催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電源、正電極、若干個電離單元、水槽、氣體收集管道、閥門、負(fù)電極；水槽的底部開有插孔；所述電離單元包括中空銅棒電極、進(jìn)氣口、石英管、催化帶、出氣口；中空銅棒電極插于石英管中，中空銅棒電極與正電極相連；石英管外裹有催化帶，插入插孔中并與插孔密閉連接，水槽中裝有廢液；水槽與電源的負(fù)極相連；空氣從進(jìn)氣孔進(jìn)去，在石英管中的被電離，被電離后從出氣口通過氣體收集管道經(jīng)過通入到水槽中；閥門安裝在氣體收集管道上。本發(fā)明可有效的降低了一般等離子體降解污水的成本，并能有效的提高對污水處理的效率，特別是對一些難降解有機(jī)物廢液。
【專利說明】催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化劑輔助大氣壓介質(zhì)阻擋放電污水處理系統(tǒng)，尤其涉及一種催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，低溫等離子體應(yīng)用于廢水處理的技術(shù)研究十分活躍，經(jīng)過該方法降解有機(jī)廢水，效率高，沒有二次污染。但是，多數(shù)低溫等離子體是通過稀有氣體電離產(chǎn)生的，應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)時存在兩個重要缺陷:一是成本高，價格昂貴；二是能量利用率比較低。因而，大氣壓條件下的等離子體降解污水技術(shù)因其能克服以上缺點而越來越受到科研工作者的注意。傳統(tǒng)的等離子體處理污水效果存在諸多不足，例如普通介質(zhì)阻擋放電等離子體處理廢水通常是直接通過產(chǎn)生的高氧化性的粒子來處理，能量利用率很低，處理不均勻，而且成本高，很難應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。如果能設(shè)計一種新型的常壓低溫等離子體污水處理系統(tǒng)，既能保證處理的高效性、均勻性，實現(xiàn)大面積、連續(xù)處理，又能同時降低能源消耗，減少成本，那么，這將顯著提升處理的效果，增大工業(yè)應(yīng)用的可能性。同時，將合適的催化劑負(fù)載在可彎曲薄片上套在放電管外面可有效吸收等離子體輻射光，提高催化劑的活性。如果將常壓DBD等離子體系統(tǒng)和催化帶技術(shù)相結(jié)合，將會大大調(diào)高污水的降解效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)及其使用方法。 [0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的:一種催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電源、正電極、若干個電離單元、水槽、氣體收集管道、閥門、負(fù)電極；水槽的底部開有插孔；所述電離單元包括中空銅棒電極、進(jìn)氣口、石英管、催化帶、出氣口 ；中空銅棒電極插于石英管中，中空銅棒電極與正電極相連；石英管外裹有催化帶，插入插孔中并與插孔密閉連接，水槽中裝有廢液；水槽與電源的負(fù)極相連；空氣從進(jìn)氣孔進(jìn)去，在石英管中的被電離后經(jīng)過出氣口、氣體收集管道進(jìn)入水槽中；閥門安裝在氣體收集管道上。
[0005]進(jìn)一步地,所述催化帶為負(fù)載四氧化三鈷納米線的鎳箔。
[0006]一種催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)的使用方法，該方法為:將所要降解的廢水放置于水槽之中，從進(jìn)氣口處通入空氣，然后打開閥門，將系統(tǒng)開啟電源。
[0007]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的是采用石英管與廢液組成的一個介質(zhì)阻擋放電裝置，可以通過調(diào)節(jié)放電功率，空氣流量和改變催化劑類別等降解各種有機(jī)廢水且能達(dá)到最好效果，克服了有些裝置的能耗高，效率低的特點。而且，通過與催化劑的結(jié)合可以降解一些難以降解的有機(jī)物。首先，在整個系統(tǒng)工作的時候，石英管中產(chǎn)生均勻的等離子體，其產(chǎn)生的光輻射結(jié)合廢液中的催化劑構(gòu)成了一個光催化系統(tǒng)，能有效的降解部分有機(jī)廢水。另外，空氣被電離后產(chǎn)生的大量的活性粒子通過收集管道通入到廢液中，這些活性粒子在氣體的鼓泡作用下，與催化劑進(jìn)一步結(jié)合可以有效降解相關(guān)有機(jī)物。本發(fā)明可以提高等離子體的能量利用率，降低成本，而且能夠提高降解效率，為實現(xiàn)工業(yè)化運作創(chuàng)造了條件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為電離單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
其中，1、電源，2、正電極，3、電離單元，31、中空銅棒電極，32、進(jìn)氣口，33、石英管，34、催化帶，35、出氣口，4、水槽，41、插孔，5、氣體收集管道；6、閥門；7、負(fù)電極。
【具體實施方式】
[0009]如圖1所示，一種催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括電源1、正電極2、若干個電離單元3、水槽4、氣體收集管道5、閥門6、負(fù)電極7 ;水槽4的底部開有插孔41。
[0010]如圖2所示，電 離單元3包括中空銅棒電極31、石英管33、催化帶34 ;石英管33上部開有進(jìn)氣口 32，底部開有出氣口 35 ;中空銅棒電極31插于石英管33中，中空銅棒電極31與正電極2相連；石英管33外裹有催化帶34，插入插孔41中并與插孔41密閉連接，水槽4中裝有廢液；水槽4與電源I的負(fù)極7相連；空氣從進(jìn)氣孔32進(jìn)去，在石英管33中的被電離后經(jīng)過出氣口 35、氣體收集管道5通入到水槽4中；閥門6安裝在氣體收集管道5上。
[0011]所述催化帶34為負(fù)載四氧化三鈷(Co3O4)納米線的鎳箔。
[0012]所述進(jìn)氣口 32處設(shè)有浮子流量計。在一定的氣體流量范圍內(nèi)，提高空氣流量可以增強(qiáng)的廢水處理效果。
[0013]石英管33中的中空銅棒電極31為正電極，水槽4中的廢液作為液體電極為負(fù)極，中空銅棒電極31與液體電極組成等離子體發(fā)生裝置。
[0014]催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)的工作原理如下:當(dāng)開啟電源1，中空銅棒電極31電離空氣，石英管33中會形成均勻的亞輝光等離子體，一方面等離子產(chǎn)生的光輻射結(jié)合催化劑能很好的降解污染物。另一方面，產(chǎn)生的等離子體中含有大量的高氧化性粒子，這些粒子通過氣體收集管道5進(jìn)入廢水中能夠很好的降解廢水，并且氣體在水槽4中的鼓泡過程能夠增加活性粒子，催化劑與有機(jī)物的接觸幾率，從而更加有效的處理廢水。
[0015]催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)的使用方法:將所要降解的廢水放置于水槽4之中，并在石英管5周圍包裹催化帶6。從進(jìn)氣口 4處通入空氣，使得氣體收集管道5中有足夠的氣壓，防止廢液流向氣體收集管道5 ;然后打開閥門6，并開啟電源I?？諝庠谥锌浙~棒電極31電離，在石英管33中形成均勻的亞輝光等離子體。一方面等離子產(chǎn)生的光輻射結(jié)合催化劑能很好的降解污染物。另一方面，產(chǎn)生的等離子體通過氣體收集管道5進(jìn)入廢水中，其中高氧化性的粒子能夠很好的降解廢水，并且氣體在鼓泡的過程中也可以增加活性粒子，催化劑與有機(jī)物的接觸幾率，從而更加有效地處理廢水。
【權(quán)利要求】
1.一種催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括電源(1)、正電極(2)、若干個電離單元(3)、水槽(4)、氣體收集管道(5)、閥門(6)、負(fù)電極7 ;水槽(4)的底部開有多個插孔(41);所述電離單元(3)包括中空銅棒電極(31)、石英管(33)、催化帶(34);石英管(33)上部開有進(jìn)氣口(32)，底部開有出氣口(35);中空銅棒電極(31)插于石英管(33)中，中空銅棒電極(31)與正電極(2)相連；石英管(33)外裹有催化帶(34)，插入插孔(41)中并與插孔(41)密閉連接，水槽(4)中裝有廢液；水槽(4)與電源(I)的負(fù)極(7)相連；空氣從進(jìn)氣孔(32)進(jìn)入石英管(33)，在石英管(33)中被電離后通過出氣口(35)和氣體收集管道(5)通入到水槽(4)中；閥門(6)安裝在氣體收集管道(5)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)，其特征在于，所述催化帶34為負(fù)載四氧化三鈷納米線的鎳箔。
3.—種權(quán)利要求1所述的催化帶輔助常壓等離子體廢水處理系統(tǒng)的使用方法，其特征在于，該方法為:將所要降解的廢水放置于水槽(4)之中，從進(jìn)氣口(32)處通入空氣，然后打開閥門(6)，將系 統(tǒng)開啟電源(1)。
【文檔編號】C02F1/46GK104030404SQ201410289662
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】陳光良, 黃 俊, 李永強(qiáng) 申請人:浙江理工大學(xué)