[发明专利]废水处理系统

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术，具体涉及一种基于低温等离子体技术的废水处理系统。

背景技术

低温离子技术是将电压加载在曲率半径很小的电极上，由于局部放电产生稠密的高能电子，在放电过程中，电子与水分子、有机物分子以及水中其他分子、原子、粒子进行非弹性碰撞，使这些中性分子的激发、分解和电离更为强烈，产生的强氧化活性物质(·OH、·O、O₃、H₂O₂等活性粒子)、紫外辐射、高能电子轰击等，达到去除有毒、有害物质的目的。

目前，常用的低温等离子体技术有：辉光放电等离子体、直流高压脉冲放电等离子体、介质阻挡放电等离子体(DBD)、交流高压放电等离子体。低温等离子体法广泛用于恶臭气体、废气及废水处理领域。较常规的工艺相比，低温等离子体技术的明显优势有：应用范围广、工艺结构简单、处理效率高，能耗低、具有杀菌、除臭、灭菌效果等。

另外，虽然辉光放电、介质阻挡放电在废气、恶臭气体、废水处理领域具有一定的应用，但是辉光放电等离子体属于低气压放电技术，难于连续化生产、生产成本高，因此无法广泛应用于工业化生产，目前只限于实验室、灯光照明产品和半导体工业等；随着低温等离子体技术和脉冲功率技术的发展，直流高压窄脉冲放电技术已经成为处理废水，尤其是针对高浓度、高含盐量、难生物降解有机废水的处理领域是一种最有前景的技术。但是，直流高压脉冲放电等离子体技术，属于电晕放电技术，目前主要欠缺可靠的直流高压脉冲电源及与之匹配的高效的等离子体放电反应器；介质阻挡放电等离子体技术(DBD)因为介质容易堵塞和污染，引起爬电现象，导致放电回路短路，而且压力损失较大。以上技术虽具有一定的技术应用，但是在应用中也显现出各自的技术缺陷。

因此，现有技术中利用高压交流等离子体技术制造的水处理设备，目前仅处于实验室阶段，而且交流高压极易产生辐射，对环境和人员具有较大的影响，因此不能工业应用。作为工业化应用的水处理设备，一般设备体积都比较庞大，处理废水量较小，且有设备维护困难，耗电量大等缺点，所以很难实现工业化应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种废水处理系统，利用高压窄脉冲等离子技术来实现废水处理的工业化应用。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：

一种废水处理系统，包括直流高压脉冲电源、直流高压窄脉冲放电系统、注水系统、高级氧化反应系统、排水系统和主控制系统，其中，

直流高压脉冲电源输入标准交流电压，输出大于5MW的脉冲功率；

直流高压窄脉冲放电系统由直流高压脉冲电源供电，并产生强氧化活性粒子；

高级氧化反应系统与直流高压窄脉冲放电系统相连，接收强氧化活性粒子和废水；

排水系统与高级氧化反应系统相连，用于排水；

注水系统与直流高压窄脉冲放电系统相连，将难降解的有机废水依次流经直流高压窄脉冲放电系统、高级氧化反应系统，并在直流高压窄脉冲放电系统和高级氧化反应系统中，通过化学反应，使废水中大分子有机物变成小分子有机物，小分子有机物最终生成二氧化碳和水，并由排水系统排放；

主控制系统，与上述各系统电连接，通过嵌入式控制方式进行自动控制。

还包括药剂加入系统与高级氧化反应系统相连，向高级氧化反应系统内投入用于起Fenton反应的可溶性金属盐。

所述注水系统安装在直流高压窄脉冲放电系统顶部，将难降解废水通过喷雾或直接注入方式输入直流高压窄脉冲放电系统。

所述直流高压窄脉冲放电系统为内壁光滑的线筒式机构，并且其放电正负极均为金属材料，其中，负极采用金属或金属合金圆筒，正极采用合金金属丝，并贯穿于金属或金属合金圆筒中央；所述注水系统通过在圆筒上方设置喷雾头，将难降解废水形成喷雾注入圆筒内。

所述直流高压窄脉冲放电系统为内壁具有单螺旋状导水槽的线筒式机构，其中，其负极采用金属或金属合金圆筒，圆筒内壁有单螺旋状导水槽，正极为合金金属丝，并贯穿于金属或金属合金圆筒中央；所述注水系统通过在圆筒上方设置注入管，分别将难降解废水直接注入圆筒内。

所述线筒式机构包括多组垂直排列或水平排列安装的负极圆筒，并且负极接地。

所述高级氧化反应系统通过设置射流器导入直流高压窄脉冲放电系统产生的强氧化活性粒子，并用以增加强氧化活性粒子的溶解度。

采用本发明的废水处理系统，具有如下优点：

1、通过直流高压脉冲电源满足直流高压窄脉冲等离子体的工作稳定需求。