[发明专利]等离子体和超声波集成污水处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种等离子体和超声波集成污水处理装置，该装置特别适合用于高浓度难降解的废水如垃圾渗滤液，畜产废水处理以及印染、造纸、化工、制药等行业废水处理领域。

背景技术

对于高浓度难降解的废水处理是污水处理领域中相当棘手的问题之一，所涉及的技术有化学处理技术，生物处理技术，生化处理技术，物理处理技术等。虽然近年来涉及处理上述高浓度难降解废水的专利也相当多，如中国专利200520078408.7、99114135.0、200710067464.4、201010518162.6等等，但其效果均不是太理想。

发明内容

本发明的目的正是针对上述现有技术中所存在的不足之处而提供一种等离子体和超声波集成污水处理装置。

本发明的装置利用超声波的声空化效应形成局部高温高压，并伴随辐射强的冲击波，这些条件足以打开结合力强的化学键，并促进水相燃烧，高温分解或自由基反应。而超声波去除水中难降解有机污染物的途径主要就是在空化效应下，有机物通过高温分解或自由基反应两种历程。由于等离子体是具有大量相互作用的带电粒子组成的有宏观时空尺度的体系，它实际上就是电离率足够大时的一种电离气体。主要由电子、正负离子、原子、分子、活性自由基以及射线等组成。等离子体技术处理废水是一种兼具高能电子辐射、臭氧氧化和紫外光解等三种作用于一体的全新的废水处理技术。

值得提出的是，在等离子体余辉区富集了大量的主要是长寿命的自由基等高活性粒子，利用这些高活性的自由基无疑对水中难降解有机物裂解和氧化作用是非常重要的，它们在离开等离子体区后被引入喷注至再次进行超声波处理的污水中，无疑可对超声波处理起到强化催化作用，其效力更强。

本发明的目的可通过以下技术措施来实现的：

本发明的等离子体和超声波集成污水处理装置包括通过管路依次相连且在其底部下方分别设置有超声波换能器的预处理池、离子分解罐、混合反应器、首道超声波池、二道超声波池；所述预处理池的进水口通过管路以及设置在管路间的预处理池泵、预处理池闸阀与污水源相连；所述二道超声波池下部通过排泥管与沉积物池相通，位于二道超声波池上部的出水口通过管路与后处理池相通；所述离子分解罐为封闭绝缘罐体，在离子分解罐腔内处理液液面上方设置有以高频高压脉冲电晕放电生成的阳极板，在罐腔的下部设置有阴极板，在离子分解罐的罐顶设置有与大气连通的进气口，且位于阳极板上方的腔体通过等离子体经出气口以及相应的管路、设置在管路间的风机与混合反应器腔体下部相连通，位于离子分解罐液面处的出水口通过相应的管路与混合反应器腔体下部相连通。

本发明中所述预处理池、离子分解罐、混合反应器、首道超声波池的进水管口均设在下部，出水管口均设在液面位置处。

所述预处理池的液位高于所述离子分解罐的液位，所述离子分解罐的液位高于顶部为敞开式结构的所述混合反应器的液位；所述混合反应器的出水管口通过水泵、阀门及连接管路与所述首道超声波池的进水管口相连通；所述首道超声波池的液位高于所述二道超声波池的液位。

更具体说：本发明中所述的离子分解罐应能确保罐体绝缘电压在４万伏特对外界安全，所述的阳极板是通过多个定位块固定在罐体内液位上方的罐体内壁上并距液位有三十厘米以上的距离，置于罐体下部的阴极板通过离子接地点同大地相连形成回路；高频高压电晕放电使其空气电离形成等离子体，并与其下方的处理污水表面形成流动性接触。

所述的混合反应器是鼓风机将电晕产生的等离子通过离子分解罐出气口和混合反应器闸阀送入混合反应器内的下部,并同从离子分解罐出水口排出的污水液经混合反应器进水闸阀和混合反应器进水管进入混合反应器进行气液混合。

混合反应器内待处理的污水依次通过混合反应器出水口、首道超声波池泵、首道超声波闸阀、首次超声波池止回阀和首道超声波池进水管进入首道超声波池内的下部；二道超声波池进水管水平位置低于首道超声波池出水口并通过二道超声波池闸阀与其连接，排泥管与沉积物池相通，二道超声波池出水口将处理液流入后处理系统。

本发明的有益效果如下：

1.  本发明是将超声波技术的高温高压并伴随强烈的激波等特点与电技术的电晕放电形成的等离子体的高能电子轰击、臭氧化、紫外光解等技术以及组合成综合污水处理一种装置，特别对高浓度难降解的有机物废水效果明显。是一种简易、高性能的废水处理技术与设备。

2.  本发明将等离子体余辉区富集的大量的长寿命的自由基为主的高活性粒子引入超声波再处理中。

3.  设备运行可靠，操作简单，安装维护方便。