基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，它包括氣水霧化混合裝置、放電反應(yīng)裝置和多個(gè)污水處理裝置，氣水霧化混合裝置產(chǎn)生具有一定壓力的氣水混合物進(jìn)入至放電反應(yīng)裝置中的放電反應(yīng)室，經(jīng)過放電反應(yīng)室大量產(chǎn)生的臭氧和雙氧水等活性物質(zhì)活性物質(zhì)，活性物質(zhì)在氣壓的作用下通過曝氣盤的方式直接均勻進(jìn)入第一個(gè)污水處理裝置，未反應(yīng)完的強(qiáng)氧化性氣體依次進(jìn)入下一個(gè)污水處理裝置，依次循環(huán)。該水處理系統(tǒng)，通過氣水混合物放電產(chǎn)生的羥基自由基、雙氧水和臭氧等強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)不僅可以通過自身的氧化作用，而且可以利用放電產(chǎn)生的大量雙氧水和臭氧之間的協(xié)同作用的環(huán)境下迅速產(chǎn)生羥基自由基，從而實(shí)現(xiàn)高濃度污水更加迅速、徹底的降解。
【專利說明】基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及等離子體處理污水等環(huán)境領(lǐng)域，特別涉及一種基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]由于人們對(duì)工業(yè)高度發(fā)達(dá)的負(fù)面影響預(yù)料不夠，預(yù)防不利，導(dǎo)致了全球性的三大危機(jī):資源短缺、環(huán)境污染、生態(tài)破壞。環(huán)境污染指由于人為的因素，環(huán)境受到有害物質(zhì)的污染，使生物的生長(zhǎng)繁殖和人類的正常生活受到有害影響。而在環(huán)境污染中，水污染是最大的問題。特別地，我國(guó)的水污染尤為嚴(yán)峻！
中國(guó)是一個(gè)干旱缺水嚴(yán)重的國(guó)家。淡水資源總量為28000億立方米，占全球水資源的6%，僅次于巴西、俄羅斯和加拿大，居世界第四位，但人均只有2200立方米，僅為世界平均水平的1/4，在世界上名列121位，是全球13個(gè)人均水資源最貧乏的國(guó)家之一。然而，人們?cè)诳茖W(xué)進(jìn)步的同時(shí)，水資源污染非常嚴(yán)峻。中國(guó)七大水系的污染程度依次是:遼河、海河、淮河、黃河、松花江、珠江、長(zhǎng)江，其中42%的水質(zhì)超過3類標(biāo)準(zhǔn)(不能做飲用水源)，中國(guó)有36%的城市河段為劣5類水質(zhì)，喪失使用功能。大型淡水湖泊(水庫(kù))和城市湖泊水質(zhì)普遍較差，黃河多次出現(xiàn)斷流現(xiàn)象，75%以上的湖泊富營(yíng)養(yǎng)化加劇，主要由氮、磷污染引起。
[0003]日趨加劇的水污染，也已對(duì)人類的生存安全構(gòu)成重大威脅，成為人類健康、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重大障礙。據(jù)世界權(quán)威機(jī)構(gòu)調(diào)查，在發(fā)展中國(guó)家，各類疾病有8%是因?yàn)轱嬘昧瞬恍l(wèi)生的水而傳播的，每年因飲用不衛(wèi)生水至少造成全球2000萬人死亡，因此，水污染被稱作“世界頭號(hào)殺手”。由此可知，開展環(huán)境的綜合治理尤其是污水已成為當(dāng)代環(huán)境治理亟待解決的重大問題之一。
[0004]而等離子體水處理技術(shù)是近年來污水處理領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，吸引了國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者的關(guān)注，它是一種高級(jí)氧化技術(shù)(Advanced Oxidat1n Processes,簡(jiǎn)稱AOPs)。其核心是通過放電產(chǎn)生羥基自由基、臭氧、過氧化氫等強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)，將污水中難降解的有機(jī)污染物氧化降解成無毒或低毒的小分子物質(zhì)，甚至直接礦化為CO2和H20。該方法不僅對(duì)高濃度污染物有較好分解效果，也可對(duì)大流量、低濃度污染物進(jìn)行分解，不過目前國(guó)內(nèi)外等離子體裝置存在如下缺點(diǎn):1、放電電極直接與污水以及等離子體接觸，污水以及等離子體及對(duì)電極的腐蝕嚴(yán)重，從而使得放電裝置的使用壽命短；2、等離子體裝置較為復(fù)雜，單位時(shí)間內(nèi)處理量小，效率較低，存在不易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種能盡可能保證放電電極不被污水及等離子體腐蝕，同時(shí)還能提高等離子體處理效率，增大單位時(shí)間內(nèi)處理的總量的基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，其特征在于:包括氣水霧化混合裝置、放電反應(yīng)裝置和多個(gè)依次排列的污水處理裝置；所述氣水霧化混合裝置用于將進(jìn)入其內(nèi)的水和氣產(chǎn)生具有一定壓力的氣水混合物，氣水霧化混合裝置的側(cè)壁上設(shè)有氣體入口，水入口和水氣混合物出口 ；所述放電反應(yīng)裝置用于產(chǎn)生活性物質(zhì)，放電反應(yīng)裝置上具有混合物入口和混合物出口，放電反應(yīng)裝置的混合物入口與氣水霧化混合裝置的水氣混合物出口連通；所述污水處理裝置用于對(duì)污水進(jìn)行處理，每個(gè)污水處理裝置內(nèi)的底壁上均設(shè)有曝氣盤，污水處理裝置的側(cè)壁上具有污水入口和污水出口 ；其中，第一個(gè)污水處理裝置的側(cè)壁上具有第一、第二兩個(gè)污水入口和兩個(gè)污水出口 ；第一個(gè)污水處理裝置的頂部具有排氣口 I，其余的污水處理裝置的頂部分別具有排氣口和進(jìn)氣口 ；所述多個(gè)依次排列的污水處理裝置中，前一個(gè)污水處理裝置的排氣口 I與相鄰的后一個(gè)污水處理裝置的進(jìn)氣口連通，最后一個(gè)污水處理裝置中的氣體經(jīng)其上的排氣口 II直接排入大氣；前一個(gè)污水處理裝置的污水出口與后一個(gè)污水處理裝置的污水入口通過污水管連通，最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口與第一個(gè)污水處理裝置的第一污水入口通過污水管連通；相鄰兩個(gè)污水處理裝置中，連接一個(gè)污水處理裝置的污水出口與另一個(gè)污水處理裝置的污水入口的污水管上，安裝有污水泵I，連接最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口與第一個(gè)污水處理裝置的第一污水入口的污水管上，安裝有污水泵II ;所述第一個(gè)污水處理裝置內(nèi)的曝氣盤I的氣水入口與放電反應(yīng)裝置的混合物出口連通。
[0007]作為優(yōu)化,所述放電反應(yīng)裝置包括放電反應(yīng)室,所述放電反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有絕緣介質(zhì)盤、高壓電極和地電極；所述高壓電極位于絕緣介質(zhì)盤的上方，地電極位于絕緣介質(zhì)盤的下方；所述絕緣介質(zhì)盤具有用于容納氣水的腔體，所述放電反應(yīng)裝置的混合物入口位于絕緣介質(zhì)盤的上側(cè)壁，放電反應(yīng)裝置的混合物出口位于絕緣介質(zhì)盤的下側(cè)壁。所述高壓電極和地電極均包括盤狀部分和桿狀部分
作為優(yōu)化，所述放電反應(yīng)裝置包括放電反應(yīng)室，所述放電反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有地電極、中空的絕緣介質(zhì)管、設(shè)置在絕緣介質(zhì)管內(nèi)的高壓電極和設(shè)置在絕緣介質(zhì)管兩端，且與絕緣介質(zhì)管兩端密封配合的絕緣密封件；所述絕緣介質(zhì)管的內(nèi)徑大于高壓電極的外徑，高壓電極周向的外表面設(shè)有絕緣介質(zhì)層；所述絕緣介質(zhì)管的兩端具有引出段，所述引出段對(duì)應(yīng)地從絕緣密封件伸出，且與絕緣密封件密封配合；所述地電極設(shè)置在絕緣介質(zhì)管位于兩個(gè)絕緣密封件之間周向的外表面上；所述放電反應(yīng)裝置的混合物入口位于一個(gè)絕緣密封件上，放電反應(yīng)裝置的混合物出口位于另一個(gè)絕緣密封件上。
[0008]作為優(yōu)化，所述放電反應(yīng)裝置包括放電反應(yīng)室，所述放電反應(yīng)室內(nèi)設(shè)有多根并排設(shè)置的細(xì)絲，所述細(xì)絲由導(dǎo)電電極和包裹在導(dǎo)電電極外側(cè)的絕緣材料(223)構(gòu)成，相鄰的兩根細(xì)絲中一根為高壓電極，另一根為地電極。
[0009]作為優(yōu)化，還包括設(shè)置在放電反應(yīng)室外，且用于給高壓電極、地電極降溫的風(fēng)扇。
[0010]作為優(yōu)化，還包括污水支管和設(shè)置在其上的開關(guān)閥；
在所述第一個(gè)污水處理裝置的兩個(gè)污水出口中，未連接有污水管的污水出口上連接排污管，且在該排污管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥II ;所述污水支管設(shè)置在調(diào)節(jié)閥II與第一個(gè)污水處理裝置對(duì)應(yīng)的污水出口之間的排污管上或設(shè)置在污水泵II與最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口之間的污水管上。
[0011]作為優(yōu)化，所述第一個(gè)污水處理裝置側(cè)壁上的第二污水入口上連接有進(jìn)污管，所述進(jìn)污管上設(shè)有調(diào)節(jié)閥I;
相鄰兩個(gè)污水處理裝置中，連接一個(gè)污水處理裝置的污水出口與另一個(gè)污水處理裝置的污水入口的污水管上，設(shè)有調(diào)節(jié)閥III，連接最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口與第一個(gè)污水處理裝置的第一污水入口的污水管上，設(shè)有調(diào)節(jié)閥IV。
[0012]作為優(yōu)化，還包括控制器；所述控制器分別與氣水霧化混合裝置、放電反應(yīng)裝置、調(diào)節(jié)閥1、調(diào)節(jié)閥I1、調(diào)節(jié)閥II1、調(diào)節(jié)閥IV、開關(guān)閥、污水泵1、污水泵II連接；
所述控制器用于控制調(diào)節(jié)閥1、調(diào)節(jié)閥I1、調(diào)節(jié)閥II1、調(diào)節(jié)閥III的開闔程度；還用于控制開關(guān)閥的開關(guān)，還用于控制污水泵1、污水泵II的轉(zhuǎn)速。
[0013]作為優(yōu)化，所述氣水霧化混合裝置采用超聲波霧化器或壓縮霧化器。
[0014]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、該水處理系統(tǒng)，氣水霧化混合裝置的氣源可以直接采用外界的空氣，水源可以采用自來水，大大降低了應(yīng)用成本。
[0015]2、該水處理系統(tǒng)，通過氣水混合物放電產(chǎn)生的羥基自由基、雙氧水和臭氧等強(qiáng)氧化性活性物質(zhì)不僅可以通過自身的氧化作用，而且可以利用放電產(chǎn)生的大量雙氧水和臭氧之間的協(xié)同作用(或者添加如Fe2+等金屬氧化物或者紫外輻射等催化劑)迅速產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)的物質(zhì)——羥基自由基(H202+03 —.0H+02+.HO2, H202+203 — 2.0H+302 ；Fe2++H202 — Fe3++.0H+0H_ ；03+H20+hv — 02+H202, H202+hv — 2.0H)的環(huán)境下迅速產(chǎn)生羥基自由基，從而實(shí)現(xiàn)高濃度污水更加迅速、徹底的降解。
[0016]3、該水處理系統(tǒng)，氣水霧化混合裝置可以調(diào)節(jié)其空氣流量、霧化的水量以及水的電導(dǎo)率、pH等參數(shù)，在實(shí)現(xiàn)臭氧和雙氧水大量同時(shí)產(chǎn)生的同時(shí)，充分利用放電產(chǎn)生的雙氧水和臭氧之間的協(xié)同作用，來達(dá)到羥基自由基產(chǎn)量最大化，從而進(jìn)一步提高高濃度污水的降解效率。
[0017]4、該水處理系統(tǒng)，利用放電反應(yīng)室中產(chǎn)生的等離子體通過曝氣盤的形式充分與污水接觸并相互作用，即該系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)等離子體與不同濃度的污水直接作用，大大增加了反應(yīng)的接觸面積，提高了其分解效率；而且可把放電生成且未反應(yīng)完的氣態(tài)等離子體收集并再次利用起來，進(jìn)一步提高其分解效率。因此，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，降解充分，處理效率高，易于工程實(shí)現(xiàn)。
[0018]5、放電反應(yīng)裝置可以放置多個(gè)放電反應(yīng)室，且放電反應(yīng)室可以根據(jù)實(shí)際需求采用不同的放電結(jié)構(gòu)，同時(shí)可以采用分布式高壓電源的控制，使得每一個(gè)放電反應(yīng)室的運(yùn)行相互獨(dú)立，互不影響，控制器監(jiān)控所有高壓電源的運(yùn)行，出現(xiàn)故障時(shí)，更換也非常方便，提高了工作效率。
[0019]6、該水處理系統(tǒng)中，放電反應(yīng)室的大小和放電反應(yīng)裝置的數(shù)量、污水處理裝置的數(shù)量可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來調(diào)整，同時(shí)每一部分可以以串聯(lián)和并聯(lián)的形式來靈活使用，更利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是第一種放電反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3是第二種放電反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是第三種放電反應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5是第三種放電反應(yīng)裝置中高壓電極、地電極與高壓電源的連接方式示意圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明:圖1中，I是氣水霧化混合裝置，2是放電反應(yīng)裝置，20是放電反應(yīng)室，21是高壓電源，22是風(fēng)扇，31是調(diào)節(jié)閥I，32是進(jìn)污管，34是調(diào)節(jié)閥II，35是開關(guān)閥，41是第一個(gè)污水處理裝置，42是曝氣盤I，43是排氣口 I，44是污水管，45是污水泵I，46是調(diào)節(jié)閥III，51是最后一個(gè)污水處理裝置，53是排氣出口 II，55是污水泵II，56是調(diào)節(jié)閥IV，60是控制器。箭頭表示氣水的流動(dòng)方向。
[0026]圖2中，201是高壓電極，202是絕緣介質(zhì)盤，203是地電極，204是氣水入口，205是氣水出口。
[0027]圖3中，211是高壓電極，212是絕緣介質(zhì)管，213是地電極，214是氣水入口，215是氣水出口，216是絕緣介質(zhì)層，217是絕緣密封件。
[0028]圖4中，221是細(xì)絲，222是導(dǎo)電電極，223是絕緣材料，224是氣水入口，225是氣水出口。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0030]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“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(jiǎn)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(duì)本發(fā)明的限制。
[0031]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(duì)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(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。
[0032]參見圖1，基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，包括氣水霧化混合裝置
1、放電反應(yīng)裝置2和多個(gè)依次排列的污水處理裝置。
所述氣水霧化混合裝置I用于將進(jìn)入其內(nèi)的水和氣產(chǎn)生具有一定壓力的氣水混合物，氣水霧化混合裝置I的側(cè)壁上設(shè)有氣體入口，水入口和水氣混合物出口 ；放電反應(yīng)裝置2用于產(chǎn)生活性物質(zhì)(該活性物質(zhì)主要指羥基自由基、)臭氧和雙氧水等)，放電反應(yīng)裝置2上具有混合物入口和混合物出口，放電反應(yīng)裝置2的混合物入口與氣水霧化混合裝置I的水氣混合物出口連通。水和氣(此處氣可以為空氣，水可以為自來水)通過氣水霧化混合裝置混合后，經(jīng)過放電反應(yīng)室20產(chǎn)生大量的臭氧和雙氧水等活性物質(zhì)，在氣壓的作用下通過第一個(gè)污水處理裝置內(nèi)的曝氣盤I，進(jìn)入第一個(gè)污水處理裝置內(nèi)。
[0033]所述污水處理裝置用于對(duì)污水進(jìn)行處理，每個(gè)污水處理裝置內(nèi)的底壁上均設(shè)有曝氣盤，污水處理裝置的側(cè)壁上具有污水入口和污水出口 ；其中，第一個(gè)污水處理裝置的側(cè)壁上具有第一、第二兩個(gè)污水入口和第一、第二兩個(gè)污水出口 ；第一個(gè)污水處理裝置的頂部具有排氣口 I 43，其余的污水處理裝置的頂部分別具有排氣口和進(jìn)氣口。
[0034]多個(gè)依次排列的污水處理裝置中，第一個(gè)污水處理裝置41的排氣口 I 43與第二個(gè)污水處理裝置的進(jìn)氣口連通，第二個(gè)污水處理裝置的排氣口與第三個(gè)污水處理裝置的進(jìn)氣口連通，以此類推，最后一個(gè)污水處理裝置中的氣體經(jīng)其上的排氣口 II 53直接排入大氣。由于經(jīng)過了多個(gè)污水處理裝置，排入大氣的氣體中已不含有污染物質(zhì)。
[0035]第一個(gè)污水處理裝置的第一污水出口與第二個(gè)污水處理裝置的污水入口通過污水管連通，第二個(gè)污水處理裝置的污水出口與第三個(gè)污水處理裝置的污水入口通過污水管連通，以此類推，最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口與第一個(gè)污水處理裝置的第一污水入口通過污水管連通。
[0036]相鄰兩個(gè)污水處理裝置中，連接一個(gè)污水處理裝置的污水出口與另一個(gè)污水處理裝置的污水入口的污水管44上，安裝有污水泵I 45，連接最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口與第一個(gè)污水處理裝置的第一污水入口的污水管上，安裝有污水泵II 55。通過污水泵I 45和污水泵II 55使污水在多個(gè)污水處理裝置中不斷循環(huán)。
[0037]第一個(gè)污水處理裝置41內(nèi)的曝氣盤I 42的氣水入口與放電反應(yīng)裝置2的混合物出口連通。
[0038]第一個(gè)污水處理裝置41的兩個(gè)污水出口中，在未連接有污水管的污水出口上連接排污管，且在該排污管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥II 34，即在第一個(gè)污水處理裝置的第二污水出口上連接排污管，且在該排污管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥II 34。
[0039]為了檢測(cè)多個(gè)污水處理裝置內(nèi)污水的處理情況，還需要設(shè)置一個(gè)污水支管，由于多個(gè)污水處理裝置相互連通，因此，該污水支管最好設(shè)置在污水處理的“頭”或“尾”，相比設(shè)置的污水處理的中間部分，污水支管設(shè)置在污水處理的“頭”或“尾”，相當(dāng)于設(shè)置在下一次污水處理循環(huán)的開始處或本次污水處理循環(huán)結(jié)束處，檢測(cè)準(zhǔn)確性更高，穩(wěn)定也更好。具體地，污水支管可以設(shè)置在調(diào)節(jié)閥II 34與第一個(gè)污水處理裝置對(duì)應(yīng)的污水出口(即第二污水出口)之間的排污管上，即設(shè)置在污水處理的“頭”；污水支管還可以設(shè)置在污水泵II 55與最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口之間的污水管上，即設(shè)置在污水處理的“尾”；再在污水支管上設(shè)置開關(guān)閥35。
[0040]為了調(diào)節(jié)該水處理系統(tǒng)的運(yùn)行，可以在第一個(gè)污水處理裝置側(cè)壁上的第二污水入口上連接進(jìn)污管32，并在該進(jìn)污管32上設(shè)置調(diào)節(jié)閥I 31 ;相鄰兩個(gè)污水處理裝置中，連接一個(gè)污水處理裝置的污水出口與另一個(gè)污水處理裝置的污水入口的污水管上，設(shè)有調(diào)節(jié)閥III 46,連接最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口與第一個(gè)污水處理裝置的第一污水入口的污水管上，設(shè)有調(diào)節(jié)閥IV 56。調(diào)節(jié)閥I 31、調(diào)節(jié)閥II 34、調(diào)節(jié)閥III 46、調(diào)節(jié)閥IV 56和開關(guān)閥35可以是手動(dòng)調(diào)節(jié)，也可以是電動(dòng)調(diào)節(jié)。
[0041]為了更方便和適應(yīng)實(shí)際處理情況，該水處理系統(tǒng)還可以包括一個(gè)控制器60，控制器60分別與氣水霧化混合裝置1、放電反應(yīng)裝置2、調(diào)節(jié)閥I 31、調(diào)節(jié)閥II 34、調(diào)節(jié)閥III 46和調(diào)節(jié)閥IV 56連接，控制調(diào)節(jié)閥I 31、調(diào)節(jié)閥II 34、調(diào)節(jié)閥III 46和調(diào)節(jié)閥IV 56的開闔程度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)污水流量的控制，控制器60與開關(guān)閥35連接，控制開關(guān)閥35的開與關(guān)；控制器60還分別與污水泵I 45和污水泵II 55連接，控制污水泵I 45和污水泵II 55的轉(zhuǎn)速，從而與調(diào)節(jié)閥I 31、調(diào)節(jié)閥II 34、調(diào)節(jié)閥III46和調(diào)節(jié)閥IV 56 —起實(shí)現(xiàn)對(duì)污水流量的控制。
[0042]氣水霧化混合裝置I可采用超聲波霧化器或壓縮霧化器。
[0043]該處理系統(tǒng)中，由于引入了氣水霧化混合裝置，將自來水霧化成微小的顆粒(直徑在5μπι以下顆粒)，外界空氣和經(jīng)霧化器霧化后的自來水一起進(jìn)入放電反應(yīng)室內(nèi)，放電同時(shí)生成的活性物質(zhì)(臭氧、雙氧水等強(qiáng)氧化性活性物質(zhì))接觸并相互作用，同時(shí)產(chǎn)生的臭氧、雙氧水不僅可以通過自身反應(yīng)來生成氧化性更強(qiáng)的羥基自由基(Η202+03 —.0Η+02+.HO2;Η202+203 — 2.0Η+302)，而且還可以在有如 Fe2+ 等金屬氧化物(Fe2++H202 — Fe3++.0Η+0Η_)或者紫外輻射(03+H20+hv — 02+H202, H202+hv — 2.0H)作為催化劑的環(huán)境下迅速產(chǎn)生羥基自由基，因此，污水處理成本低，處理效果好，并通過曝氣盤的方式極大的提高了污水與等離子體的接觸面積，充分利用了誘導(dǎo)氣水兩相放電，大量產(chǎn)生雙氧水和臭氧，并通過相互的協(xié)同作用來產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)的羥基自由基(2.8ev)，同時(shí)充分利用了未反應(yīng)完的強(qiáng)氧化性氣體，可以實(shí)現(xiàn)迅速降解，從而極大的提高單套設(shè)備的單位時(shí)間處理量，并降低了運(yùn)行成本，通過并聯(lián)該放電反應(yīng)裝置可以實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的水處理，更為重要的是整個(gè)系統(tǒng)的高壓電源、霧化功率的大小、放電反應(yīng)室的大小和數(shù)量、污水處理裝置的大小與數(shù)量等都可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來調(diào)整，同時(shí)每一部分都可以以串聯(lián)和并聯(lián)的形式來靈活使用，更利于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。
[0044]放電反應(yīng)裝置2可采用現(xiàn)有技術(shù)，優(yōu)選采用如下三種方案；
參見圖2，第一種放電反應(yīng)裝置:包括放電反應(yīng)室20，放電反應(yīng)室20內(nèi)設(shè)有絕緣介質(zhì)盤202、高壓電極201和地電極203 ;高壓電極201位于絕緣介質(zhì)盤202的上方，地電極203位于絕緣介質(zhì)盤202的下方；所述絕緣介質(zhì)盤202具有用于容納氣水的腔體(絕緣介質(zhì)盤中間中空，四周密封形成腔體)，絕緣介質(zhì)盤202的上側(cè)壁具有與所述腔體連通的氣水入口 204作為放電反應(yīng)裝置2的混合物入口，絕緣介質(zhì)盤202的下側(cè)壁具有與所述腔體連通的氣水出口 205作為放電反應(yīng)裝置2的混合物出口。
[0045]絕緣介質(zhì)盤的上側(cè)壁和下側(cè)壁的厚度均為1.5-4.0mm,絕緣介質(zhì)盤上側(cè)壁和下側(cè)壁的間距為0.5-2.0mm (具體實(shí)施時(shí)，高壓電極需要緊貼在絕緣介質(zhì)盤上側(cè)壁的外表面上，地電極緊貼在絕緣介質(zhì)盤下側(cè)壁的外表面上)，由于絕緣介質(zhì)盤的上側(cè)壁和下側(cè)板的厚度和放電間距(高壓電極與地電極之間的間距)非常小，有利于污染物與放電生成的等離子體充分接觸并相互作用，大大提高了降解效率。絕緣介質(zhì)盤202可采用石英玻璃、陶瓷等絕緣材料制成，具體地，絕緣介質(zhì)盤202由兩塊絕緣介質(zhì)板燒結(jié)或開模加工而成。
[0046]絕緣介質(zhì)盤將氣水盛放在腔體內(nèi)，使高壓電極和地電極不直接與氣水接觸，從而有效地避免了氣水或等離子體對(duì)電極的腐蝕作用，大大延長(zhǎng)了放電反應(yīng)裝置的壽命。高壓電極和地電極可以采用如銅、不銹鋼等金屬、合金或者其他導(dǎo)電材料制成。
[0047]高壓電極201和地電極203均包括盤狀部分和桿狀部分，盤狀部分可以增加高壓電極和地電極的放電面積，而桿狀部分可以方便的調(diào)整高壓電極和地電極的盤狀部分之間的放電距離，使該基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的放電裝置的適用性更強(qiáng)。
[0048]使用時(shí)，將高壓電極201將接高壓電源21的正極，將地電極203接高壓電源21的負(fù)極，高壓電源21的運(yùn)行狀態(tài)傳送到控制器60，達(dá)到總監(jiān)控的目的，具體高壓電源21可以為交流形式的電源(含諧振型、自耦調(diào)整型、開關(guān)型等交流電源)或者脈沖形式的電源(含單正脈沖電源、雙正脈沖電源、負(fù)脈沖等電源)。
[0049]為了提高了產(chǎn)生等離子體的效率，還可以在放電反應(yīng)室20外，增設(shè)一個(gè)用于給高壓電極、地電極進(jìn)行外部降溫的風(fēng)扇22，風(fēng)扇22可以采用軸流風(fēng)扇或者變頻風(fēng)扇。
[0050]參見圖3，第二種放電反應(yīng)裝置:包括放電反應(yīng)室20，放電反應(yīng)室20內(nèi)設(shè)有地電極213、中空的絕緣介質(zhì)管212、設(shè)置在絕緣介質(zhì)管212內(nèi)的高壓電極211和設(shè)置在絕緣介質(zhì)管212兩端，且與絕緣介質(zhì)管212兩端密封配合的絕緣密封件217，為了提高密封性，具體實(shí)施時(shí)，最好在絕緣介質(zhì)管與絕緣密封件之間增加絕緣密封墊，該絕緣密封墊可采用硅膠絕緣密封墊，硅膠具有抗腐蝕性，壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，絕緣介質(zhì)管212可以是石英玻璃管或者陶瓷管。
[0051]絕緣介質(zhì)管212的內(nèi)徑大于高壓電極211的外徑，這樣絕緣介質(zhì)管212內(nèi)表面與高壓電極211的外表面之間具有一定的間隙，再加上絕緣介質(zhì)管212兩端的絕緣密封件217形成一個(gè)密封腔。高壓電極211可以制成圓柱體。高壓電極211的兩端具有引出段，引出段對(duì)應(yīng)地從絕緣密封件217伸出(高壓電極211左側(cè)的引出段從左側(cè)的絕緣密封件中伸出，高壓電極211右側(cè)的引出段從右側(cè)的絕緣密封件中伸出)，且與絕緣密封件217密封配合，防止高壓電極的引出段與絕緣密封件伸出的地方漏氣，為了提高密封性，具體實(shí)施時(shí)，最好在高壓電極的引出段與絕緣密封件之間增加一個(gè)絕緣密封墊，該絕緣密封墊可采用硅膠具有抗腐蝕性，壽命長(zhǎng)絕緣密封墊，硅膠具有抗腐蝕性，壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)。
[0052]高壓電極211周向的外表面包裹有絕緣介質(zhì)層216，該絕緣介質(zhì)層216可以是陶瓷，陶瓷通過燒結(jié)的方式包裹在高壓電極211的外側(cè)，陶瓷的厚度為0.02-1_。所述絕緣介質(zhì)層216的外表面與絕緣介質(zhì)管212的內(nèi)表面的間距為0.5-2.0mm。地電極213設(shè)置在絕緣介質(zhì)管212位于兩個(gè)絕緣密封件217之間周向的外表面上，具體地，在絕緣介質(zhì)管212的外表面上包裹一層導(dǎo)電介質(zhì)作為地電極，該導(dǎo)電介質(zhì)可以是導(dǎo)電金屬膠布或者ITO導(dǎo)電薄膜；高壓電極211與地電極213正對(duì)放電的部分，分別有絕緣介質(zhì)層216和絕緣介質(zhì)管212作為保護(hù)，防止高壓電極211與地電極213正對(duì)放電的部分與氣水或等離子體對(duì)電極的腐蝕作用，大大延長(zhǎng)了放電反應(yīng)裝置的壽命。
[0053]一個(gè)絕緣密封件217上具有氣水入口 214作為放電反應(yīng)裝置2的混合物入口，另一個(gè)絕緣密封件217上具有氣水出口 215作為放電反應(yīng)裝置2的混合物出口。
[0054]使用時(shí)，將高壓電極211的引出段接高壓電源21的正極，將地電極213接高壓電源21的負(fù)極，高壓電源21的運(yùn)行狀態(tài)傳送到控制器60，達(dá)到總監(jiān)控的目的，具體高壓電源21可以為交流形式的電源(含諧振型、自耦調(diào)整型、開關(guān)型等交流電源)或者脈沖形式的電源(含單正脈沖電源、雙正脈沖電源、負(fù)脈沖等電源)。
[0055]為了提高了產(chǎn)生等離子體的效率，還可以在放電反應(yīng)室20外，增設(shè)一個(gè)用于給高壓電極、地電極進(jìn)行外部降溫的風(fēng)扇22，風(fēng)扇22可以采用軸流風(fēng)扇或者變頻風(fēng)扇。
[0056]參見圖4和圖5，第三種放電反應(yīng)裝置:包括放電反應(yīng)室20，所述放電反應(yīng)室20內(nèi)設(shè)有多根并排設(shè)置的細(xì)絲221，細(xì)絲221由導(dǎo)電電極222和包裹在導(dǎo)電電極222外側(cè)的絕緣材料223構(gòu)成，相鄰的兩根細(xì)絲221中一根為高壓電極，另一根為地電極，放電反應(yīng)室20上具有氣水入口 224作為放電反應(yīng)裝置2的混合物入口，放電反應(yīng)室20上具有氣水出口 225作為放電反應(yīng)裝置2的混合物出口。
[0057]相鄰的兩根細(xì)絲221的間距為0.5-2.0mm。導(dǎo)電電極222是由金屬材料、合金材料或石墨制成的細(xì)絲，且其直徑為0.03-2mm。包裹在導(dǎo)電電極222外側(cè)絕緣材料223是陶瓷,陶瓷通過燒結(jié)的方式包裹在導(dǎo)電電極222的外側(cè)，陶瓷的厚度為0.02-1_。
[0058]具體使用時(shí)，自上而下排列，將偶數(shù)的細(xì)絲連接在一起作為地電極接高壓電源的負(fù)極，將奇數(shù)的細(xì)絲連接在一起作為高壓電極接高壓電源的正極。這種方式中，高壓電極和地電極雖然都設(shè)置在放電反應(yīng)室內(nèi)，但是通過設(shè)置在電極外側(cè)的絕緣材料將其與放電反應(yīng)室內(nèi)的氣水或等離子體隔離，防止氣水或等離子體對(duì)電極的腐蝕作用，大大延長(zhǎng)了放電反應(yīng)裝置的壽命。
[0059]為了提高了產(chǎn)生等離子體的效率，還可以在放電反應(yīng)室20外，增設(shè)一個(gè)用于給高壓電極、地電極進(jìn)行外部降溫的風(fēng)扇22，風(fēng)扇22可以采用軸流風(fēng)扇或者變頻風(fēng)扇。
[0060]本發(fā)明基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)的工作過程如下:
氣水霧化混合裝置I采用超聲波霧化或者壓縮霧化的方式，水霧化(霧化顆粒直徑在
5μ m以下)后在具有一定壓力空氣作用下形成氣水混合物顆粒，氣水混合物顆粒進(jìn)入至放電反應(yīng)裝置2中的放電反應(yīng)室20，經(jīng)過放電反應(yīng)室20誘導(dǎo)氣水兩相(霧化顆粒和空氣)放電大量產(chǎn)生的臭氧和雙氧水等活性物質(zhì)在氣壓的作用下進(jìn)入曝氣盤I 42，通過曝氣盤I 42曝氣方式直接均勻進(jìn)入第一個(gè)污水處理裝置41，雙氧水和臭氧通過相互的協(xié)同作用來產(chǎn)生氧化性更強(qiáng)的羥基自由基(2.8ev)，共同與第一個(gè)污水處理裝置41內(nèi)的污水作用。未反應(yīng)完的強(qiáng)氧化性氣體，通過第一個(gè)污水處理裝置41頂壁上的排氣口 I 43進(jìn)入第二個(gè)污水處理裝置，最好地，未反應(yīng)完的強(qiáng)氧化性氣體進(jìn)入第二污水處理裝置內(nèi)的曝氣盤的氣水入口，通過曝氣盤的方式直接均勻進(jìn)入第二污水處理裝置，與第二污水處理裝置內(nèi)的污水充分作用，以此類推，直到第最后一個(gè)污水處理裝置，如此循環(huán)，實(shí)現(xiàn)迅速降解。檢測(cè)第一個(gè)污水處理裝置或最后一個(gè)污水處理裝置中污水是否達(dá)標(biāo)，可以通過打開開關(guān)閥對(duì)污水支管內(nèi)的污水進(jìn)行采樣檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)污水支管內(nèi)的污水的達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，開啟調(diào)節(jié)閥II 34，由于多個(gè)污水處理裝置是相互連通的，通過相鄰兩個(gè)污水處理裝置之間的污水泵和調(diào)節(jié)閥III，將多個(gè)污水處理裝置中的污水全部排出。
[0061]最后說明的是，以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【權(quán)利要求】
1.基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，其特征在于:包括氣水霧化混合裝置(I)、放電反應(yīng)裝置(2)和多個(gè)依次排列的污水處理裝置； 所述氣水霧化混合裝置(I)用于將進(jìn)入其內(nèi)的水和氣產(chǎn)生具有一定壓力的氣水混合物，氣水霧化混合裝置(I)的側(cè)壁上設(shè)有氣體入口，水入口和水氣混合物出口 ； 所述放電反應(yīng)裝置(2)用于產(chǎn)生活性物質(zhì)，放電反應(yīng)裝置(2)上具有混合物入口和混合物出口，放電反應(yīng)裝置(2)的混合物入口與氣水霧化混合裝置(I)的水氣混合物出口連通； 所述污水處理裝置用于對(duì)污水進(jìn)行處理，每個(gè)污水處理裝置內(nèi)的底壁上均設(shè)有曝氣盤，污水處理裝置的側(cè)壁上具有污水入口和污水出口 ； 其中，第一個(gè)污水處理裝置的側(cè)壁上具有第一、第二兩個(gè)污水入口和兩個(gè)污水出口 ；第一個(gè)污水處理裝置的頂部具有排氣口 I (43)，其余的污水處理裝置的頂部分別具有排氣口和進(jìn)氣口 ； 所述多個(gè)依次排列的污水處理裝置中，前一個(gè)污水處理裝置的排氣口 I (43)與相鄰的后一個(gè)污水處理裝置的進(jìn)氣口連通，最后一個(gè)污水處理裝置中的氣體經(jīng)其上的排氣口 II(53)直接排入大氣； 前一個(gè)污水處理裝置的污水出口與后一個(gè)污水處理裝置的污水入口通過污水管連通，最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口與第一個(gè)污水處理裝置的第一污水入口通過污水管連通； 相鄰兩個(gè)污水處理裝置中，連接一個(gè)污水處理裝置的污水出口與另一個(gè)污水處理裝置的污水入口的污水管上，安裝有污水泵I (45)，連接最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口與第一個(gè)污水處理裝置的第一污水入口的污水管上，安裝有污水泵II (55)； 所述第一個(gè)污水處理裝置內(nèi)的曝氣盤I (42)的氣水入口與放電反應(yīng)裝置(2)的混合物出口連通。
2.如權(quán)利要求1所述的基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述放電反應(yīng)裝置(2)包括放電反應(yīng)室(20)，所述放電反應(yīng)室(20)內(nèi)設(shè)有絕緣介質(zhì)盤(202)、高壓電極(201)和地電極(203)； 所述高壓電極(201)位于絕緣介質(zhì)盤(202)的上方，地電極(203)位于絕緣介質(zhì)盤(202)的下方； 所述絕緣介質(zhì)盤(202)具有用于容納氣水的腔體，所述放電反應(yīng)裝置(2)的混合物入口位于絕緣介質(zhì)盤(202)的上側(cè)壁，放電反應(yīng)裝置(2)的混合物出口位于絕緣介質(zhì)盤(202)的下側(cè)壁。
3.如權(quán)利要求2所述的基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述聞壓電極(201)和地電極(203)均包括盤狀部分和桿狀部分。
4.如權(quán)利要求1所述的基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，其特征在于: 所述放電反應(yīng)裝置(2)包括放電反應(yīng)室(20)，所述放電反應(yīng)室(20)內(nèi)設(shè)有地電極(213)、中空的絕緣介質(zhì)管(212)、設(shè)置在絕緣介質(zhì)管(212)內(nèi)的高壓電極(211)和設(shè)置在絕緣介質(zhì)管(212)兩端，且與絕緣介質(zhì)管(212)兩端密封配合的絕緣密封件(217)； 所述絕緣介質(zhì)管(212)的內(nèi)徑大于高壓電極(211)的外徑，高壓電極(211)周向的外表面設(shè)有絕緣介質(zhì)層(216)； 所述絕緣介質(zhì)管(212)的兩端具有引出段，所述引出段對(duì)應(yīng)地從絕緣密封件(217)伸出，且與絕緣密封件(217)密封配合； 所述地電極(213)設(shè)置在絕緣介質(zhì)管(212)位于兩個(gè)絕緣密封件(217)之間周向的外表面上； 所述放電反應(yīng)裝置(2 )的混合物入口位于一個(gè)絕緣密封件(217 )上，放電反應(yīng)裝置(2 )的混合物出口位于另一個(gè)絕緣密封件(217)上。
5.如權(quán)利要求1所述的基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，其特征在于: 所述放電反應(yīng)裝置(2)包括放電反應(yīng)室(20)，所述放電反應(yīng)室(20)內(nèi)設(shè)有多根并排設(shè)置的細(xì)絲(221)，所述細(xì)絲(221)由導(dǎo)電電極(222)和包裹在導(dǎo)電電極(222)外側(cè)的絕緣材料(223)構(gòu)成，相鄰的兩根細(xì)絲(221)中一根為高壓電極，另一根為地電極。
6.如權(quán)利要求2-5任一項(xiàng)所述的基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng),其特征在于:還包括設(shè)置在放電反應(yīng)室(20)外，且用于給高壓電極(201，211)、地電極(203，213)降溫的風(fēng)扇(22)。
7.如權(quán)利要求1所述的基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，其特征在于:還包括污水支管和設(shè)置在其上的開關(guān)閥(35)； 在所述第一個(gè)污水處理裝置的兩個(gè)污水出口中，未連接有污水管的污水出口上連接排污管，且在該排污管上設(shè)置調(diào)節(jié)閥II (34)； 所述污水支管設(shè)置在調(diào)節(jié)閥II (34)與第一個(gè)污水處理裝置對(duì)應(yīng)的污水出口之間的排污管上或設(shè)置在污水泵II (55)與最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口之間的污水管上。
8.如權(quán)利要求7所述的基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述第一個(gè)污水處理裝置側(cè)壁上的第二污水入口上連接有進(jìn)污管(32)，所述進(jìn)污管(32)上設(shè)有調(diào)節(jié)閥I (31); 相鄰兩個(gè)污水處理裝置中，連接一個(gè)污水處理裝置的污水出口與另一個(gè)污水處理裝置的污水入口的污水管上，設(shè)有調(diào)節(jié)閥III(46)，連接最后一個(gè)污水處理裝置的污水出口與第一個(gè)污水處理裝置的第一污水入口的污水管上，設(shè)有調(diào)節(jié)閥IV (56)。
9.如權(quán)利要求8所述的基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，其特征在于:還包括控制器(60); 所述控制器(60)分別與氣水霧化混合裝置(I)、放電反應(yīng)裝置(2)、調(diào)節(jié)閥I (31)、調(diào)節(jié)閥II (34)、調(diào)節(jié)閥111(46)、調(diào)節(jié)閥IV (56)、開關(guān)閥(35)、污水泵I (45)、污水泵II (55)連接； 所述控制器(60)用于控制調(diào)節(jié)閥I (31)、調(diào)節(jié)閥II (34)、調(diào)節(jié)閥111(46)、調(diào)節(jié)閥III(56)的開闔程度；還用于控制開關(guān)閥(35)的開關(guān)，還用于控制污水泵I (45)、污水泵II(55)的轉(zhuǎn)速。
10.如權(quán)利要求8所述的基于臭氧和雙氧水同時(shí)產(chǎn)生技術(shù)的水處理系統(tǒng)，其特征在于:所述氣水霧化混合裝置(I)采用超聲波霧化器或壓縮霧化器。
【文檔編號(hào)】C02F1/46GK104310534SQ201410644721
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月14日
【發(fā)明者】劉坤, 廖華, 何為 申請(qǐng)人:重慶大學(xué)