[发明专利]放电雾化和催化协同水处理法

说明书

技术领域

本发明涉及放电等离子体净水器领域，具体涉及放电雾化待处理水和催化手段相结合的净水方法。 

背景技术

放电等离子体技术应用于对环境物污染物的治理，具有没有二次污染等显著的优点。放电等离子体中含有包括羟基(OH)、氧原子(O)、臭氧(O₃)、过氧化氢(H₂O₂)等活性物种，可与多种环境污染物进行氧化或还原反应，杀灭致病菌、分解或转化有毒、有害物质。采用放电等离子体对水的净化处理技术包括上世纪九十年代开始的将放电极置于水面上，在放电过程中在水的表面形成“泰勒锥”；近年来的放电极置于待处理的水中，并通过向待处理水中曝气来增加活性自由基的数量；以及最近大连理工大学所提出来的将气体放电所生成的放电等离子体通过曝气形式，加入待处理水中的液体电极沿面放电的形式等。由此，放电等离子体对水中污染物的作用从只作用于水的表面，到作用于放电极周围，到可大面积与待处理水接触，作用范围逐步增强。但活性物种的寿命很短，以OH自由基为例，仅为10^-7s，这些活性物质在扩散过程中会由于自身的从激发态向基态的退激，或者与其他粒子的碰撞而迅速消失，所以放电极置于水面上、放电极置于待处理的水中或者将放电等离子体以鼓气的形式加入到待处理的水中的形式，对于充分利用放电等离子体和水中污染物的作用都因放电等离子体的自身特点而受到一定制约，放电等离子体水处理的效率有待进一步提高。 

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提出一种使放电等离子体更有效地作 用于水中的污染物的水处理法，提高对水中污染物的脱除效率。 

本发明的技术方案是由放电雾化系统、处理室和储水池组成放电雾化和催化协同水处理器。待处理水自多喷嘴金属放电电极雾化喷出，在不锈钢材料、内壁镀二氧化钛膜的接地处理室中通过，进入储水池，由水泵将储水池中的水送到处理室顶端位置，经绝缘接头进入和放电喷嘴相连的外套绝缘材料制成的套管的金属进水管，开始新的循环。放电喷嘴电极为一组或两组，每组为六只喷嘴，通过金属水管连接喷嘴和进水管，喷嘴和处理室侧壁平行，均匀分布在圆柱形的处理室内部空间。若采用两组喷嘴的形式，两组放电极的喷嘴和进水管之间的连接水管的长度不同，离进水管近的一组放电极的连接水管更长，并且两组放电喷嘴在空间内交替分布。二氧化钛镀膜以带状分布在处理室内壁和放电喷嘴对应的位置处，镀膜带其中线和放电喷嘴顶端对齐。待处理水自多喷嘴放电极喷出，在强电场力和表面张力的作用下，被雾化，以小液滴的形式分布在放电反应空间。放电等离子体在放电极附近的浓度最高，待处理水从放电等离体浓度最高的放电极经过，并被雾化成小液滴的形式，大大增加了放电等离子体和水中污染物作用的几率。在处理室的内壁上镀二氧化钛膜，利用放电等离子体紫外区域的跃迁发光，这个波长段的光可以很好地激发二氧化钛的活性，提高放电等离子体对污染物脱除的作用效果。 

本发明的有益效果是水自放电极喷出，增加了放电等离子体和水中污染物的作用几率；利用放电等离子体的跃迁发光激发镀膜二氧化钛的活性，手段更简单，作用效果更好，可有效提高污染物的脱除效率。 

附图说明

下面结合附图与实施案例进一步说明本发明。 

图2本发明的放电雾化电极系统一组喷嘴结构俯视图； 

图3本发明的放电雾化电极系统一组喷嘴结构侧视图； 

图4本发明的放电雾化电极系统两组喷嘴结构俯视图； 

图5本发明的放电雾化电极系统两组喷嘴结构侧视图。 

图中标号： 

1、高压接入点   2、绝缘套管 3、放电雾化系统  4、二氧化钛膜  5、处理室 

6、绝缘接头     7、进水管   8、水泵    9、出水管  10、储水池 

11、待处理水    12、水管    13、放电喷嘴电极  14、连接水管 

下面通过一个实施案例，进一步说明本发明。 

如附图1所示：本发明主要由放电雾化系统3和处理室5组成。进水管7外套绝缘套管2，本发明通过进水管7进入绝缘套管2之前的高压接入点1，为系统供电。放电雾化系统3若是一组、则为6只放电喷嘴电极(见图2、图3)，而其若是两组、则为12只放电喷嘴电极(见图4、图5)。待处理水11由水泵8，自储水池10抽起，经水管12和绝缘接头6、进水管7进入放电雾化系统3，在处理室5被净化后，由出水管9回到储水池10，开始下一次循环处理。 

处理室5是由不锈钢材料等金属材料制成的圆柱壳体：内径220mm，高250mm，接地。处理室5的出水管9由不锈钢等金属材料制成：内径60mm，长30mm。绝缘套管2由聚四氟乙烯等绝缘材料制成：内径80mm，长100mm。进水管7由金属材料制成：内径60mm，长160mm。放电喷嘴电极13由不锈钢等耐腐蚀的金属材料制成：内径5mm，壁厚2mm，喷嘴长25mm。连接水管14由不锈钢等耐腐蚀的金属材料制成，若采用一组喷嘴电极，连接水管14：长60mm；若采用两组喷组电极，上面一组连接水管14：长60mm，下面一组连接水管14：长45mm， 进水管7在两组放电喷嘴电极之间，长度为60mm。储水池10材料可由不锈钢或玻璃等材料制成：直径100mm，高50mm。对应一组放电喷嘴电极，二氧化钛(TiO₂)膜4：高80mm，镀膜带中线与放电喷嘴电极的顶端对齐；对应两组放电喷嘴电极，二氧化钛(TiO₂)膜4：高110mm，镀膜带中线与两组放电喷嘴电极连接管中点对齐。