一種斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置，它包括管狀等離子體反應(yīng)容器、筒狀斜板沉淀容器以及分別連接電源正負(fù)極的高壓電極和接地電極，所述的管狀等離子體反應(yīng)容器套設(shè)在所述的筒狀斜板沉淀容器內(nèi)，在所述筒狀斜板沉淀容器和管狀等離子體反應(yīng)容器之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)置斜板形成斜板沉淀區(qū)，所述斜板沉淀區(qū)的下方設(shè)有污泥斗；所述的高壓電極插入所述的管狀等離子體反應(yīng)容器內(nèi)。本發(fā)明的裝置具有利用率高、連續(xù)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)環(huán)保并且運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，尤其是對(duì)易絮凝的高濃度難降解廢水的處理效果較為顯著，具有可觀的潛在應(yīng)用前景，有望在今后的水體污染處理工藝中得到廣泛的推廣和運(yùn)用。
【專利說(shuō)明】
一種斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于低溫等離子體的應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，農(nóng)藥、化肥和工業(yè)廢物等伴生的有機(jī)污染物(如PAHs、PCBs、芳香硝基化合物等)不斷進(jìn)入環(huán)境中。這些痕量有機(jī)污染物常具有“三致”效應(yīng)和高生物累積性，它們的擴(kuò)散不僅會(huì)污染環(huán)境、破壞生態(tài)平衡，而且還可以通過(guò)食物鏈途徑危害人體健康，因此發(fā)展有機(jī)污染物的治理技術(shù)已經(jīng)成為環(huán)境工作者的迫切任務(wù)之一。
[0003]斜板沉淀池是在淺池理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，與傳統(tǒng)的平流沉淀池相比具有表面負(fù)荷高、去除率高、停留時(shí)間短、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。被廣泛的應(yīng)用在污水處理中，并且收到的良好的效果。目前已經(jīng)成為污水處理中混凝沉淀的主要裝置。
[0004]等離子體技術(shù)是近年來(lái)出現(xiàn)的一種較為前沿的高級(jí)氧化技術(shù)，并首先被應(yīng)用到環(huán)境治理中。它兼具有臭氧氧化、紫外光降解、自由基氧化、熱解和高能電子輻射等多種作用為一體，能有效去除廢水中的各種污染物，放電是低溫等離子體產(chǎn)生的主要方法，放電等離子體中有氧化性極強(qiáng)的.0H、.H、.0、03等活性粒子，并伴隨著高溫氧化、紫外輻射、沖擊波等效應(yīng)，有機(jī)物在這些綜合效應(yīng)的作用下，最終將降解為C02、H20或其它有機(jī)物質(zhì)。具有處理周期短、效率高、無(wú)二次污染、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。目前已經(jīng)逐漸被應(yīng)用于水環(huán)境污染的處理領(lǐng)域中，但是目前等離子體技術(shù)仍然存在一些不足，如效率不高，處理成本相對(duì)較高及降解效果的方法和手段針對(duì)性不強(qiáng)等。
[0005]由此可見(jiàn)，尋找一種高效、簡(jiǎn)單、避免二次污染的污水處理裝置或方法十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提供一種斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置。本裝置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、投資低、占地面積小、處理效果好、反應(yīng)效率高、無(wú)二次污染、集泥水分離和等離子體處理相結(jié)合等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于有機(jī)污染廢水領(lǐng)域的連續(xù)循環(huán)處理。
[0007]本發(fā)明的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]—種斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置，它包括管狀等離子體反應(yīng)容器、筒狀斜板沉淀容器以及分別連接電源正負(fù)極的高壓電極和接地電極，所述的管狀等離子體反應(yīng)容器套設(shè)在所述的筒狀斜板沉淀容器內(nèi)，在所述筒狀斜板沉淀容器和管狀等離子體反應(yīng)容器之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)置斜板形成斜板沉淀區(qū)，所述斜板沉淀區(qū)的下方設(shè)有污泥斗，所述筒狀斜板沉淀容器的容器壁上設(shè)有至少一個(gè)進(jìn)水口，所述的進(jìn)水口位于所述斜板沉淀區(qū)下方的容器壁上，所述筒狀斜板沉淀容器的上端高于所述管狀等離子體反應(yīng)容器的上端;所述的高壓電極插入所述的管狀等離子體反應(yīng)容器內(nèi)，所述管狀等離子體反應(yīng)容器的容器壁為夾層結(jié)構(gòu)，所述的接地電極設(shè)置在所述夾層結(jié)構(gòu)的夾縫中，所述管狀等離子體反應(yīng)容器的下端設(shè)有出水口，所述的筒狀斜板沉淀容器的上部設(shè)有排氣口。
[0009]作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述管狀等離子體反應(yīng)容器的上端設(shè)有溢流堰;進(jìn)一步優(yōu)選，所述的溢流堰為三角堰。
[0010]作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述管狀等離子體反應(yīng)容器內(nèi)安裝有布水裝置，所述的布水裝置位于所述管狀等離子體反應(yīng)容器的上部。所述的布水裝置優(yōu)選為均流板。
[0011 ]作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述的高壓電極為上端設(shè)有進(jìn)氣口的中空金屬管，該中空金屬管的表面分布有高壓電極針端出氣口，氣體由進(jìn)氣口通入中空金屬管后通過(guò)高壓電極針端出氣口進(jìn)行鼓氣用于向管狀等離子體反應(yīng)容器內(nèi)通入氣體，形成氣液反應(yīng)體系，反應(yīng)后的氣體通過(guò)上部的均流板到達(dá)裝置的排氣口排出。
[0012]作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述的進(jìn)氣口外接空氣栗，通入空氣或者氧氣。進(jìn)一步優(yōu)選的，所述的進(jìn)氣口與空氣流量計(jì)和空氣栗相連，且通氣量的大小可隨意調(diào)節(jié)。
[0013]作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述的進(jìn)水口為4個(gè)，均勻分布在所述筒狀斜板沉淀容器的容器壁上。
[0014]作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述的接地電極為管狀金屬網(wǎng)，與所述夾層結(jié)構(gòu)的形狀相配合。
[0015]所述管狀等離子體反應(yīng)容器的材質(zhì)為玻璃(石英玻璃或鋼化玻璃)或陶瓷;所述筒狀斜板沉淀容器的材質(zhì)為玻璃(石英玻璃或鋼化玻璃)或不銹鋼。所述的均流板為陶瓷或玻璃(石英玻璃或鋼化玻璃)且與管狀等離子體反應(yīng)容器的形狀相吻合。
[0016]使用時(shí)，在高壓電極和接地電極之間形成等離子體反應(yīng)區(qū)，在筒狀斜板沉淀容器和管狀等離子體反應(yīng)容器之間形成斜板沉淀區(qū)，本發(fā)明裝置把污水的沉淀分離和等離子體反應(yīng)結(jié)合，一個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)兩種功能。所述的斜板沉淀區(qū)中的斜板是可拆卸的，并且斜板的傾斜角也可以調(diào)節(jié)，所述的污泥斗是用于臨時(shí)儲(chǔ)存污泥，并且利用污泥的重力沉降，降低污泥的含水率;所述的斜板沉淀區(qū)把水中的絮狀及不溶的物質(zhì)從水中出去，為下一步的等離子體處理減輕處理負(fù)荷。所述的等離子體反應(yīng)區(qū)把水中的溶解性的有機(jī)高分子物質(zhì)降解處理，為下一步的處理做準(zhǔn)備。所述的高壓電極是中空的金屬管，可以通入氣體，形成氣液反應(yīng)體系。所述高壓電極的表面均勻分布有許多曲率半徑小的高壓電極針端出氣口，所述高壓電極針端出氣口的形狀，長(zhǎng)度和數(shù)量都可以調(diào)節(jié)，因此形成多針-筒式等離子體反應(yīng)裝置，降低放電的起始電壓。
[0017]所述的三角堰是為了使污水能夠平穩(wěn)的流向均流板，所述的均流板是為了使等離子體反應(yīng)區(qū)的污水和氣體更加均勻的接觸，加強(qiáng)等離子體反應(yīng)的能量利用率，所述的接地電極鑲嵌在管狀等離子體反應(yīng)容器的容器壁內(nèi)，使用材料為金屬網(wǎng)，并接地。
[0018]所述筒狀斜板沉淀容器的上端高于所述管狀等離子體反應(yīng)容器的上端，保證污水不會(huì)溢流。
[0019]所述的進(jìn)水口設(shè)置筒狀斜板沉淀容器的筒壁上，沉淀后的污水通過(guò)三角堰流入均流板，之后流入等離子體反應(yīng)區(qū)進(jìn)行處理，之后污水通過(guò)出水口流出該處理裝置。
[0020]所述的管狀等離子體反應(yīng)容器的材質(zhì)為石英或陶瓷并且材料為雙層的，在雙層夾縫間設(shè)有網(wǎng)狀的金屬接地電極，所述的高壓電極是中空的金屬管，外接高壓高頻電源。所述的高壓高頻電源的電壓、電流均可調(diào)節(jié)。
[0021]本發(fā)明的斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置處理有機(jī)污染廢水，具有同時(shí)絮凝沉淀和等離子體處理的優(yōu)點(diǎn)、可用于易絮凝的高濃度難降解廢水的處理。
[0022]本發(fā)明的有益效果:
[0023]本發(fā)明裝置具有實(shí)用性強(qiáng)、占地面積小、處理效率高、設(shè)備成本低、運(yùn)行費(fèi)用低、利用率高、連續(xù)性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)環(huán)保并且運(yùn)行穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，解決了目前處理技術(shù)中存在的處理效果低、處理量少及占地面積大等問(wèn)題，可以廣泛運(yùn)用于易絮凝的高濃度難降解廢水的處理領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖2為斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置A-A方向截面圖。
[0026]圖3為高壓電極的局部放大圖
[0027]其中丨一進(jìn)氣口、2一高壓電極針端出氣口、3—三角堰、4一均流板、5—進(jìn)水口、6—斜板沉淀區(qū)、7—污泥斗、8—出水口、9一排氣口、10—接地電極、11 一尚壓電極、12一管狀等離子體反應(yīng)容器、13-筒狀斜板沉淀容器、14-高壓高頻電源
【具體實(shí)施方式】
[0028]以下結(jié)合附圖對(duì)該發(fā)明的實(shí)施過(guò)程進(jìn)行解釋和分析:
[0029]如圖1、圖2和圖3所示，一種斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置，它包括管狀等離子體反應(yīng)容器12、筒狀斜板沉淀容器13以及分別連接高壓高頻電源14正負(fù)極的高壓電極11和接地電極10，所述的管狀等離子體反應(yīng)容器12套設(shè)在所述的筒狀斜板沉淀容器13內(nèi)，在所述筒狀斜板沉淀容器13和管狀等離子體反應(yīng)容器12之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)置斜板形成斜板沉淀區(qū)6，所述斜板沉淀區(qū)6的下方設(shè)有污泥斗7，所述筒狀斜板沉淀容器13的容器壁上均勻分布有四個(gè)進(jìn)水口 5，所述的進(jìn)水口 5位于所述斜板沉淀區(qū)6下方的容器壁上，所述的筒狀斜板沉淀容器13的上部設(shè)有排氣口 9，所述筒狀斜板沉淀容器13的上端高于所述管狀等離子體反應(yīng)容器12的上端;所述的高壓電極11插入所述的管狀等離子體反應(yīng)容器12內(nèi)，所述管狀等離子體反應(yīng)容器12的容器壁為夾層結(jié)構(gòu)，所述的接地電極10設(shè)置在所述夾層結(jié)構(gòu)的夾縫中，所述管狀等離子體反應(yīng)容器12的下端設(shè)有出水口 8。
[0030]作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述管狀等離子體反應(yīng)容器12的上端設(shè)有三角堰3。
[0031]作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述管狀等離子體反應(yīng)容器12內(nèi)安裝有均流板4，所述的均流板位于所述管狀等離子體反應(yīng)容器12的上部。
[0032]作為一種優(yōu)選技術(shù)方案，所述的高壓電極11為上端設(shè)有進(jìn)氣口I的中空金屬管，該中空金屬管的表面分布有高壓電極針端出氣口2，氣體由進(jìn)氣口 I通入中空金屬管后通過(guò)高壓電極針端出氣口 2進(jìn)行鼓氣用于向管狀等離子體反應(yīng)容器12內(nèi)通入氣體，形成氣液反應(yīng)體系，反應(yīng)后的氣體通過(guò)上部的均流板4到達(dá)裝置的排氣口 9排出。
[0033]所述的進(jìn)氣口與空氣流量計(jì)和空氣栗相連，通入空氣或者氧氣，且通氣量的大小可隨意調(diào)節(jié)。
[0034]所述管狀等離子體反應(yīng)容器12的材質(zhì)為石英玻璃或陶瓷。所述筒狀斜板沉淀容器13的材質(zhì)為石英玻璃或不銹鋼。
[0035]所述的接地電極10為管狀金屬網(wǎng)，與所述夾層結(jié)構(gòu)的形狀相配合。
[0036]所述的均流板4為陶瓷或石英玻璃且與管狀等離子體反應(yīng)容器12的形狀相吻合。
[0037]使用時(shí)，在高壓電極11和接地電極10之間形成等離子體反應(yīng)區(qū)，在筒狀斜板沉淀容器13和管狀等離子體反應(yīng)容器12之間形成斜板沉淀區(qū)6，本發(fā)明裝置把污水的沉淀分離和等離子體反應(yīng)結(jié)合，一個(gè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)兩種功能。所述的斜板沉淀區(qū)6中的斜板是可拆卸的，并且斜板的傾斜角也可以調(diào)節(jié)，所述的污泥斗是用于臨時(shí)儲(chǔ)存污泥，并且利用污泥的重力沉降，降低污泥的含水率;所述的斜板沉淀區(qū)把水中的絮狀及不溶的物質(zhì)從水中出去，為下一步的等離子體處理減輕處理負(fù)荷。所述的等離子體反應(yīng)區(qū)把水中的溶解性的有機(jī)高分子物質(zhì)降解處理，為下一步的處理做準(zhǔn)備。所述的高壓電極11是中空的金屬管，可以通入氣體，形成氣液反應(yīng)體系。所述高壓電極11的表面均勻分布有許多曲率半徑小的高壓電極針端出氣口 2，所述高壓電極針端出氣口 2的形狀，長(zhǎng)度和數(shù)量都可以調(diào)節(jié)，因此形成多針-筒式等離子體反應(yīng)裝置，降低放電的起始電壓。
[0038]所述的斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置處理有機(jī)污染廢水，具有同時(shí)絮凝沉淀和等離子體處理的優(yōu)點(diǎn)、可用于易絮凝的高濃度難降解廢水的處理。
[0039]采用本發(fā)明的裝置凈化處理污染水體的過(guò)程如下:預(yù)處理的水體通過(guò)進(jìn)水口5注入到位于所述筒狀斜板沉淀容器13和管狀等離子體反應(yīng)容器12之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)，通過(guò)加入混凝劑或者調(diào)解pH，使污水中的污染物在斜板沉淀區(qū)6反應(yīng)，污水和絮凝物質(zhì)在斜板沉淀區(qū)6進(jìn)行泥水分離，之后污水通過(guò)三角堰3流入均流板4，進(jìn)入管狀等離子體反應(yīng)容器12，而污泥在污泥斗7中臨時(shí)儲(chǔ)存，當(dāng)污泥達(dá)到一定的量時(shí)排出。進(jìn)入管狀等離子體反應(yīng)容器12的污水通過(guò)均流板4均勻的分布在等離子體反應(yīng)區(qū)中，空氣或者氧氣通過(guò)外接在進(jìn)氣口 I上的空氣栗進(jìn)入等離子體反應(yīng)區(qū)內(nèi)，使等離子體在氣液混合相中放電，處理后的污水從出水口8排出，反應(yīng)后的氣體通過(guò)排氣口 9排出。
[0040]在高壓高頻電源放電過(guò)程中，通入的空氣會(huì)被大量電離，并形成大量高能自由電子、.0H、.0、.HO2等自由基和強(qiáng)氧化性的O3和H2O2,因?yàn)檫@些物質(zhì)具有強(qiáng)的氧化性，可以對(duì)水質(zhì)進(jìn)行深度處理;與此同時(shí)，還會(huì)伴有局部高溫、強(qiáng)沖擊波、較強(qiáng)的紫外光等效應(yīng)，從而可以有效地除去廢水中的有機(jī)物含量。反應(yīng)中的電流、電壓和通氣量及反應(yīng)液面厚度均可調(diào)，可以根據(jù)出水水質(zhì)靈活調(diào)整。同時(shí)，可以根據(jù)尾水的出水水質(zhì)來(lái)進(jìn)行循環(huán)多次處理，從而可以通過(guò)等離子體放電的化學(xué)、物理作用對(duì)有機(jī)廢水進(jìn)行有效的分解和去除，達(dá)到凈化的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種斜板沉淀池復(fù)合針筒式等離子體有毒有機(jī)污水處理裝置，其特征在于它包括管狀等離子體反應(yīng)容器、筒狀斜板沉淀容器以及分別連接電源正負(fù)極的高壓電極和接地電極，所述的管狀等離子體反應(yīng)容器套設(shè)在所述的筒狀斜板沉淀容器內(nèi)，在所述筒狀斜板沉淀容器和管狀等離子體反應(yīng)容器之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)設(shè)置斜板形成斜板沉淀區(qū)，所述斜板沉淀區(qū)的下方設(shè)有污泥斗，所述筒狀斜板沉淀容器的容器壁上設(shè)有至少一個(gè)進(jìn)水口，所述的進(jìn)水口位于所述斜板沉淀區(qū)下方的容器壁上，所述筒狀斜板沉淀容器的上端高于所述管狀等離子體反應(yīng)容器的上端;所述的高壓電極插入所述的管狀等離子體反應(yīng)容器內(nèi)，所述管狀等離子體反應(yīng)容器的容器壁為夾層結(jié)構(gòu)，所述的接地電極設(shè)置在所述夾層結(jié)構(gòu)的夾縫中，所述管狀等離子體反應(yīng)容器的下端設(shè)有出水口，所述的筒狀斜板沉淀容器的上部設(shè)有排氣口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有毒有機(jī)污水處理裝置，其特征在于所述管狀等離子體反應(yīng)容器的上端設(shè)有溢流堰。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有毒有機(jī)污水處理裝置，其特征在于所述管狀等離子體反應(yīng)容器內(nèi)安裝有布水裝置，所述的布水裝置位于所述管狀等離子體反應(yīng)容器的上部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的有毒有機(jī)污水處理裝置，其特征在于所述的布水裝置為均流板。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有毒有機(jī)污水處理裝置，其特征在于所述的高壓電極為上端設(shè)有進(jìn)氣口的中空金屬管，該中空金屬管的表面分布有高壓電極針端出氣口，氣體由進(jìn)氣口通入中空金屬管后通過(guò)高壓電極針端出氣口進(jìn)行鼓氣。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有毒有機(jī)污水處理裝置，其特征在于所述的進(jìn)水口為4個(gè)，均勻分布在所述筒狀斜板沉淀容器的容器壁上。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有毒有機(jī)污水處理裝置，其特征在于所述管狀等離子體反應(yīng)容器的材質(zhì)為玻璃或陶瓷;所述筒狀斜板沉淀容器的材質(zhì)為玻璃或不銹鋼。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有毒有機(jī)污水處理裝置，其特征在于所述的接地電極為管狀金屬網(wǎng)，與所述夾層結(jié)構(gòu)的形狀相配合。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有毒有機(jī)污水處理裝置，其特征在于所述的均流板為陶瓷或玻璃且與管狀等離子體反應(yīng)容器的形狀相吻合。
【文檔編號(hào)】C02F9/08GK105948346SQ201610436469
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月17日
【發(fā)明人】孫亞兵, 張春曉, 於仲清, 張谷羽, 汪健
【申請(qǐng)人】南京大學(xué)