[发明专利]一种利用等离子体处理水的方法

说明书

本发明公开了一种利用等离子体处理水的方法，该方法中利用的处理设备包括高压脉冲电源和反应器，所述高压脉冲电源的作用是产生脉冲宽度为纳秒级的电压脉冲，以及产生低温等离子体，所述反应器的作用是产生活性物质，以及伴随产生热、光、波效应。本发明的有益技术效果是：在保障反应器对COD去除效率的前提下，降低反应器所需能耗，不仅能有效去除COD，而且能耗相对较低。

技术领域

本发明涉及一种水处理方法，尤其涉及一种利用等离子体处理水的方法。

背景技术

现有技术的电解氧化法由电极放电，形成羟基自由基和过氧化氢，放电作用产生的活性氧化物及其高能电子轰击污染物质中的C-C键及不饱和键，发生断键和开环等一系列反应，或使大分子变成小分子物质，从而提高难降解物质的可生化性，乃至最终将其去除。但是，由于活性物质在污水中的存在时间较短，为达到既定去除率，反应器能耗较高，对反应器的材质要求也较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用等离子体处理水的方法，解决现有技术存在的缺憾。

本发明采用如下技术方案实现：

一种利用等离子体处理水的方法，其特征在于，该方法中利用的处理设备包括高压脉冲电源和反应器，所述高压脉冲电源的作用是产生脉冲宽度为纳秒级的电压脉冲，以及产生低温等离子体，这样就可以在不使电场内的离子加速的情况下单使电子加速，形成无需屏蔽的高能自由电子，而这些高能自由电子将促使有机物的激发裂解或电离，在放电水处理中，反应器中的液体介质处在强电场的作用下，出现解离和碰撞电离现象，并从高压电极向外延伸的等离子体通道。由于放电的时间极短，放电时间为纳秒量级，而瞬间电流极大（在10⁴~10⁵A量级），通道在极短的时间内获得大量的能量，从而使温度达到20000K到50000K，压力高达10⁹Pa，在通道中形成高密度（10²~10³J/cm³）并辐射出很强的紫外线（10~200nm），所述反应器的作用是产生活性物质，以及伴随产生热、光、波效应。

进一步的，电压脉冲放电电压的上升沿小于100ns，脉冲宽度小于700ns。

进一步的，按照外加电压的放电形式，高压脉冲的放电形式分为直流放电、交流放电或脉冲放电。

进一步的，按照介质参考反应的相态，高压脉冲的放电形式分为气相放电、液相放电和气液混合放电。

本发明的有益技术效果是：在保障反应器对COD去除效率的前提下，降低反应器所需能耗，不仅能有效去除COD，而且能耗相对较低。

具体实施方式

通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

等离子体是不同于固、液、气3种物质存在状态的第4种物质存在状态，其中含有离子、电子、激发态原子和分子、自由基等。当体系中电子的温度高达10⁴K以上，而离子和中性粒子的温度低至300~500K时，称为低温等离子体(又可称为非平衡态等离子体)。利用高压脉冲电源在水中放电可得到低温等离子体，同时伴随有物理效应和化学效应。物理效应可形成紫外光和冲击波；化学效应主要是活性自由基的形成，如：·OH、·O、·H等。因而可将生成的活性物质、紫外光以及冲击波等多因素的协同作用应用于环保领域，例如降解水中有机物质、杀灭细菌病毒。

利用等离子体进行水处理的设备主要分为两大部分：高压脉冲电源和反应器。高压脉冲电源用于产生低温等离子体；反应器则利用产生的活性物质以及伴随产生的热、光、波等效应来净化水质。