(jī)物降解成低毒或無毒的小分子物質(zhì)，甚至完全礦化，剩余的輕自由基會分解成對環(huán)境無害的H20、O2。
[0004]羥自由基的高效規(guī)?；苽涫歉呒壯趸夹g(shù)應(yīng)用的核心，常規(guī)產(chǎn)生羥自由基的方法主要有:臭氧法、過氧化氫法、芬頓法、光/電催化法、水激勵法、以及電子束輻射法等。 [0005]臭氧(O3)在堿性條件的水中可部分分解生成羥自由基，在紫外光作用下以及金屬催化下也可產(chǎn)成羥自由基。單獨使用臭氧制備羥自由基存在O3利用率低、濃度低等問題，而且其造價高，因此逐漸發(fā)展了 03/UV、03/H202、03/UV/H202、03/Ti02/UV等組合技術(shù)。由于臭氧在水中的溶解度較低，如何更有效地使臭氧溶解于水，提高臭氧的利用效率已成為該技術(shù)研究的熱點；另外由于臭氧產(chǎn)生效率低、耗能大，研制高效低能耗的臭氧發(fā)生裝置也是當(dāng)前臭氧法制備羥自由基要解決的關(guān)鍵問題。
[0006]過氧化氫(H2O2)高級氧化技術(shù)是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的新技術(shù)。H2O2在紫外線、臭氧和金屬離子等的催化作用下均可以產(chǎn)生羥自由基。過氧化物對短波UV輻射(200~280nm)非常敏感，H2O2吸收UV光后過氧鍵立即分解產(chǎn)生羥自由基。與臭氧法相比，H2O2法制備羥自由基過程不需要發(fā)生設(shè)備，反應(yīng)過程溫和，通常對溫度和壓力無要求，但是往往需要投加大量的H2O2,導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高，而且在H2O2的操作使用、保存運輸過程中存在爆炸和腐蝕危險，因此使用該法制備羥自由基受到限制。
[0007]芬頓(Fenton)法是利用Fenton試劑(以Fe2+為代表)催化H2O2分解產(chǎn)生輕自由基的方法。Fenton法制備羥自由基存在反應(yīng)時間長，使用Fenton試劑、H2O2的量大，成本高，而且過量使用Fe2+易產(chǎn)生二次污染等問題。
[0008]光催化氧化法是通過氧化劑在光的激發(fā)和催化劑的催化作用下產(chǎn)生羥自由基的方法。一般光催化氧化法使用的催化劑有Ti02、ZnO、W03、CdS, ZnS和SnO2等。早期的光催化氧化法主要以TiO2粉末作為催化劑，存在催化劑易流失、難回收、費用高等缺點，使該技術(shù)的實際應(yīng)用受到限制。近年來，一些學(xué)者開始研究以TiO2薄膜或復(fù)合催化薄膜取代TiO2粉末，同時對TiO2進(jìn)行過渡金屬摻雜、貴金屬沉積或光敏化等改性處理，以提高TiO2的光催化活性或擴(kuò)大可響應(yīng)的光譜范圍，提高對可見光的吸收，但目前仍沒有徹底解決問題。
[0009]電化學(xué)催化法利用具有催化活性的電極材料，在電極反應(yīng)過程中直接或間接產(chǎn)生羥自由基。電化學(xué)催化法操作簡便易于控制，但存在析氧析氫副反應(yīng)、能耗大、設(shè)備成本高等缺點。
[0010]電子輻射方法是采用電子加速器對水體進(jìn)行輻射產(chǎn)生羥自由基，存在產(chǎn)量低、能耗大、電子加速器及真空系統(tǒng)設(shè)備龐大、X射線輻射危害大等缺點。為降低能耗，節(jié)約成本，需與其他常規(guī)技術(shù)如催化技術(shù)等結(jié)合使用。
[0011] 另外，羥自由基的制備方法還有以超聲波為主的水激勵法。利用頻率范圍為16kHz~IMHz的超聲波輻射溶液，使溶液產(chǎn)生超聲空化，在溶液中形成局部高溫高壓，由此生成局部高濃度的羥自由基和H2O2等氧化物。但此法目前還主要停留在實驗室研究階段，要使之發(fā)展成為一項成熟的羥自由基制備工藝，還有許多問題需要解決，如優(yōu)化超聲反應(yīng)器的設(shè)計，增大超聲空化效果和提高羥自由基產(chǎn)率等。
[0012]綜上所述，目前羥自由基產(chǎn)生方法存在以下問題:制取羥自由基的濃度低、產(chǎn)量小，只能進(jìn)行實驗研究和小范圍應(yīng)用；完成生化反應(yīng)時間長達(dá)15~360min ;制備輕自由基需外加大量藥劑，生產(chǎn)成本高，存安全隱患；需外加龐大附屬設(shè)備如高效鼓泡塔、旋轉(zhuǎn)填料床、流化床光催化和撞擊流反應(yīng)器等；缺少專門用于制備羥自由基的設(shè)備，難以實現(xiàn)水污染治理的工程化應(yīng)用。
[0013]針對上述問題，通過采用分區(qū)激勵式大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列，在大氣壓微流注與微輝光交替促成放電模式下規(guī)?；禺a(chǎn)生包含O3、02+、02—等活性粒子的高濃度活性氧，結(jié)合水力空化氣液混溶技術(shù)將高濃度活性氧高傳質(zhì)效率地注入到水中，在與水充分混溶過程中依靠水力空化效應(yīng)產(chǎn)生的瞬態(tài)高溫高壓促進(jìn)活性氧轉(zhuǎn)化羥自由基反應(yīng)的高效進(jìn)行，并依靠羥自由基鏈反應(yīng)維持其存在，依此實現(xiàn)羥自由基的規(guī)模化產(chǎn)生，進(jìn)而為高級氧化水處理工程應(yīng)用提供一種水力空化協(xié)同高濃度活性氧制備羥自由基的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本發(fā)明克服了現(xiàn)有高級氧化技術(shù)方法的不足，提供了一種水力空化協(xié)同高濃度活性氧制備羥自由基的方法。本發(fā)明利用大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列，結(jié)合分區(qū)激勵技術(shù)模式，規(guī)?；禺a(chǎn)生包含03、02+、02_等活性粒子的高濃度活性氧；采用水力空化氣液混溶技術(shù)將高濃度活性氧高傳質(zhì)效率地注入到水中，在與水充分混溶過程中依靠水力空化效應(yīng)產(chǎn)生的局域瞬態(tài)高溫高壓促進(jìn)活性氧轉(zhuǎn)化羥自由基反應(yīng)的高效進(jìn)行，并依靠羥自由基鏈反應(yīng)維持其存在，依此實現(xiàn)羥自由基的規(guī)?；a(chǎn)生，為高級氧化水處理工程應(yīng)用提供技術(shù)方法。
[0015]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0016]一種水力空化協(xié)同高濃度活性氧制備羥自由基的方法，該方法通過高濃度活性氧發(fā)生系統(tǒng)和水力空化氣液混溶系統(tǒng)實現(xiàn)。其中，高濃度活性氧發(fā)生系統(tǒng)用于將氧氣轉(zhuǎn)化為濃度不低于120g/m3、產(chǎn)量不低于200g/h的高濃度活性氧；其中,水力空化氣液混溶系統(tǒng)用于將高濃度活性氧發(fā)生系統(tǒng)制備的高濃度活性氧高傳質(zhì)效率地注入到水中，并依靠水力空化效應(yīng)產(chǎn)生的局域瞬態(tài)高溫高壓促進(jìn)高濃度活性氧高效率轉(zhuǎn)化羥自由基反應(yīng)的進(jìn)行。
[0017]高濃度活性氧發(fā)生系統(tǒng)由氣體預(yù)處理裝置、大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列、高頻高壓分區(qū)激勵電源、冷卻液循環(huán)裝置和活性氧檢測儀等組成。其中，氣體預(yù)處理裝置包括空壓機(jī)、富氧機(jī)、氣體電磁閥、氣體流量計和氣體壓力表，用于將空氣富集成氧氣含量高于90%的富氧，并脫除空氣中的水分，干燥的富氧作為原料氣輸出給大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列；其中，大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列由大氣壓平板等離子體反應(yīng)器通過串聯(lián)和并聯(lián)的方式組合而成，每個串聯(lián)組合包含的大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的數(shù)量由需要輸出的活性氧濃度決定，串聯(lián)組合級數(shù)不多于三級。當(dāng)需要輸出的活性氧濃度最高為120g/m3時，每個串聯(lián)組合僅需要一個大氣壓平板等離子體反應(yīng)器即可；當(dāng)需要輸出的活性氧濃度最高為150g/m3時，每個串聯(lián)組合則需要二個大氣壓平板等離子體反應(yīng)器串聯(lián)組成；當(dāng)需要輸出的活性氧濃度最高為180g/m3時，每個串聯(lián)組合則需要三個大氣壓平板等離子體反應(yīng)器串聯(lián)組成；大氣壓平板等離子體反應(yīng)器并聯(lián)組合數(shù)量由需要輸出的單位時間內(nèi)活性氧產(chǎn)量決定，并依據(jù)式(I)計算:
[0018]Y = X(17.5a+13) (I)
[0019]式中，a為串聯(lián)組合的級數(shù)，X為單位時間內(nèi)活性氧產(chǎn)量，Y為并聯(lián)組合數(shù)量，計算結(jié)果取整數(shù)。
[0020]大氣壓平板等離子體反應(yīng)器是構(gòu)成大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列的核心單元模塊，采用的是雙電離腔平板式介質(zhì)阻擋放電結(jié)構(gòu)，選用大氣壓微流注與微輝光交替促成放電模式。其中，高壓電極放置在兩個平行的平板接地電極中間，高壓電極由兩層電介質(zhì)層在內(nèi)表面燒結(jié)銀漿制成，燒結(jié)成的銀電極可以是平板狀，也可以是條狀或網(wǎng)狀，如是條狀或網(wǎng)狀其相鄰線條的間距應(yīng)控制在0.5~1mm，線條寬0.5mm,有效放電區(qū)域不低于150cm2 ；電介質(zhì)層由純度為96%~99%的a -AL2O3制成，電介質(zhì)層厚度0.47~0.64mm ;大氣壓平板等離子體反應(yīng)器單元模塊電離腔的放電間隙寬度為0.25~0.64_。大氣壓平板等離子體反應(yīng)器單元模塊的工作氣壓控制在90~IlOkPa,激勵電壓峰值不低于5kV，最大放電功率不高于360W。
[0021]大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列由高頻高壓分區(qū)激勵電源驅(qū)動，以降低大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列時空尺度放大效應(yīng)的影響。高頻高壓分區(qū)激勵電源由一個高頻逆變控制裝置和若干個小型高頻高壓變壓器組成，小型高頻高壓變壓器數(shù)量與大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列中的大氣壓平板等離子體反應(yīng)器單元模塊數(shù)量相同，一個小型高頻高壓變壓器驅(qū)動一個單元模塊。高頻逆變控制裝置可以采用半橋式IGBT功率變換技術(shù)，也可以采用全橋式IGBT功率變換技術(shù)實現(xiàn)。采用半橋式IGBT功率變換技術(shù)時，高頻逆變控制裝置將輸入的380V、50Hz的工頻交流電轉(zhuǎn)換成5~20kHz、0~250V的高頻方波交流電輸出到功率輸出匯流母線；采用全橋式IGBT功率變換技術(shù)時，高頻逆變控制裝置將輸入的380V、50Hz的工頻交流電轉(zhuǎn)換成5~20kHz、0~500V的高頻方波交流電輸出到功率輸出匯流母線。小型高頻高壓變壓器通過功率輸出匯流母線與高頻逆變控制裝置連接。小型高頻高壓變壓器的磁芯采用飽和磁通密度大于0.4T的U型鐵氧體磁芯，一次繞組和二次繞組分別布置在U型鐵氧體磁芯的兩柱上，設(shè)計最高驅(qū)動功率不高于400W，驅(qū)動頻率為5~20kHz，最高輸出電壓控制在5~10kV。
[0022]冷卻液循環(huán)裝置用于控制大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的工作溫度，冷卻液循環(huán)機(jī)輸出的冷卻液需要通過分流管路分流至各個大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列的各個單元模塊，各個單元模塊輸出的冷卻液經(jīng)匯流管路回流后再回送到冷卻液循環(huán)機(jī)，根據(jù)需要冷卻液的溫度設(shè)定在O~10°C之間。在同等條件下，冷卻液溫度越低，產(chǎn)生的活性氧粒子濃度越聞。
[0023]大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列需要設(shè)置兩路活性氧輸出通道，以滿足水力空化混溶器對活性氧氣體輸入工藝的需要。每路輸出的活性氧濃度都需要實時監(jiān)測，監(jiān)測用活性氧檢測儀可選用任何有效、可靠的活性氧實時檢測儀器。
[0024]水力空化是促進(jìn)羥自由基高效產(chǎn)生的工藝關(guān)鍵。水力空化氣液混溶系統(tǒng)用于將高濃度活性氧高傳質(zhì)效率地注入到水中，并依靠水力空化效應(yīng)產(chǎn)生的局域瞬態(tài)高溫高壓促進(jìn)活性氧轉(zhuǎn)化羥自由基反應(yīng)的高效進(jìn)行，水力空化氣液混溶系統(tǒng)包括水力空化氣液混溶器、加壓泵、手動閥、液體壓力表、液體流量計、入水口、引發(fā)劑入口及富含羥自由基的水溶液出口。采用水力空化技術(shù)，可以強化高濃度活性氧參與的高級氧化過程，產(chǎn)生濃度更高，數(shù)量更多的羥自由基。在水體溫度不變的情況下，采用水力空化氣液混溶器，將水中局域壓強降低到某一臨界壓強以下，就會在水中產(chǎn)生大量的微小空穴，空穴中飽含水蒸汽和溶解于水中的氣體。隨著時間的延長，空穴將不斷膨脹和生長，而一旦空穴周圍的液態(tài)水壓強增高，空穴又會被壓縮和潰滅。由于水中存在不凝結(jié)氣體，空穴不會立即完全潰滅，而是壓縮、反彈多次交替發(fā)生，直至潰滅消失。水力空化過程時間很短，一般不到千分之六秒，雖然會在微小空穴內(nèi)產(chǎn)生瞬態(tài)的高溫高壓，促進(jìn)羥自由基生成反應(yīng)的進(jìn)行，卻不會對宏觀水體的溫度和壓力產(chǎn)生影響。
[0025]在水力空化氣液混溶器中，數(shù)量龐大的空化氣泡不斷重復(fù)著膨脹、壓縮、再膨脹和再壓縮，直至潰滅的過程?？栈瘹馀轁鐣r將產(chǎn)生頻率和幅值極高的沖擊波，誘發(fā)空化氣泡局部形成高壓和高溫，沖擊波的壓強可達(dá)1.01 X IO6~1.01 X 107kPa,持續(xù)時間2~3 μ S，最高局部溫度可達(dá)IO4K,進(jìn)而對水溶液的物理和化學(xué)特性產(chǎn)生重要影響。對于球形空化氣泡，它在水中潰滅時產(chǎn)生 的最大壓強Pmax可由式(2)估算:
【權(quán)利要求】
1.一種水力空化協(xié)同高濃度活性氧制備羥自由基的方法，其特征在于，該方法通過高濃度活性氧發(fā)生系統(tǒng)(G)和水力空化氣液混溶系統(tǒng)(L)實現(xiàn)；其中，高濃度活性氧發(fā)生系統(tǒng)(G)用于將氧氣轉(zhuǎn)化為濃度不低于120g/m3、產(chǎn)量不低于200g/h的高濃度活性氧；水力空化氣液混溶系統(tǒng)(L)用于將高濃度活性氧發(fā)生系統(tǒng)(G)制備的高濃度活性氧高傳質(zhì)效率地注入到水中，并依靠水力空化效應(yīng)促進(jìn)高濃度活性氧轉(zhuǎn)化羥自由基反應(yīng)的進(jìn)行； 高濃度活性氧發(fā)生系統(tǒng)(G)包括氣體預(yù)處理裝置、大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列、高頻高壓分區(qū)激勵電源、冷卻液循環(huán)裝置和活性氧檢測儀；其中，氣體預(yù)處理裝置包括空壓機(jī)(4)、富氧機(jī)(5)、氣體電磁閥(6)、氣體流量計(7)和氣體壓力表(8)，用于將空氣富集成氧氣含量高于90%的富氧，并脫除空氣中的水分，干燥的富氧作為原料氣體輸出給大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(I);大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(I)由大氣壓平板等離子體反應(yīng)器通過串聯(lián)和并聯(lián)的方式組合而成，每個串聯(lián)組合包含的大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的數(shù)量由需要輸出的活性氧濃度決定；大氣壓平板等離子體反應(yīng)器并聯(lián)組合數(shù)量由需要輸出的單位時間內(nèi)活性氧產(chǎn)量決定，依據(jù)Y = X(17.5a+13)計算，其中，a為串聯(lián)組合的級數(shù)，X為單位時間內(nèi)活性氧產(chǎn)量，Y為并聯(lián)組合數(shù)量，計算結(jié)果取整數(shù)； 大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(I)由高頻高壓分區(qū)激勵電源驅(qū)動；高頻高壓分區(qū)激勵電源由一個高頻逆變控制裝置(2)和若干個小型高頻高壓變壓器(3)組成，小型高頻高壓變壓器(3)的數(shù)量與大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(I)中的大氣壓平板等離子體反應(yīng)器單元模塊數(shù)量相同，一個小型高頻高壓變壓器(3)驅(qū)動一個單元模塊；高頻逆變控制裝置采用半橋式IGBT功率變換技術(shù)或全橋式IGBT功率變換技術(shù)實現(xiàn)；小型高頻高壓變壓器(3)的輸入端通過功率輸出匯流母線與高頻逆變控制裝置(2)連接，小型高頻高壓變壓器(3)的高壓輸出端采用不低于50kV的高壓軟電纜與大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的高壓端子相連；小型高頻高壓變壓器3的磁芯采用飽和磁通密度大于0.4T的U型鐵氧體磁芯，一次繞組和二次繞組分別布置在U型鐵氧體磁芯的兩柱上，設(shè)計最高驅(qū)動功率不高于400W，驅(qū)動頻率為5~20kHz，最高輸出電壓控制在5~IOkV ； 冷卻液循環(huán)裝置(10)用于控制大氣壓平板等離子體反應(yīng)器的工作溫度，根據(jù)需要冷卻液的溫度設(shè)定在O~10°C之間；大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列(I)需要設(shè)置兩路活性氧輸出通道，輸出的高濃度活性氧用以滿足水力空化混溶器(12)對活性氧氣體輸入工藝的需要； 水力空化氣液混溶系統(tǒng)(L)包括水力空化氣液混溶器(12)、加壓泵(13)、手動閥(14)、液體壓力表(15)、液體流量計(16)、入水口(17)、引發(fā)劑入口(18)及富含羥自由基的水溶液出口(19);水力空化氣液混溶器(12)用于將水中局域壓強降低到某一臨界壓強以下，并在水中產(chǎn)生大量的微小空穴，微小空穴通過不斷重復(fù)壓縮、反彈、潰滅，消失的過程，產(chǎn)生瞬態(tài)高溫和高壓促進(jìn)羥自由基生成反應(yīng)的進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，大氣壓平板等離子體反應(yīng)器是構(gòu)成大氣壓平板等離子體反應(yīng)器陣列的核心單元模塊，采用的是雙電離腔平板式介質(zhì)阻擋放電結(jié)構(gòu)，選用大氣壓微流注與微輝光交替促成放電模式；其中，高壓電極放置在兩個平行的平板接地電極中間，高壓電極由兩層電介質(zhì)層在內(nèi)表面燒結(jié)銀漿制成，燒結(jié)成的銀電極是平板狀、條狀或網(wǎng)狀，如是條狀或網(wǎng)狀其相鄰線條的間距應(yīng)控制在0.5~1_，線條寬0.5_，有效放電區(qū)域不低于150cm2 ;電介質(zhì)層由純度為96%~99%的a-AL2O3制成，電介質(zhì)層厚度0.47~0.64mm ;大氣壓平板等離子體反應(yīng)器單元模塊電離腔的放電間隙寬度為0.25~.0.64mm。大氣壓平板等離子體反應(yīng)器單元模塊的工作氣壓控制在90~llOkPa，激勵電壓峰值不低于5kV，最大放電功率不高于360W。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于水力空化效應(yīng)由水力空化氣液混溶器(12)，水力空化氣液混溶器(12)是一個斷面縮窄的圓形管道，管道縮窄處上下開有兩處狹縫，狹縫寬度(E)為2~7mm，狹縫長度與縮窄處的管道內(nèi)徑相同；水力空化氣液混溶器(12)的入出口直徑(A)與收縮區(qū)直徑(B)之比為2.5~3.0，出口導(dǎo)流長度(D)與入口導(dǎo)流長度(C)之比為4.2~5.0，水力空化氣液混溶器(12)內(nèi)壁設(shè)置4~8條均勻分布的導(dǎo)流脊(23)，導(dǎo)流脊(23)的高度控制在3~5_ ;水力空化氣液混溶器入水口(20)的壓強控制在2~3.5kg/cm2，水力空化氣液混溶器出水口(22)的壓強不高于水力空化氣液混溶器入水口(20)壓強的50%，氣液注入體積比不低于0.2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，當(dāng)需要輸出的活性氧濃度最高為.120g/m3時，每個串聯(lián)組合需要一個大氣壓平板等離子體反應(yīng)器；當(dāng)需要輸出的活性氧濃度最高為150g/m3時，每個串聯(lián)組合則需要二個大氣壓平板等離子體反應(yīng)器串聯(lián)組成；當(dāng)需要輸出的活性氧濃度最高為180g/m3時，每個串聯(lián)組合則需要三個大氣壓平板等離子體反應(yīng)器串聯(lián)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)需要輸出的活性氧濃度最高為120g/m3時，每個串聯(lián)組合需要一個大氣壓平板等離子體反應(yīng)器；當(dāng)需要輸出的活性氧濃度最高為.150g/m3時，每個串聯(lián)組合則需要二個大氣壓平板等離子體反應(yīng)器串聯(lián)組成；當(dāng)需要輸出的活性氧濃度最高為180g/m3時，每個串聯(lián)組合則需要三個大氣壓平板等離子體反應(yīng)器串聯(lián)組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或5所述的方法，其特征在于，采用半橋式IGBT功率變換技術(shù)時，高頻逆變控制裝置(2)將輸入的380V、50Hz的工頻交流電轉(zhuǎn)換成5~20kHz、O~250V的高頻方波交流電輸出到功率輸出匯流母線；采用全橋式IGBT功率變換技術(shù)時，高頻逆變控制裝置(2)將輸入的380V、50Hz的工頻交流電轉(zhuǎn)換成5~20kHz、0~500V的高頻方波交流電輸出到功率輸出匯流母線。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，采用半橋式IGBT功率變換技術(shù)時，高頻逆變控制裝置(2)將輸入的380V、50Hz的工頻交流電轉(zhuǎn)換成5~20kHz、0~250V的高頻方波交流電輸出到功率輸出匯流母線；采用全橋式IGBT功率變換技術(shù)時，高頻逆變控制裝置(2)將輸入的380V、50Hz的工頻交流電轉(zhuǎn)換成5~20kHz、0~500V的高頻方波交流電輸出到功率輸出匯流母線。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或5或7所述的方法，其特征在于，當(dāng)水中的PH值小于7時，通過引發(fā)劑入口(18)向水力空化氣液混溶系統(tǒng)(L)注入H2O2或能夠產(chǎn)生OH—的促進(jìn)劑，增強產(chǎn)生羥自由基的高級氧化反應(yīng)過程。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)水中的PH值小于7時，通過引發(fā)劑入口(18)向水力空化氣液混溶系統(tǒng)(L)注入H2O2或能夠產(chǎn)生OH—的促進(jìn)劑，增強產(chǎn)生羥自由基的高級氧化反應(yīng)過程。
【文檔編號】C02F1/74GK103922459SQ201410181345
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月27日
【發(fā)明者】白敏冬, 田一平, 張芝濤, 徐書婧, 李日紅 申請人:大連海事大學(xué)