[实用新型]一种低温等离子体协同处理难降解有机物废水处理系统

说明书

本实用新型公开了一种低温等离子体协同处理难降解有机物废水处理系统，其包括废水供给系统、氧气供应系统、启动燃料系统及超临界反应器，废水供给系统包括由废水管道依次连接的废水槽、高压废水泵、废水换热器及废水电加热器；氧气供应系统包括液氧增压系统、等离子体发生器，液氧经液氧增压系统输送至等离子体发生器进行离子化后进入超临界反应器氧化剂入口；启动燃料系统由燃料管道依次连接燃料桶、低压燃料泵、燃料缓冲罐高压燃料泵及燃料电加热器；超临界反应器底部设置有无机盐出口。本实用新型采用低温等离子体发生器与超临界水氧化反应器协同处理难降解有机物废水，可有效提高氧化效率，缩短反应时间，降低反应温度、压力要求，降低反应成本。

技术领域

本实用新型涉及难降解有机物废水处理技术领域，特别是一种低温等离子体协同处理难降解有机物废水处理系统。

背景技术

等离子体是物质的第四态，由大量的自由电子和离子组成，且整体上表现为电中性的电离气体。低温等离子体氧化技术不仅富集了具有强氧化性的自由基以及激发态的原子、分子等高活性粒子，可使难降解有机物分子激发、电离或断键，而且氧化过程中还伴随有紫外光辐射、冲击波以及液电空化降解等物理化学效应，加速了有机物的降解。

湿式空气氧化法(WetAir Oxidation，简称WAO法)是在高温(150～350℃)、高压(0.5～20MPa)下，利用氧和空气或其它氧化剂将在废水中的有机物氧化为二氧化碳和水，从而达到去除污染物的目的。该法在国外已实现工业化。其优点为：氧化速度快，处理效率高，适用范围广，一般无二次污染等。但其应用也存在一定局限性：(1)该法要求在高温、高压条件下进行，反应条件苛刻，系统的设备费用大，一次投资大；(2)设备材料要耐高温、高压，且防腐蚀要求高；(3)COD去除率较低，反应时间较长，对多氯联苯、小分子羧酸的去除难以完全。

为降低湿式空气氧化法的反应温度和压力，同时提高处理效果，出现了使用高效、稳定催化剂的湿式催化氧化法(Catalytic Wet Air Oxidation，简称CWAO法)。为彻底去除一些难以去除的有机物，利用超临界水的特性，将废液的温度、压力提升至临界温度、临界压力以上加速反应过程，称为超临界水氧化法(Supercritical Wet Oxid ation，简称SCWO法)。

湿式催化氧化法应用催化剂降低了反应活化能，改变了反应历程，从而降低了反应所需的温度和压力，提高了氧化分解能力，缩短了反应时间，有效地遏制了设备腐蚀，降低了成本。湿式催化氧化法所采用的催化剂分为均相和多相两类。均相催化剂溶于废水中会造成二次污染，需后续处理，已被逐步淘汰。多相催化剂包括贵金属和金属氧化物催化剂。其中贵金属催化剂活性高、寿命长、适应性广、但价格昂贵，应用受到限制。湿式催化氧化反应为气液固三相反应，高温高压下，液体不断地冲刷，催化剂会粉化，堵塞反应器，影响反应器的长期运行和废水处理效果，因此对催化剂强度有较高要求。其次废水水量波动较大，水质较为复杂，可能会使催化剂中毒，影响催化剂寿命。

超临界水氧化技术对于大多数难降解有机物均具有很高的去除率。但是由于超临界水氧化反应条件苛刻，反应器内局部温度过高，废水、废物及污泥等成分复杂，变化较大，这些对超临界反应器设计计算，材料选择造成了极大的困难，系统升级及大型化、工业化进程缓慢。

将低温等离子体技术与湿式(催化)氧化或超临界水氧化技术协同处理难降解有机物废水，可优势互补。不同发生类型的低温等离子体技术可分别对氧气或废水进行放电活化。氧气由于气体放电而产生具有强氧化能力的氧等离子体，将其通入湿式(催化)氧化反应系统或超临界水氧化反应系统中，可提高氧化效率，缩短反应时间，降低反应温度、压力，降低反应成本，延长催化剂使用寿命，扩展了设备、管道选材范围。将低温等离子体发生器置于上述氧化反应系统的反应器中，也可获得类似效果。

经检索，未发现采用低温等离子体技术与超临界水氧化技术协同处理难降解有机物废水的文献报道。

实用新型内容