一種采用多針電暈放電結(jié)合二氧化鈦催化劑處理阿特拉津廢水的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水處理領(lǐng)域，具體涉及一種采用多針電暈放電結(jié)合二氧化鈦催化劑處理阿特拉津廢水的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]阿特拉津又名莠去津，是選擇性內(nèi)吸傳導(dǎo)型苗前、苗后除草劑，是目前應(yīng)用廣泛的化學(xué)除草劑之一。然而，在其生產(chǎn)和使用的過(guò)程中，會(huì)進(jìn)入環(huán)境水體，對(duì)水環(huán)境造成污染。研宄表明，阿特拉津的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，水溶性強(qiáng)，難以被降解，被微生物礦化的過(guò)程十分緩慢，是一種典型的內(nèi)分泌干擾物。目前，美國(guó)環(huán)保局、加拿大環(huán)保部門(mén)已將阿特拉津列為需要監(jiān)控的除草劑，歐盟也將其列為優(yōu)先控制的污染物之一。因此，有必要對(duì)水中的阿特拉津進(jìn)行有效處理。傳統(tǒng)的生物法對(duì)阿特拉津有一定的降解作用，但速度慢，難以取得滿意的效果。電暈放電結(jié)合二氧化鈦光催化劑可在較短時(shí)間內(nèi)有效降解水中的阿特拉津。
[0003]電暈放電通常是用直流高電壓來(lái)啟動(dòng)，并將高電壓加載在曲率半徑很小的電極(如針狀電極或細(xì)線狀電極)上。當(dāng)針狀電極(或細(xì)線狀電極)上的電位升高到一定程度時(shí)，也就是電荷累積到一定濃度時(shí)，針尖附近的強(qiáng)電場(chǎng)就能使其周?chē)目諝猱a(chǎn)生電離，從而產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，甚至產(chǎn)生暈光。電暈放電會(huì)產(chǎn)生等離子體、臭氧和紫外光，但是普通的單針?lè)烹娪捎诜烹姺秶容^小，不能處理水量比較大的廢水。由此可見(jiàn)，目前的技術(shù)處理阿特拉津廢水都存在一定不足，因此尋找一種高效、簡(jiǎn)單、避免二次污染的處理阿特拉津廢水的方法迫在眉睫。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是利用多針電暈放電結(jié)合二氧化鈦催化劑技術(shù)，提供一種能夠高效去除水中阿特拉津的方法及裝置，具體是提供一種電暈放電等離子體與二氧化鈦催化劑協(xié)同作用的一種新型高級(jí)催化氧化方法，以期解決或緩解阿特拉津所造成的水體污染問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0006]一種采用多針電暈放電結(jié)合二氧化鈦催化劑處理阿特拉津廢水的方法，將阿特拉津廢水通入到電暈放電反應(yīng)容器中，所述的電暈放電反應(yīng)容器中設(shè)有多個(gè)連接電源負(fù)極的高壓針狀電極和一個(gè)連接電源正極的電極，在二氧化鈦催化劑存在的條件下向反應(yīng)容器中通入空氣，然后打開(kāi)電源進(jìn)行多針電暈放電，利用放電過(guò)程產(chǎn)生的紫外光和可見(jiàn)光誘導(dǎo)二氧化鈦催化劑活性，協(xié)同放電過(guò)程中產(chǎn)生的等離子體降解廢水中的阿特拉津；其中空氣通量0.5?2m3/h，放電功率為50?80W。空氣通量和放電功率均不能太大，否則形不成完整的氣流通路或燒壞針電極。
[0007]所述的阿特拉津廢水中阿特拉津的濃度為I?50mol/L。因?yàn)闈舛冗^(guò)高降解效率會(huì)下降。
[0008]所述二氧化鈦催化劑與阿特拉津廢水質(zhì)量體積比為2?8g/L。
[0009]一種采用多針電暈放電結(jié)合二氧化鈦催化劑處理阿特拉津廢水的裝置，該裝置包括電暈放電反應(yīng)器和循環(huán)廢水混合器，所述的電暈放電反應(yīng)器包括反應(yīng)容器和設(shè)置在反應(yīng)容器底部的多針電暈放電電極、設(shè)置在反應(yīng)容器中部的用于放置二氧化鈦催化劑的微孔石英玻璃板和設(shè)置在反應(yīng)容器上部的電極極板，所述的多針電暈放電電極包括多個(gè)高壓針狀電極和套裝在所述高壓針狀電極外的石英玻璃套管，所述的反應(yīng)容器上分別設(shè)有進(jìn)水口、出水口和排氣孔，所述的電極極板和高壓針狀電極分別連接等離子體電源的正負(fù)極；所述的循環(huán)廢水混合器包括混合容器和攪拌器，所述混合容器的進(jìn)水口和出水口依次分別連通所述反應(yīng)容器的出水口和進(jìn)水口形成循環(huán)，所述的石英玻璃套管的進(jìn)氣端連通空氣泵的氣體出口端用于向反應(yīng)容器中通入氣體。
[0010]所述混合容器的出水口通過(guò)蠕動(dòng)泵連通所述反應(yīng)容器的進(jìn)水口形成循環(huán)。
[0011 ] 所述的多個(gè)高壓針狀電極采用串聯(lián)的方式連接。
[0012]所述石英玻璃套管通氣管路的出口與高壓針狀電極頂端處于同一高度。
[0013]所述的石英玻璃套管通氣管路的出口與高壓針狀電極的頂端均高于反應(yīng)容器的底部一定距離。
[0014]在微孔石英玻璃板上加入二氧化鈦光催化劑，能充分利用電暈放電產(chǎn)生的紫外光，從而進(jìn)一步提高對(duì)阿特拉津的降解效率；石英玻璃套管通氣管路的出口與高壓針狀電極的頂端均高于反應(yīng)容器的底部一定距離，這樣既能防止電暈放電燒壞反應(yīng)容器的底部，又能產(chǎn)生更好的氣流通道，使電暈放電更加穩(wěn)定；多個(gè)高壓針狀電極采用串聯(lián)的方式；石英玻璃套管通氣管路的出口與高壓針狀電極的頂端處于同一高度，防止高壓針狀電極接觸到水；使用循環(huán)水流來(lái)處理阿特拉津廢水，處理水量大大提高，改變以往等離子體水處理裝置處理水量的局限性；當(dāng)開(kāi)啟裝置時(shí)要首先打開(kāi)氣流通道，然后再打開(kāi)廢水通道，防止因高壓針狀電極接觸到水造成的氣流通道倒吸廢水的現(xiàn)象。
[0015]本發(fā)明方法中的多針?lè)烹娪卸鄠€(gè)放電點(diǎn)，能產(chǎn)生更多的等離子體、臭氧和紫外光，能提高污染物的降解效率。同時(shí)在多針電暈放電中加入二氧化鈦催化劑能更好的利用多針?lè)烹姰a(chǎn)生的大量紫外光，產(chǎn)生更多的電子與空穴對(duì)，增強(qiáng)降解效率，顯著改善普通單針?lè)烹娮贤夤獠蛔?、紫外光利用效率不高的缺點(diǎn)。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
[0017](I)電暈放電等離子體與二氧化鈦協(xié)同作用能在較短時(shí)間內(nèi)有效去除水中的阿特拉津；
[0018](2)通氣的同時(shí)進(jìn)行電暈放電，能形成更穩(wěn)定的放電現(xiàn)象，產(chǎn)生更多的等離子體；
[0019](3)采用多針電暈放電代替單針?lè)烹?，能產(chǎn)生更多的等離子體、臭氧以及紫外光，大幅度提尚降解效率；
[0020](4)在等離子體放電體系中加入二氧化鈦光催化劑，充分利用多針?lè)烹姷入x子體的紫外光，對(duì)阿特拉津進(jìn)行進(jìn)一步降解；
[0021](5)石英玻璃套管與高壓針狀電極均高于筒狀反應(yīng)器的底部一定距離，這樣既能防止電暈放電燒壞筒狀反應(yīng)器的底部，又能產(chǎn)生更好的氣流通道，使電暈放電更加穩(wěn)定；
[0022](6)石英玻璃套管通氣管路的出口與高壓針狀電極處于同一高度，防止高壓針狀電極接觸到水，并且能形成完整的氣流通路，能持續(xù)地進(jìn)行電暈放電，同時(shí)減少因放電造成的高壓針狀電極的損耗。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為采用多針電暈放電結(jié)合二氧化鈦催化劑處理阿特拉津廢水裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖2為多針電暈放電極的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖3為添加二氧化鈦催化劑與不添加二氧化鈦催化劑對(duì)阿特拉津去除率的影響。
[0026]圖4為二氧化鈦添加量對(duì)阿特拉津去除率的影響。
[0027]圖中，I一排氣孔、2—出水口、3—空氣流量計(jì)、4一電磁式空氣泵、5—密封含水瓶、6—磁力攪拌器、7—磁轉(zhuǎn)子、8—混合容器、9 一高壓針狀電極、10—石英玻璃套管、11