專利名稱：等離子體水處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理方法，尤其涉及一種高壓脈沖放電等離子體水處理法。
背景技術(shù)：
對(duì)原水和廢水中的微生物和/或溶解性有毒有機(jī)物，現(xiàn)有的處理方法有對(duì)原水進(jìn)行氯消毒或臭氧氧化和對(duì)廢水進(jìn)行氣脫和氧化或進(jìn)行生物降解等。用氯消毒時(shí)原水中的多數(shù)微量有機(jī)物將被氯化成毒性更大的氯代物，而臭氧氧化法的費(fèi)用較高。用氣脫法只能將有毒有機(jī)物從水相中轉(zhuǎn)移到大氣環(huán)境中引發(fā)二次污染。用化學(xué)試劑氧化水相中的微量有毒有機(jī)物成本高。用生物降解法時(shí)，水相中的許多有毒有機(jī)物將抑制生物菌種的生長(zhǎng)和繁殖。利用高壓脈沖放電等離子體的技術(shù)是近年來(lái)才出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并首先被應(yīng)用到環(huán)境治理中。在水中進(jìn)行高壓脈沖放電可以產(chǎn)生氫氧自由基、水合電子、不同激勵(lì)態(tài)下的氧原子、氫原子等粒子。這些高能粒子的氧化還原作用能夠高效快速地殺死水環(huán)境中的微生物和將其中的有機(jī)物降解為分子量更小、毒性更低的有機(jī)物甚至為二氧化碳。中國(guó)發(fā)明專利CN1104609A以及《中國(guó)環(huán)境科學(xué)》1996年第16卷第1期和1999年第19卷第5期等報(bào)道利用該方法進(jìn)行原水殺菌和進(jìn)行廢水降解。在現(xiàn)有的報(bào)道中均沒(méi)有采取措施提高放電過(guò)程中發(fā)生的高溫?zé)峤?、光化學(xué)氧化、液電空化降解、超臨界水氧化等效應(yīng)對(duì)水處理的貢獻(xiàn)，因而高壓脈沖放電等離子體法處理水的優(yōu)越性沒(méi)能充分體現(xiàn)出來(lái)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是針對(duì)高壓脈沖放電等離子體水處理法的效率不理想的現(xiàn)狀，通過(guò)向待處理水中加入水處理劑，提高放電過(guò)程中由放電產(chǎn)生的高溫?zé)峤狻⒐饣瘜W(xué)氧化、液電空化降解和超臨界水氧化等各種效應(yīng)，從而達(dá)到提高脈沖放電等離子體水處理法的效率。
本發(fā)明技術(shù)方案本發(fā)明所述的水處理方法包括如下步驟(1)在待處理水中加入水處理劑，使水處理劑在待處理水中濃度為1mg/L-10000mg/L，優(yōu)選為20mg/L-300mg/L，其中所述的水處理劑為可溶性磷酸鹽、和/或活性組分為硫族化和物(如TiO2，ZnO，CdS，ZnS，PbS)、Pt，Ag，Pd，Au或Ru金屬與硫族化和物混合物或硫族化和物中摻雜Fe3+，V4+或Ru3+金屬離子形成的混合物的光催化劑，優(yōu)選的水處理劑為活性組分為T(mén)iO2，CdS，TiO2/CdS或CdS/ZnO的光催化劑。
(2)采用現(xiàn)有高壓脈沖放電等離子體水處理法進(jìn)行處理。操作條件參見(jiàn)《環(huán)境科學(xué)》1996，17(1)“脈沖電暈放電對(duì)印染廢水脫色效果的實(shí)驗(yàn)研究”，《中國(guó)環(huán)境科學(xué)》1999，19(5)，“高壓脈沖放電降解水中苯乙酮的研究”和″“JPhys.D appl phys.”1999，32“Use of a pulsed high-voltage discharge for removal of organic compounds inaqueous solution”由上述技術(shù)方案可知，由于在待處理水中添加了水處理劑，提高了放電過(guò)程中發(fā)生的高溫?zé)峤?、光化學(xué)氧化、液電空化降解、超臨界水氧化等效應(yīng)從而大大提高了水處理效率。
具體實(shí)施方法下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但其并不限制本發(fā)明的保護(hù)范圍實(shí)施例1脈沖峰壓為14千伏、脈沖上升時(shí)間20-40納秒，脈沖寬度300-500納秒，脈沖放電重復(fù)頻率為90赫茲。電源功率150～200瓦。放電反應(yīng)室有效容積200毫升。接地電極與放電電極間距30毫米。放電電極外徑為0.9毫米?？諝馔ㄈ肓繛?0毫升/分鐘。待處理水溫度為25℃。放電時(shí)間均為60分鐘。當(dāng)沒(méi)有TiO2催化劑時(shí)，廢水中直接藍(lán)2B染料的脫色率為26.7％。當(dāng)混入TiO2的濃度為250mg/L時(shí)，廢水中直接藍(lán)2B染料的脫色率為35.9％。脫色率相對(duì)提高34.4％。
實(shí)施例2脈沖峰壓為32千伏、脈沖上升時(shí)間20-40納秒，脈沖寬度300-500納秒，脈沖放電重復(fù)頻率為60赫茲。電源功率150～200瓦。放電反應(yīng)室有效容積200毫升。接地電極與放電電極間距50毫米。放電電極外徑為0.6毫米。氧氣通入量為200毫升/分鐘。廢水溫度為25℃放電時(shí)間均為180分鐘。當(dāng)沒(méi)有水處理劑時(shí)，苯酚含量從100ppm降低到65.6ppm，降解率為34.4％。當(dāng)磷酸鈉濃度為65mg/L時(shí)，苯酚含量從100ppm降低到58.1ppm，降解率為41.9％。苯酚的降解率相對(duì)提高21.8％。
權(quán)利要求
1.一種高壓放電等離子體水處理法，其脈沖峰壓為1-100千伏、脈沖上升時(shí)間10-1000納秒、脈沖寬度10-10000納秒、脈沖放電重復(fù)頻率為1-1000赫茲、其特征為，在待處理水中加入水處理劑，使水處理劑在待處理水中濃度為1mg/L-10000mg/L，其中所述的水處理劑為可溶性磷酸鹽和/或活性組分為硫族化和物、Pt，Ag，Pd，Au或Ru金屬與硫族化和物混合物或硫族化和物中摻雜Fe3+，V4+或Ru3+金屬離子形成的混合物的光催化劑
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，其中所述的水處理劑為活性組分為T(mén)iO2，CdS，TiO2/CdS或CdS/ZnO的光催化劑。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，其中所述的水處理劑在待處理水中濃度為20mg/L-300mg/L。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種高壓脈沖放電等離子體水處理法即在待處理水中加入可溶性磷酸鹽和/或活性組分為硫族化和物、Pt,Ag,Pd,Au或Ru金屬與硫族化和物混合物或硫族化和物中摻雜Fe
文檔編號(hào)C02F1/72GK1367140SQ0211103
公開(kāi)日2002年9月4日 申請(qǐng)日期2002年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月13日
發(fā)明者陳銀生, 張新勝, 戴迎春, 袁渭康 申請(qǐng)人:華東理工大學(xué)