[发明专利]同步去除有机物和Cr(VI)的等离子体处理系统及其处理方法

说明书

本发明公开了废水处理技术领域的同步去除有机物和Cr(VI)的等离子体处理系统及其处理方法，包括反应器、处理池和蠕动泵，反应器的顶部固定有布水器，布水器的内腔连接有进水管，反应器的底部连接有出水管，出水管的出水口伸入处理池中，处理池与蠕动泵的一端连接有连接管，蠕动泵的另一端与进水管相连接，反应器的外部固定有高压电极，高压电极与外管的外壁紧密贴合，反应器的内部设有地电极，高压电极和地电极与外部高压高频交流电源相连接，采用新型等离子体反应器，使之等离子体与污染物接触面积更大，新的布水方式使之放电更为均匀、稳定，产生的等离子体能够均匀的处理水体中的污染物，处理效果提升较为明显。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体为同步去除有机物和Cr(VI)的等离子体处理系统及其处理方法。

背景技术

近年来，我国经济迅猛发展的同时工业污染物的排放量也在与日俱增。其中，电解、电镀、造纸、印染等化工行业产生的大量工业废水成分复杂，除含有难降解有机物外，还含有大量的重金属。如电镀废水、印染废水、炼油废水检测到多环芳烃(PAHs)、氰化物、酚类、铬(Cr)、铀(U)、锌(Zn)等有机物及重金属，这些物质进入环境后难以被降解，会长期存在于自然界中，并通过食物链富集在生物体内，破坏生态系统平衡，特别是铬(Cr)，在废水中的毒性较大，难以处理，甚至会通过致畸、致癌和致突变等作用给人类健康带来严重威胁。且有机物和重金属共存时，两者可通过生物及化学作用形成有机物-重金属复合物，大大增加了废水的毒性。因此，研发同步且高效去除废水中有机物和重金属的方法是当前科研人员亟待解决的热点问题。

对于有机物-重金属复合废水的处理，传统方法一般分两步进行，即首先采用吸附及化学沉淀法去除重金属，再采用生物及化学氧化法去除有机物。显然，这一方法程序复杂，且存在处理及操作费用高，易造成二次污染等问题。近年来高级氧化技术中的低温等离子体技术因在环境修复领域的巨大应用潜力而备受关注。已有研究表明，低温等离子体能够用于同步氧化有机物和还原重金属。等离子体放电过程中会产生大量的·OH，·OH是氧化有机物的主要物质，同时放电过程中还会产生大量的还原性·H，还用于还原重金属。而且等离子体放电过程中有机氧化和重金属还原具有协同作用。有机物与·OH发生反应，增加还原性·H含量，从而促进溶液中的重金属还原为可溶性低价态，另外，重金属能够消耗还原性·H，间接增加了与有机物反应的·OH含量，促进了有机物的氧化。

低温等离子体装置主要由放电电源和等离子体反应器构成，目前已有用于同步处理有机物和重金属的等离子体反应器相对较少，且现有的反应器主要为板-板形式，利用高压电极对水的表面进行放电。产生的等离子体仅能作用于最上层表面的水，处理面积相对较小，同时处理水的深度较浅，导致总体处理效果不佳。

发明内容

基于此，本发明设计了同步去除有机物和Cr(VI)的等离子体处理系统及其处理方法。该反应器采用水膜放电形式，反应器为双介质阻挡放电圆筒式反应器，将待处理废水经蠕动泵传输到布水器上，水流通过圆孔借助重力流向反应器放电区域，同时为了是整个水膜较为均匀，提高放电稳定性，在布水器上安装一台电机，利用电机带动布水器旋转，使整个水流均匀，且形成的水膜均匀分布在整个放电区域，提高水膜与等离子体接触面积，增强放电稳定性及水处理效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

同步去除有机物和Cr(VI)的等离子体处理系统，包括反应器、处理池和蠕动泵，所述反应器的顶部固定有布水器，所述布水器的内腔连接有进水管，所述反应器的底部连接有出水管，所述出水管的出水口伸入处理池中，所述处理池与蠕动泵的一端连接有连接管，所述蠕动泵的另一端与进水管相连接，所述反应器包括外管与内管，所述反应器的外部固定有高压电极，所述高压电极与外管的外壁紧密贴合，所述反应器的内部设有地电极，所述高压电极和地电极与外部高压高频交流电源相连接。