專利名稱：一種水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種常壓下高壓脈沖電源進(jìn)行水處理的裝置，屬于環(huán)境技術(shù)和水處理領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高級氧化技術(shù)(Advanced Oxidation Processes, AOP)是近20年來國內(nèi)外研究較多的水處理技術(shù)，可以有效的處理大部分難降解的有機(jī)廢水，是以產(chǎn)生羥基自由基· OH為標(biāo)志，也可能產(chǎn)生氧原子，紫外線、臭氧、雙氧水等水處理有效成分。高壓快脈沖放電等離子技術(shù)用于降解空氣中或者污水中的污染物已經(jīng)被證明是行之有效的，特別是多種物理化學(xué)作用綜合使用，處理效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)由于各種方法的單獨(dú)使用。
在接近常壓的情況下，氣相高壓脈沖放電已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)有機(jī)廢氣的處理工藝中，但是，通過高壓脈沖放電應(yīng)用于水處理，如城市污水，或者工業(yè)廢水處理，還受到電壓過高，單位能耗過大，系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜的缺陷，無法在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用。如CN200510049452所公開的那樣，一種在液下通過脈沖等離子處理廢水的技術(shù)方案，雖然產(chǎn)生了液下的等離子體，并有一定的處理效果，但我們看到，實(shí)際的液下電極間距為2mm，這樣的間距使的能夠處理的污水的量非常有限，就需要大量的類似結(jié)構(gòu)組合起來才可以完成實(shí)際的污水項(xiàng)目，就造成了系統(tǒng)的復(fù)雜性。采用針孔曝氣的方式，雖然對處理效果有改善，但是，由于曝氣情況難以控制，氣體上行到板式電極，還會有一定的劣化的影響。如何可以充分的利用高壓脈沖產(chǎn)生等離子體對待處理液進(jìn)行處理，且能應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)和城市廢水處理上，成為亟待解決的問題。
如申請?zhí)枮镃N201020670733的中國專利所公開的那樣，一種通過外部的等離子發(fā)生器產(chǎn)生等離子體，并通過文氏噴射管把等離子體噴射到待處理液中的技術(shù)方案，雖然會有等離子體進(jìn)入到待處理液中，但由于等離子體狀態(tài)下羥基自由基·0Η、氧原子為氧化性能非常強(qiáng)的不穩(wěn)定粒子，在空氣傳輸過程中會在空氣中泯滅，在從等離子發(fā)生器到文氏噴射管再到待處理液有多個器件以及連接器件的管道，這些等離子其中有效成分會在空氣中泯滅，或者與輸送管道和部件的內(nèi)壁發(fā)生氧化反應(yīng)。既嚴(yán)重減少了進(jìn)入待處理液中的有效成分的量，同時也會加快部件和輸送管道的老化，降低設(shè)備的使用壽命。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一，為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種使用效率高的水處理裝置，根據(jù)本發(fā)明的水處理裝置，該水處理裝置在等于或基本等于大氣壓條件下使用，包括高壓脈沖電源，所述的高壓脈沖電源的兩極分別連接第一電極和第二電極，其特征在于該水處理裝置還包括由絕緣材料圍成的氣流通道，所述的第一電極設(shè)置在氣流通道內(nèi)，所述的第二電極與第一電極之間有放電空間，兩電極在所述放電空間內(nèi)產(chǎn)生等離子體；所述氣流通道中的工作氣流把所述放電空間中等離子體產(chǎn)生的有效成分送入待處理液中。
根據(jù)本發(fā)明的水處理裝置，通過在氣流通道中設(shè)置第一電極，則第一電極和第二電極之間的放電空間會在工作氣流通道中產(chǎn)生，使的產(chǎn)生等離子體需要的電壓較小，同時產(chǎn)生羥基自由基·0Η等有效成分的數(shù)量要多于在液下放電直接產(chǎn)生。把該工作氣流通入待處理液中，與待處理液混合，則有效的利用工作氣流下產(chǎn)生的羥基自由基· OH等有效成分為水處理利用。
另外，根據(jù)本發(fā)明的水處理裝置還具有如下附加技術(shù)特征根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述的第一電極與所述第二電極之間設(shè)置有介質(zhì)層，或第一電極朝向放電空間的面敷設(shè)包圍有介質(zhì)層。通過介質(zhì)層的設(shè)置，有效的再小的空氣間距情況下，實(shí)現(xiàn)較大電壓情況下的放電，可以有效提高羥基自由基· OH等有效成分的數(shù)量和發(fā)生效率。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述的第一電極與所述第二電極之間產(chǎn)生等離子體的放電空間抵近氣液分界面，所述的工作氣流把產(chǎn)生的等離子體產(chǎn)生的有效成分直接送入待處理液中。
第二電極位于氣流通道中時，第一電極和第二電極貼在氣流通道內(nèi)壁面相對設(shè)置，所述氣流流過放電空間，放電空間內(nèi)產(chǎn)生的等離子體由氣流帶入待處理液中。
工作氣流的方向垂直通過第一電極和第二電極之間的放電空間，這樣電極之間有較大的對應(yīng)面積，可以有效產(chǎn)生較多的羥基自由基· OH等活性成分。
由此，通過把放電空間設(shè)置在抵近氣液分界面，使得等離子體產(chǎn)生的有效成分一產(chǎn)生就被工作氣流直接送入待處理液中，減少羥基自由基· OH等活性成分的泯滅，提高送入水中的有效成分的量，減少活性成分與電極發(fā)生反應(yīng)，提高電極的壽命。
所述的氣流進(jìn)入待處理液的方向與氣流在氣流通道中的方向相同。
其中，所述的工作氣流進(jìn)入待處理液中的速度為能夠沖進(jìn)待處理液，并形成氣泡的最小速度；工作氣流的速度為大于等于2倍的出口寬度每秒，而小于50倍出口寬度每秒， 即氣流每秒流過的距離為兩倍的工作氣流通道的寬度。所述氣流的成分為空氣，氧氣，或空氣和氧氣的混合物?；蚬ぷ鳉饬鞯乃俣葹镺. 5 25m/s，優(yōu)選的為1.2 12m/s。選擇較大的空氣流速，可以減少等離子體產(chǎn)生的有效成分進(jìn)入到待處理液內(nèi)的時間，減少羥基自由基·0Η 等活性成分的泯滅，更大的工作氣流速度，可以使工作氣流沖入到待處理液中，有利于工作氣流對于待處理的攪拌和混合，提高處理范圍和處理效率。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述的氣流進(jìn)入待處理液的方向與氣流在氣流通道中的方向相同。
由此可以減少了工作氣流發(fā)生放電反應(yīng)成為等離子后產(chǎn)生轉(zhuǎn)向，從而對工作氣流流道內(nèi)壁進(jìn)行氧化反應(yīng)，降低羥基自由基· OH等活性成分的利用率。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述的工作氣流把等離子體產(chǎn)生的有效成分送入待處理液的方向，工作氣流從待處理液的上方氣液分界面向下送出。由此，從待處理液的上方氣液分界面向下送出，利于水處理裝置的設(shè)置和設(shè)備維護(hù)。
在本發(fā)明的一個實(shí)施例中，所述的工作氣流把等離子體產(chǎn)生的有效成分送入待處理液的方向，工作氣流從待處理液的下方向上送出，或者從待處理液的側(cè)面方向送入。從待處理液的下方向上送出或者從側(cè)方送出，由于工作氣流的浮力作用，有利于帶有羥基自由基· OH等活性成分的工作氣流與待處理液的充分混合，強(qiáng)化水處理效果。4
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述的第二電極位于氣流通道中。則兩電極之間的放電空間內(nèi)產(chǎn)生的等離子體，可以很容易的設(shè)置在抵近氣液分界面處，并且，有利于設(shè)置形狀合適的電極，從而增加產(chǎn)生放電，并通過調(diào)整兩電極之間的間距，來控制輸入電壓的大小， 從而可以有效提聞廣生輕基自由基· OH等活性成分的效率。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述的第二電極為含有電解質(zhì)的待處理液。則在第一電極和第二電極，即帶處理液之間產(chǎn)生放電空間，工作氣流從第一電極吹過，吹向第二電極并和第二電極混合。
根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，所述的第二電極位于氣流方向的液體中。則當(dāng)工作氣流吹向第二電極時，第二電極露出并和第一電極之間有放電空間，并在放電空間內(nèi)產(chǎn)生等離子體，由于第二電極的位置固定，所以，可以產(chǎn)生比較穩(wěn)定的放電空間，而放電空間在氣體的流道內(nèi)，且被待處理液包裹，進(jìn)一步提高了帶有羥基自由基· OH等活性成分混合到待處理液的效率。
氣體可以是空氣，氧氣，和提高氧氣含量的空氣。優(yōu)選提高氧氣含量的空氣。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的水處理裝置的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的水處理裝置的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的水處理裝置的示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的水處理裝置的示意圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的水處理裝置的示意圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的第一電極的俯視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明第六實(shí)施例的水處理裝置的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的水處理效果示意圖。
其中1為待處理液；2為工作氣流通道；3為氣流通道壁；4為高壓脈沖電源；5為氣體流動方向；6為第一電極；7為接地電極；8為氣泡；9為接地；10為第二電極；11為放電空間；12為電極突柱；13為介質(zhì)層。
具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的實(shí)施例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是實(shí)施例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、 “右”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系， 僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、 “第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多CN 102923830 A書明說4/8頁個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
參考圖I至圖8描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種水處理裝置，該水處理裝置用于在等于或基本等于大氣壓的氣壓下，包括高壓脈沖電源，所述的高壓脈沖電源4的兩極分別連接第一電極6和第二電極10 ; 第一電極6設(shè)置在氣流通道2內(nèi)，該氣流通道2由絕緣材料圍成；第二電極10，該第二電極10與第一電極6之間有放電空間11，兩電極在放電空間 11內(nèi)產(chǎn)生等離子體；所述氣流通道2中的工作氣流把放電空間11中產(chǎn)生的等離子體產(chǎn)生的有效成分送入待處理液I中。
高壓脈沖電源4連接的第一電極6和第二電極10之間有氣相的放電空間11，在該氣相空間中，第一電極6和第二電極10之間在合適的電壓下，會產(chǎn)生低溫等離子體，而該等離子體是以產(chǎn)生羥基自由基· OH為標(biāo)志，也可能產(chǎn)生氧原子、紫外線、臭氧、雙氧水等用于水處理的有效成分。根據(jù)本發(fā)明的水處理裝置氣相放電空間11中產(chǎn)生等離子體需要的脈沖電壓比液下同樣距離的兩電極產(chǎn)生等離子體所需的脈沖電壓要小得多，同時產(chǎn)生羥基自由基· OH等有效成分的數(shù)量要多于在液下放電產(chǎn)生。
當(dāng)在第一電極6和第二電極10之間的氣相放電空間11內(nèi)產(chǎn)生等離子體時,工作氣流會裹挾等離子體內(nèi)的羥基自由基· OH等有效成分進(jìn)入待處理液I中，即經(jīng)過放電空間 11后，工作氣流內(nèi)就包含了羥基自由基·0Η等有效成分。進(jìn)一步的，如圖I中可以看出，工作氣流進(jìn)入到待處理液I中，形成了大量氣泡8，由于氣泡數(shù)量多，這些氣泡與待處理液形成很大接觸面，通過這些接觸面，工作氣流中的有效成分與待處理液接觸和反應(yīng)，最終達(dá)到水處理的目的。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，結(jié)合圖8所示，其中X軸為工作氣流的風(fēng)速，Y軸為污水處理效率，當(dāng)工作氣流的風(fēng)速Vl時，工作氣流進(jìn)入待處理液中，并產(chǎn)生了擾動，待處理液的水處理效率開始提高，直到工作氣流的速度達(dá)到V2時，隨著工作氣流的風(fēng)速變大，水處理的效率并沒有明顯的提高。結(jié)合本發(fā)明的一些實(shí)施例，其中的Vl就是工作氣流進(jìn)入待處理液中，能夠沖進(jìn)待處理液進(jìn)行擾動，并形成氣泡的最小速度；V2就是工作氣流的速度大于V2后，待處理液的水處理效率也不會升高的上限速度。具體的采用大于VI，其中Vl等于二倍出口寬度每秒，而小于V2，其中V2等于50倍出口寬度每秒的工作氣流速度。其中，工作氣流通道內(nèi)壁間的距離即是出口寬度。當(dāng)選擇較大的工作氣流風(fēng)速，可以減少等離子體產(chǎn)生的有效成分進(jìn)入到待處理液內(nèi)的時間，減少羥基自由基· OH等活性成分的泯滅，更大的工作氣流速度，可以使工作氣流沖入到待處理液中，有利于工作氣流對于待處理的攪拌和混合，提高處理范圍和處理效率。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，工作氣流進(jìn)入待處理液中的速度為O. 5 25m/s，其中優(yōu)選的范圍是I. 2 12m/s，采用這樣的速度可以有效的加大工作氣流進(jìn)入待處理液中的范圍， 增加工作氣流對待處理液的擾動，從而提高羥基自由基· OH等有效成分與待處理的接觸。
在本發(fā)明的以上及以下的描述中，基本等于大氣壓的氣壓下，相當(dāng)于接近常壓下，6不同于真空狀態(tài)下的等離子體，本發(fā)明應(yīng)用于實(shí)際的工業(yè)或生活領(lǐng)域，通過常壓或接近常壓情況下等離子體的有效成分進(jìn)行水處理。如在通入到待處理液中，實(shí)際工作氣體的壓力會稍大于大氣壓。待處理液可以是工業(yè)或者生活廢水、污水，可以是中水或者循環(huán)水，也可以是醫(yī)療或生化場合的污水，或者飲用水等。本發(fā)明提供的水處理裝置揭示了該裝置的核心部分的結(jié)構(gòu)，而常規(guī)部分的具體形式，如待處理液容器的形式，可以是水池，水罐，水管道等；如高壓脈沖電源、導(dǎo)線、電極等的形式，在現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)有廣泛的應(yīng)用和說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)情況，通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和有限次的實(shí)驗(yàn)，可以找出適宜本發(fā)明具體應(yīng)用的常規(guī)部分結(jié)構(gòu)和形式。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述的第一電極6與所述第二電極10之間產(chǎn)生等離子體的放電空間11抵近氣液分界面，所述的工作氣流把產(chǎn)生的等離子體產(chǎn)生的有效成分直接送入待處理液I中。由此，通過把放電空間設(shè)置在抵近氣液分界面，使得等離子體產(chǎn)生的有效成分一經(jīng)產(chǎn)生就被工作氣流直接送入待處理液中，減少羥基自由基· OH等活性成分的泯滅，提高送入水中的有效成分的量，減少活性成分與電極發(fā)生反應(yīng)，提高電極的壽命。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述的第一電極6朝向放電空間的面敷設(shè)包圍有介質(zhì)層，由于介質(zhì)層的存在，必須在第一電極6和第二電極10之間提高電壓才能使放電產(chǎn)生， 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通過增加放電電壓，可以有效的提高羥基自由基·0Η等有效成分的數(shù)量和發(fā)生效率。
根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，所述的氣流通道2的工作氣流出口處的氣流通道壁3 浸入到待處理液I中，這樣可以確保工作氣流進(jìn)入到待處理液中，更多的與待處理也接觸， 且不易使帶有羥基自由基· OH等活性成分的工作氣流從出口處流失。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述的工作氣流把等離子體產(chǎn)生的有效成分送入待處理液的方向有所不同，有的工作氣流從待處理液的上方氣液分界面向下送出。由此，從待處理液的上方氣液分界面向下送出，利于水處理裝置的設(shè)置和設(shè)備維護(hù)。另外一些實(shí)施例中， 工作氣流把等離子體產(chǎn)生的有效成分送入待處理液的方向?yàn)楣ぷ鳉饬鲝拇幚硪旱南路较蛏纤统?，或者從待處理液的?cè)面方向送入。從待處理液的下方向上送出或者從側(cè)方送出， 由于工作氣流的浮力作用，有利于帶有羥基自由基· OH等活性成分的工作氣流與待處理液的充分混合，強(qiáng)化水處理效果。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，流經(jīng)氣流通道2的工作氣流成分可以是空氣，氧氣，和提高氧氣含量的空氣。增加氧氣的含量，可以有效提高羥基自由基· 0Η、氧原子、臭氧的產(chǎn)生效率，從而提高水處理的效果。但又由于，采用純氧不但成本高昂，而且作為強(qiáng)氧化劑的純氧，其安全性較差，所以優(yōu)選提高氧氣含量的空氣。
下面參考圖I _圖8通過多個實(shí)施例對根據(jù)本發(fā)明的水處理裝置進(jìn)行詳細(xì)描述。
實(shí)施例一如圖I所示，該水處理裝置用于在基本等于大氣壓的氣壓下，具體的對大表面污水池從污水池表面向池內(nèi)通入工作氣流進(jìn)行水處理，該水處理裝置包括高壓脈沖電源4，所述的高壓脈沖電源4的兩極分別連接第一電極6和第二電極10 ;第一電極6設(shè)置在氣流通道2 內(nèi)，該氣流通道2由絕緣材料圍成；該第二電極10與第一電極6之間有放電空間11，兩電極在放電空間11內(nèi)產(chǎn)生等離子體；所述氣流通道2中的工作氣流把放電空間11中產(chǎn)生的等離子體產(chǎn)生的有效成分送入待處理液I中。其中，工作氣流沿圖中氣體流動方向5向下流動，從待處理液的上方氣液分界面向下送出，則利于水處理裝置的設(shè)置和設(shè)備維護(hù)。
在本實(shí)施例中，第二電極10位于氣流通道2中時，第一電極6和第二電極10貼在工作氣流通道壁3的內(nèi)面相對設(shè)置，在兩電極之間形成放電空間11，工作氣流流過放電空間11，放電空間內(nèi)產(chǎn)生等離子體，同時產(chǎn)生羥基自由基· OH等有效成分，該有效成分由工作氣流裹挾，向下帶入待處理液中，形成了大量氣泡8，由于氣泡數(shù)量多，這些氣泡與待處理液形成很大接觸面，通過這些接觸面，工作氣流中的有效成分與待處理液接觸和反應(yīng)，最終達(dá)到水處理的目的。即，第一電極6和第二電極10貼在工作氣流通道內(nèi)壁面3相對設(shè)置，可以很容易的設(shè)置在抵近氣液分界面處，并且，有利于設(shè)置形狀合適的電極，從而增加產(chǎn)生放電，并通過調(diào)整兩電極之間的間距，來控制輸入電壓的大小，從而可以有效提高產(chǎn)生羥基自由基· OH等活性成分的效率。
由于在第一電極6和第二電極10之間為氣相區(qū)域，可以通過較小的電壓就能產(chǎn)生大量的羥基自由基· OH等有效成分，與設(shè)置與液下同樣距離的電極，其工作電壓要小，而產(chǎn)生有效成分的效率要高。而第一電極6和第二電極10之間的間距，可以根據(jù)需要產(chǎn)生的有效成分的量，設(shè)計(jì)采用的電壓來確定，由于結(jié)構(gòu)簡單，所以設(shè)計(jì)和加工都會很方便。工作氣流的方向垂直與電極之間的連線，通過第一電極和第二電極之間的放電空間，這樣電極之間有較大的對應(yīng)面積，可以有效產(chǎn)生較多的羥基自由基· OH等活性成分。具體到本實(shí)施例其中板狀第一電極6朝向第二電極10的面上設(shè)置有多個突起，從而增強(qiáng)形成等離子體的效果，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解的，在第一電極6和第二電極10之間有效產(chǎn)生等離子體的其他形式，都可以應(yīng) 用于本發(fā)明披露的水處理裝置。
同時，第一電極6和第二電極10設(shè)置在抵近氣液分界面處,則兩電極間的放電空間11抵近氣液分界面，使得活性成分能夠以最短的距離進(jìn)入到待處理液中，減少在流動過程中的泯滅。該工作氣流進(jìn)入待處理液的方向與氣流在氣流通道中的方向相同，使得活性成分能夠以最快的速度進(jìn)入待處理液中，同時避免由于改變氣流方向而造成活性成分中的強(qiáng)氧化物質(zhì)與風(fēng)道內(nèi)壁面的反應(yīng)，從而減少活性成分中強(qiáng)氧化物質(zhì)的失效，和減少風(fēng)道內(nèi)壁的損壞和維護(hù)。即，工作氣流進(jìn)入待處理液的方向與氣流在氣流通道中的方向相同，可以減少工作氣體發(fā)生放電反應(yīng)成為等離子后產(chǎn)生轉(zhuǎn)向，從而對工作氣體流道內(nèi)壁進(jìn)行氧化反應(yīng)，降低羥基自由基· OH等活性成分的利用率。
實(shí)施例二如圖2所示，該水處理裝置與實(shí)施例一的不同之處在于，該水處理裝置從側(cè)面設(shè)置在待處理液管道內(nèi)，在待處理液管道內(nèi)有流動的待處理生活中水，工作氣流經(jīng)過放電空間11 從側(cè)面進(jìn)入到管道內(nèi)，對管道內(nèi)流動的中水進(jìn)行處理。所述的工作氣流把等離子體產(chǎn)生的有效成分送入待處理液的方向如圖中氣體流動方向5所不，為從待處理液的側(cè)面方向送入，由于工作氣流的浮力作用，且中水的流動方向與工作氣流浮力的方向相同，有利于帶有羥基自由基· OH等活性成分的工作氣體與待處理液的充分混合，強(qiáng)化水處理效果，還可以簡化中水處理的系統(tǒng)。
另一不同之處在于,第一電極6靠近待處理液一側(cè)浸入待處理液,一方面，由于工作氣流的作用，氣液分界面會偏向液體一側(cè)，第一電極6浸入待處理液可以進(jìn)一步使得放電空間11抵近實(shí)際的氣液分界面，減少羥基自由基· OH等活性成分的泯滅；另一方面，可以通過待處理液帶走第一電極6的熱量，降低第一電極6的溫度，延長其壽命。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的，第一電極6和/或第二電極10可以采用該技術(shù)手段，從而實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)效果。
實(shí)施例三如圖3所示，該水處理裝置與實(shí)施例一的不同之處在于，該水處理裝置設(shè)置在醫(yī)藥廢水處理罐的下部，對罐內(nèi)的醫(yī)藥廢水進(jìn)行處理。工作氣流把等離子體產(chǎn)生的有效成分送入待處理液的方向如圖中氣體流動方向5所不，為從待處理液的下方向上送入，由于工作氣流的浮力作用，有利于帶有羥基自由基· OH等活性成分的工作氣體與待處理液的充分混合，強(qiáng)化水處理效果。
如圖3中所不,在第一電極6朝向放電空間11的面敷設(shè)包圍有介質(zhì)層13。通過介質(zhì)層13的設(shè)置，有效的在較小氣體間距情況下，實(shí)現(xiàn)較大電壓的放電，可以有效提高羥基自由基·0Η等有效成分的數(shù)量和發(fā)生效率。有利于對于醫(yī)藥廢水中復(fù)雜的有機(jī)物的去除。
實(shí)施例四如圖4所示，該水處理裝置與實(shí)施例一的不同之處在于，該水處理裝置的第二電極10 為兩個，分別設(shè)置在第一電極6的兩側(cè),第一電極6的兩個側(cè)面分別與對應(yīng)第二電極10之間形成等離子體，這樣在第一電極6的兩側(cè)分別形成了放電空間11，工作氣流分別穿過第一電極6兩側(cè)的放電空間，把放電空間11內(nèi)的羥基自由基·0Η等活性成分裹挾入待處理液中。即，第一電極和/或第二電極為多個，在第一電極和第二電極之間形成多個放電空間， 具體的，采用多個第二電極圍繞第一電極的形式，或者采用多個第一電極和多個第二電極間隔設(shè)置的形式。采用該結(jié)構(gòu)可以充分利用工作氣流通道2內(nèi)的空間，降低產(chǎn)生等離子體的電壓，高效的產(chǎn)生出羥基自由基·0Η等活性成分。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，第一電極和第二電極是可以互換的，也可以理解，采用其他本發(fā)明未提及的形式組合第一電極和第二電極，形成多個放電空間的，同樣可以實(shí)現(xiàn)上述的技術(shù)效果。
實(shí)施例五如圖5，圖6所示，該水處理裝置與實(shí)施例一的不同之處在于，該水處理裝置處理的是電解質(zhì)水體，具體的是含菌海水。如圖5中所示，高壓脈沖電源4的一端設(shè)置有接地9，從該接地9處引出的接地電極7設(shè)置在待處理液I中，這樣整個待處理液I由于導(dǎo)電作用成為與接地電極7等電勢的。高壓脈沖電源4的另一端連接到位于氣流通道2中的第一電極 6，在第一電極6與待處理液I之間會產(chǎn)生等離子體，進(jìn)而在兩者的放電空間內(nèi)產(chǎn)生羥基自由基·0Η等活性成分，待處理液I就成為第二電極10。S卩，第二電極10為含有電解質(zhì)的待處理液，則在第一電極6和第二電極10之間產(chǎn)生放電空間,工作氣流從第一電極6吹過,吹向第二電極10并和第二電極10混合。采用待處理液作為第二電極10可以減少羥基自由基· OH等活性成分對固體電極的腐蝕和氧化，以及加熱作用，而這些作用可以提高對待處理液的處理。
具體的，結(jié)合圖6所示，在本實(shí)施例中第一電極6包括有朝向氣液分界面的電極突柱12，該電極突柱12與第二電極10的待處理液之間有放電空間11，工作氣流從電極突柱 12周圍的風(fēng)道吹過第一電極6，并把放電空間11內(nèi)的羥基自由基·0Η等活性成分裹挾入第二電極10中，對待處理液進(jìn)行處理。其他與實(shí)施例一相同的部分，不再累述。
實(shí)施例六如圖7所示，該水處理裝置實(shí)施例5的不同之處在于，接地電極7設(shè)置在工作氣流進(jìn)入氣液分界面的方向上，且設(shè)置在液面以下，與第一電極6保持適當(dāng)?shù)木嚯x，即在該距離條件下，高壓脈沖電源4的工作電壓能夠在第一電極6和接地電極7之間的氣相空間中產(chǎn)生等離子體，在該距離條件下，在第一電極6和接地電極7之間的氣相空間形成放電空間11。在本實(shí)施例中，工作氣流吹動接地電極7上面的待處理液(第二電極10)，當(dāng)接地電極7露出待處理液1，即在接地電極7與第一電極6之間形成了工作氣流連通的空間，就會在之間形成放電空間11，這時候，接地電極7也作為第二電極10，與其周邊的待處理液(也是第二電極 10)同時與第一電極發(fā)生等離子體，產(chǎn)生羥基自由基· OH等活性成分。S卩，第二電極10位于氣流方向的待處理液中，則當(dāng)工作氣流吹向第二電極時，第二電極露出并和第一電極之間有放電空間，并在放電空間內(nèi)產(chǎn)生等離子體，由于第二電極的位置固定，可以產(chǎn)生比較穩(wěn)定的放電空間。避免工作氣流不穩(wěn)定情況下，待處理液的氣液分界面與第一電極6之間的間距不穩(wěn)定，造成工作電壓也要隨著變化才能有穩(wěn)定的活性成分產(chǎn)生。也會避免這樣極端的情況，就是當(dāng)間距大到一定程度，工作電壓需要的很高，就會造成羥基自由基· OH等活性成分的急劇下降，造成無法有效進(jìn)行水處理。由于接地電極10處于待處理液中，可以有效的避免溫度過高，減少羥基自由基· OH等活性成分對其的氧化腐蝕作用。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、 “示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個或多個實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實(shí)施例進(jìn)行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種水處理裝置，該水處理裝置在等于或基本等于大氣壓條件下使用，包括高壓脈沖電源，所述的高壓脈沖電源的兩極分別連接第一電極和第二電極，其特征在于該水處理裝置還包括由絕緣材料圍成的氣流通道，所述的第一電極設(shè)置在氣流通道內(nèi)，所述的第二電極與第一電極之間有放電空間，兩電極在所述放電空間內(nèi)產(chǎn)生等離子體；所述氣流通道中的工作氣流把所述放電空間中等離子體產(chǎn)生的有效成分送入待處理液中。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水處理裝置，其特征在于所述的第一電極與第二電極之間設(shè)置有介質(zhì)層，或第一電極朝向放電空間的面敷設(shè)包圍有介質(zhì)層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水處理裝置，其特征在于所述的第一電極與所述第二電極之間產(chǎn)生等離子體的放電空間抵近氣液分界面，所述的工作氣流把放電空間中等離子體產(chǎn)生的有效成分直接送入待處理液中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水處理裝置，其特征在于所述的水處理裝置設(shè)置方向朝向待處理液，其中水處理裝置的設(shè)置方向?yàn)楣ぷ鳉饬鞯姆较?；所述的工作氣流進(jìn)入待處理液的方向與氣流在氣流通道中的方向相同，所述的氣流通道的工作氣流出口處的氣流通道壁浸入到待處理液中。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水處理裝置，其特征在于所述的工作氣流進(jìn)入待處理液中的速度為能夠沖進(jìn)待處理液，并形成氣泡的最小速度；工作氣流速度采用大于二倍出口寬度每秒，而小于50倍出口寬度每秒。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水處理裝置，其特征在于所述的工作氣流進(jìn)入待處理液中的方向?yàn)椋ぷ鳉饬鲝拇幚硪旱纳戏綒庖悍纸缑嫦蛳滤统?、工作氣流從待處理液的下方向上送出，或者工作氣流從待處理液的?cè)面方向向內(nèi)送出。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項(xiàng)所述的水處理裝置，其特征在于所述的第二電極位于氣流通道中，第一電極和第二電極貼在工作氣流通道內(nèi)壁面3相對設(shè)置，且兩電極設(shè)置在抵近氣液分界面處，工作氣流方向垂直與電極之間的連線。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水處理裝置，其特征在于所述的第一電極靠近待處理液一側(cè)浸入待處理液，所述的氣液分界面偏向液體一側(cè)，所述的放電空間更抵近氣液分界面。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的水處理裝置，其特征在于所述的第一電極和/或第二電極為多個，在第一電極和第二電極之間有多個放電空間。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水處理裝置，其特征在于所述第二電極設(shè)置于氣流方向的待處理液中，所述工作氣流吹向待處理液，所述第二電極露出并和所述第一電極之間產(chǎn)生等離子體。
11.一種水處理裝置，該裝置在大氣壓或大致等于大氣壓的環(huán)境中使用，其特征在于包括高壓脈沖電源，其高壓極與第一電極連接，其接地極用于與待處理液體電連接；氣流通道，所述氣流通道由絕緣材料形成，所述氣流通道中形成工作氣流并經(jīng)所述氣流通道的出口排出；所述第一電極設(shè)置在所述氣流通道中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種常壓下高壓脈沖電源進(jìn)行水處理的裝置，屬于環(huán)境技術(shù)和水處理領(lǐng)域。一種水處理裝置，該水處理裝置在等于或基本等于大氣壓條件下使用，包括高壓脈沖電源，所述的高壓脈沖電源的兩極分別連接第一電極和第二電極，其特征在于該水處理裝置還包括由絕緣材料圍成的氣流通道，所述的第一電極設(shè)置在氣流通道內(nèi)，所述的第二電極與第一電極之間有放電空間，兩電極在所述放電空間內(nèi)產(chǎn)生等離子體；所述氣流通道中的工作氣流把所述放電空間中等離子體產(chǎn)生的有效成分送入待處理液中。采用該裝置可以減少有效成分的泯滅，提高水處理效率。
文檔編號C02F1/48GK102923830SQ20121045977
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月15日
發(fā)明者王國秋 申請人:王國秋