[发明专利]利用低温等离子体处理工业废水的方法及处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业废水处理技术，尤其是一种利用低温等离子体处理工业废水的方法，本发明还涉及实施该方法的处理装置。

背景技术

随着社会经济的发展、人口的增加和生活水平的不断提高，世界范围内对淡水资源的需求和消耗不断增多，相应的城市污水和工业废水的排放量也在不断增多；由于污水处理设施的滞后和污染源控制不够得力，使全球水污染严重，淡水资源正面临重大问题。随着我国经济的高速增长，城市化水平不断提高，也面临着相同的问题，水污染问题日趋严重，据统计，1999年全国城镇工业废、生活污水排放总量为606亿吨，其中工业废水量占67％，废、污水排放总量较1980年增加了近1倍，与此同时，处理废、污水的效率仅18％左右。因此，解决水污染迫在眉睫。

目前，工业污水的处理方法主要分为物理处理法、化学处理法和生物处理法三类，其中物理处理法是通过物理作用，以分离、回收污水中的不溶解的呈悬浮状态的污染物(包括油膜、油珠等)，常用的方法是通过过滤、沉淀、浮选等技术手段分离污水中的悬浮污染物，其缺点是处理效果甚微，有机物处理率很低。化学处理法是通过一些化学反应清除污水中的污染物或使其转化为其它物质，从而化有害为无害、有毒为无毒等，常用的方法有中和法、氧化法、凝聚法、石灰解析法等，其中凝聚法又分为化学凝聚法和电解凝聚法，化学凝聚法是处理污水常用的一种方法，当污水中含有许多胶体物质，用物理方法不易除去时，常加入凝聚剂，如硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、明矾、铝酸钠、氧化铁等，以清除胶体带的电荷，使之变成絮状，迅速下沉。其缺点是：凝聚剂的用量大，有机物降解率低，对于毒性大，难降解的污水效果更差；电解凝聚法与化学凝聚法基本相同，即清除胶体上的电荷，使其发生凝聚作用，缺点是耗电量大、设备复杂。而生物处理法是通过微生物的代谢作用，使污水溶液、胶体以及微悬浮状态的有机物、有毒物等污染物质，转化为稳定、无害的物质，生物处理法又分为需氧处理和厌氧处理两种方法，需氧处理法目前常用的有活性污泥法、生物滤池和氧化塘等，厌氧处理法又叫生物还原处理法，主要是用于处理高浓度有机废水和污泥，使用设备主要为消化池等，缺点是培养费用高、使用范围小、且微生物的性能难于控制。

等离子体化学随当代高技术的发展应运而生，作为一个学科交叉的前沿研究领域，自兴起以来的短短20多年中，已在化学合成、新材料研制、精细化工等领域开拓出一系列新技术、新工艺；本申请的发明人在利用液体低温等离子技术直接处理工业废水方面进行了的研究，发现由于等离子体中的活性粒子能量高，因此适用于处理常规方法难于处理的工业废水，可以弥补当今废水处理方面的不足，提供一种新的工业污水处理方案。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种消耗能量小，时间短、效率高的利用低温等离子体处理工业废水的方法。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种结构简单、使用方便的实施上述方法的处理装置。

本发明的前一技术方案是这样的：一种利用低温等离子体处理工业废水的方法，包括下述步骤：(1)在废水中加入电解质调节废水的电导率至15mS/cm～20mS/cm；(2)将废水间歇通入设有阴、阳电极的等离子反应器内；(3)将等离子反应器接通直流电源或脉冲直流电源，根据不同的水质调节电压在100～700V，使废水从常规电解开始向辉光等离子电解过渡，并形成辉光等离子体；(4)利用辉光等离子体进行废水处理，处理时间10～30分钟；(5)将处理后的废水排出，静置后分离排放。

上述的利用低温等离子体处理工业废水的方法中所述的电解质是指碱性化合物或酸性化合物；碱性化合物以氢氧化钠或氢氧化钙为佳，酸性化合物以盐酸为佳。

本发明的后一技术方案是这样的：一种利用低温等离子体处理工业废水的处理装置，包括电源、至少一组等离子反应器，其中所述的等离子反应器是由带阳极室和阴极室的反应容器，分别设置在阳极室和阴极室上部的端盖，分别设置在阳极室、阴极室内的阳电极、阴电极和设置在反应容器外围的冷凝器组成，阳极室和阴极室下部相互连通，反应容器设有进液口和出液口，冷凝器设有冷却水进口和冷却水出口；在阴电极外围设有套管，套管的上端部与端盖固定连接，阴电极的下端从套管的下端部伸出并可沿套管上、下移动，伸出套管下端部的阴电极与阳电极的表面积之比为1：(1.5～50)，阳电极和阴电极之间的中心距离为4～5cm；在阳极室和阴极室上部的端盖上分别设有排气管分别与阳极室和阴极室连通；阳电极、阴电极与电源之间电路连接。

上述的处理装置中所述的阳电极材料为不锈钢，形状为棒状或网状；阴电极材料为钨/铂合金。