[发明专利]一种采用低温等离子体协同TiO2处理含孔雀石绿废水的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及水处理领域，具体地说是一种采用低温等离子体协同TiO₂处理含孔雀石绿废水的方法及装置。

背景技术

一直以来，染料废水都非常难于处理，得不到有效处理的染料废水排放到水体中会造成严重的环境污染，染料废水中的大量有害物质会对人体或者其他生物造成伤害。孔雀石绿(Malachite green,MG)是一种人工合成的三苯甲烷类化合物，可用作染料和杀菌剂等，广泛存在于染料废水和水产养殖水体中。孔雀石绿进入人类或动物机体之后，能够通过生物转化为脂溶性的无色孔雀石绿，具有潜在的致癌、致畸、致突变的作用，已被包括中国在内的大多数国家明令禁止用于养殖业，但由于没有低廉有效的替代品，孔雀石绿在水产养殖中依然屡禁不止。目前对于孔雀石绿处理方法如物理法、化学法等往往不能达到满意的效果，因此对水体中的孔雀石绿进行有效的降解成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种采用低温等离子体协同TiO₂处理含孔雀石绿废水的方法。该技术方案利用低温等离子体协同TiO₂，提出一种能够去除水中孔雀石绿的方法，以达到缓解甚至解决孔雀石绿造成的水体污染问题。

本发明的另一目的在于提供一种采用低温等离子体协同TiO₂处理含孔雀石绿废水的装置。

本发明的目的可以通过以下措施达到：

一种低温等离子体协同TiO₂处理含孔雀石绿废水的方法，包括以下步骤：

(1)将含孔雀石绿的废水通入设置在高压电极和接地电极之间的内表面 附有TiO₂薄膜层的介质阻挡反应釜内；采用双介质阻挡放电对含孔雀石绿的废水进行低温等离子体协同TiO₂处理；

(2)将反应后的废水通入反应容器中采用步骤(1)处理过程中所产生的臭氧进一步对废水进行曝气处理；

(3)将步骤(2)中曝气处理后的废水通入介质阻挡反应釜内重复采用步骤(1)和步骤(2)进行循环处理。

所述高压电极与接地电极的间距为1.5～3.0cm，优选为2.0～2.5cm。

所述含孔雀石绿废水中孔雀石绿的浓度为1～30mg/L，优选为5～10mg/L。

所述含孔雀石绿废水的pH为2～6，优选为2～4。

连接所述高压电极和接地电极的等离子体电源的输出功率为60-100W。

双介质阻挡放电对含孔雀石绿废水进行处理的时间为1-15min，优选为7-15min。

一种低温等离子体协同TiO₂处理含孔雀石绿废水的装置，它包括底部设有微孔曝气管的反应容器、分别与等离子体电源正负极相连接的高压电极和接地电极、水平设置在所述高压电极和接地电极之间的内表面附有TiO₂薄膜层的介质阻挡反应釜、水平设置在高压电极与介质阻挡反应釜之间的石英玻璃板，所述介质阻挡反应釜的进水口和出水口分别通过蠕动泵Ⅰ和蠕动泵Ⅱ连通所述的反应容器形成循环，所述的高压电极、接地电极、介质阻挡反应釜和石英玻璃板均设置在密封箱内，所述的密封箱的出气口通过抽气泵连通所述的微孔曝气管，所述的密封箱上还设有进气口。

所述蠕动泵Ⅰ的进水流速为10～20ml/min，优选为15～18ml/min；所述蠕动泵Ⅱ的出水流速为40～60ml/min，优选为45～50ml/min。

所述抽气泵的流速为0.03～0.25m³/h，优选为0.05～0.l5m³/h。利用抽气泵将低温等离子体放电过程中所产生的臭氧泵入反应容器中进一步反应。

所述高压电极与接地电极的间距为1.5～3.0cm，优选为2.0～2.5cm。

介质阻挡反应釜内附有的TiO₂薄膜层，是通过化学沉淀法制得。

利用上述装置采用低温等离子体协同TiO₂方法处理含孔雀石绿废水的过程为：使用蠕动泵Ⅰ将含有孔雀石绿的废水由进水口泵入介质阻挡放电反应釜并打开电源进行低温等离子体协同TiO₂处理，当废水流过反应釜后，利用蠕动泵Ⅱ将废水从出水口抽出并形成闭合循环回路系统；同时将产生的等离子体气氛通入反应容器中进行二次降解，最大限度利用产生的·OH等活性粒子和臭氧。