[发明专利]使用等离子体反应器的水处理设备及其方法

说明书

发明背景

1.发明领域

本发明涉及使用等离子体反应器的水处理设备及其方法，尤其是涉及使用等离子体反应器的改进水处理设备及其方法，由于使用通过向等离子体反应器施加30kv-150kv的高电压形成的等离子体，所以能有效地去除含于污水中的非生物降解的污染物。

2.常规技术的描述

近来，对防止新鲜空气和清洁水遭到污染一直受到极大关注。

环境污染预防技术领域一般分成空气污染预防技术领域、水污染预防技术领域、工业废弃物排放技术领域和无污染技术领域。在上述技术领域当中，将阐述水污染预防技术。

在水污染预防技术中，为了提供废水处理系统，已完成了许多的研究工作。

然而，就供应清洁水而言，一直未公开过任何有效而经济的技术。即，至今在处理污水工业中，仅将含于污水中的有机物(如碳氢)经简单处理后从污水中除去，致使BOD(生化需氧量)下降，由此完成了水处理过程，然后，使BOD降低的水流向河流、湖泊或诸如此类的地方。

换句话说，由于工业的进步和人们涌入城市，使过去没有产生过的各种受污染的物质与日俱增地生成。至此，像这样产生的受污染的物质虽然经过处理，但没有精确地分析受污染的物质中所含有的任何有毒成分及其对环境的影响。

例如，经常用于杀死水中所含细菌的氯气，已知它能形成引发癌症的THM(三卤甲烷)。

另外，家庭产生的含大量氮和磷的污水日渐增加并转移进入河流、湖泊或其它地方，因此提高了那里的BOD。

如图1所示，在常规水处理方法中，污水先流经第一稳定槽，然后流向浓缩器。

从浓缩器移出的污水分离成为固体污泥和污水。

污水中所含固体污泥经干燥设备和焚烧器后被转移至后焚烧装置。

转移到空气汽提塔的污水流过第二稳定槽。在第二稳定槽的底部集聚的污泥转移至污泥收集装置中。

由污泥收集装置收集的污泥再转移到干燥装置。

另外，流经第二稳定槽的污水转移至鼓泡槽，由此把污水分成污泥和污水，然后污水再转移至RTO(再生热氧化器)。

同时，转移至活性污泥反应器的部分污泥转移到污泥收集装置，而另外一部分与流经鼓泡槽的污水一起被转移到再生热氧化器，还有一部分污泥随着废水流到外界。

然而，上述污水处理设备无法有效去除污水中所含有的氮、磷或有毒物质。

尤其是，工厂产生含氯成分(即PCE(全氯乙烯)、PCBs(多氯联苯)和DCP(二氯苯酚))的被污染物质可能含有很毒的物质。此外，上述被污染的物质在与其含有的氯成分反应时，会产生二次有毒物质。因此，当含有上述被污染物质的污水流入江河或湖泊中时，对比其它不含上述被污染物质的污水，所述江河或湖泊严重地被损害。

另外，含氯的污染物不易在自然环境下溶解于水中，也不会自然地溶解在水中。现在还没有经济地消除上述污染物的合适方法。

例如，在含染色成分污水的情况下，染色成分的污水含有氯成分和硝酸成分，致使这样的污水非常有害，而且还有很高的毒性。在大多数的国家中都把上述污染物作为最毒物质之一加以控制。

作为参考，印染厂约占产生污染物工厂的6％，而产生的污染物约占其总量的3.5％。初看上去，这样的数字引起的污染对比其它的污染物似乎问题不大，但是污染程度(处理前BOD)约为总污染程度的24％。因此，染色成分污水造成严重的污染问题。

为了有效处理上述污水，已知有物理和化学处理法、生化处理构件、混凝沉降法、芬顿(Fenton)氧化法、电子束处理法、活性炭吸附法、膜分离法以及等离子体处理法。

在上述的方法当中，物理和化学处理法涉及对污水处理前污染物的预处理。因此，物理和化学处理法实际上不能消除污染物。

另外，作为生化处理法的活性污泥法被广泛用于工业中，使用活性需氧细菌吸附和溶解有机物。在这种方法中，有大量的污泥产生，尤其是在染色成分污水中所含有的染色物质不能被降解。即使被降解，它也可能产生二次有毒物质，致使污染物的处理效率十分低下。为克服上述的问题，公开了属于生化处理方法的使用厌氧菌的方法。然而，这种方法存在的问题在于处理非生物降解的污染物要花费很长的时间(数十天)。

混凝沉降法虽能消除大量的污染物，但不能消除可溶解的物质如可溶性组分。

芬顿氧化法(十九世纪末期由英格兰的芬顿所公开的)是一种采用H₂O₂和Fe离子反应时出现强氧化作用现象的处理污水方法。这种方法的缺点在于为强氧化作用所提供的试剂非常昂贵。