本發(fā)明屬于環(huán)境污染控制領(lǐng)域，涉及一種電鍍領(lǐng)域中含氰化氫(HCN)廢水的等離子處理技術(shù)，尤其涉及一種利用介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)處理含氰電鍍廢水的方法。

背景技術(shù)：

HCN氰化氫(HCN)為劇毒物質(zhì)，它的毒性是CO的35倍，其中毒機(jī)理主要是氰基(CN^-)在人體內(nèi)容易與細(xì)胞線粒體內(nèi)的氧化型細(xì)胞色素氧化酶中的Fe³⁺結(jié)合，從而阻止Fe³⁺的還原，使細(xì)胞組織不能利用氧而產(chǎn)生細(xì)胞內(nèi)室息性缺氧，由于HCN的強(qiáng)毒性，使得HCN的排放濃度限制越來越高，因此，對HCN的凈化與污染治理勢在必行。

低溫等離子體技術(shù)是近幾十年發(fā)展起來的一種新型的污染治理技術(shù)，該技術(shù)可以在高電壓下使背景氣體電離，產(chǎn)生大量的高能電子、臭氧以及一些具有強(qiáng)氧化能力的自由基團(tuán)，可以將各種污染物進(jìn)行深度氧化去除。介質(zhì)阻擋放電(Dielectric Barrier Discharge(DBD))技術(shù)，是低溫等離子體技術(shù)中一種重要的放電形式，在大氣污染控制領(lǐng)域有著大量的研究與應(yīng)用。由于該技術(shù)具有水力停留時間短、效率高且無二次污染的特點(diǎn)，是水處理領(lǐng)域中一種新興的污染治理技術(shù)，在未來的環(huán)保產(chǎn)業(yè)中將具有廣闊的應(yīng)用前景。

通過對現(xiàn)有專利文獻(xiàn)的檢索發(fā)現(xiàn)，關(guān)于等離子體處理含氰廢水的研究幾乎沒有，此外，本發(fā)明將含氰電鍍廢水作為接地極的做法，在現(xiàn)有的專利中更是沒有的。因此，利用本發(fā)明將低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用于含氰電鍍廢水處理領(lǐng)域，彌補(bǔ)了這方面研究的空白。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對DBD技術(shù)在含氰電鍍廢水處理領(lǐng)域的技術(shù)空白，提出了一種利用介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)處理含氰電鍍廢水的方法。該方法包括含氰電鍍廢水收集-DBD反應(yīng)器氧化處理-二次凈化裝置-廢水排放等一系列過程。在DBD反應(yīng)器內(nèi)含氰物質(zhì)被徹底氧化為N₂、CO₂和H₂O，實(shí)現(xiàn)污染物的徹底凈化處理。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明涉及一種利用介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)處理含氰電鍍廢水的方法，所述方法包括如下步驟：

S1、含氰電鍍廢水進(jìn)入線-管式DBD反應(yīng)器進(jìn)行反應(yīng)處理；所述線-管式DBD反應(yīng)器以含氰電鍍廢水作為接地極，以金屬棒作為高壓電極；

S2、處理后的尾氣及出水進(jìn)入二次凈化裝置進(jìn)行凈化處理。

優(yōu)選的，所述線-管式DBD反應(yīng)器包括曝氣設(shè)備1、高壓電極2，以及相嵌套的內(nèi)介質(zhì)管7和外介質(zhì)管8；所述高壓電極2設(shè)于內(nèi)介質(zhì)管7內(nèi)反應(yīng)器中軸線上，并與高壓電源相連；所述曝氣設(shè)備1設(shè)于內(nèi)介質(zhì)管7底部(內(nèi)介質(zhì)管與曝氣設(shè)備是一體的，含氧氣體在氣體放電空間被氧化形成的強(qiáng)氧化基團(tuán)由曝氣設(shè)備以小氣泡的形式被鼓入外層液相空間。)；所述內(nèi)介質(zhì)管7內(nèi)表面與高壓電極2外表面圍成了氣體放電空間，所述氣體放電空間的進(jìn)氣口4與富氧氣體供應(yīng)裝置相連通；所述內(nèi)介質(zhì)管7外表面與外介質(zhì)管8內(nèi)表面圍成了外層液相空間，所述外層液相空間設(shè)有含氰電鍍廢水進(jìn)水口6和處理出水口5。

優(yōu)選的，所述內(nèi)介質(zhì)管7、外介質(zhì)管8的介質(zhì)材料均選用石英、剛玉或者有機(jī)玻璃。

優(yōu)選的，所述高壓電源為高壓交流電源或高壓脈沖電源，電壓范圍為5～30kV，中心頻率為5～15kHz。更優(yōu)選為10kHz。

優(yōu)選的，所述線-管式DBD反應(yīng)器適用的氣氛為富氧氣氛，該富氧氣氛的氧氣含量范圍為70～100％。

優(yōu)選的，所述線-管式DBD反應(yīng)器通入的富氧氣氛的濕度范圍為10～100％RH。

優(yōu)選的，所述線-管式DBD反應(yīng)器的放電長度通過改變反應(yīng)器內(nèi)含氰電鍍廢水體積、高壓電極2長度來調(diào)節(jié)。

優(yōu)選的，所述金屬棒選用直徑為1.5～5mm的鎢棒。

優(yōu)選的，所述二次凈化裝置為含過渡金屬氧化物催化劑(如錳，鎳和鈦)的流動床反應(yīng)器裝置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

a)將低溫等離子體技術(shù)應(yīng)用于含氰電鍍廢水處理領(lǐng)域，彌補(bǔ)了這方面研究的空白；

b)利用DBD技術(shù)的超強(qiáng)氧化能力將劇毒的含氰污染物進(jìn)行了深度氧化處理，且沒有產(chǎn)生二次污染。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會變得更明顯：

圖1為線-管式DBD反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1為曝氣設(shè)備，2為高壓電極，3為接地極，4為進(jìn)氣口，5為處理出水口，6為進(jìn)水口，7為內(nèi)介質(zhì)管，8為外介質(zhì)管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干調(diào)整和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例

本實(shí)施例涉及一種利用介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)處理含氰電鍍廢水的方法；該方法包括含氰電鍍廢水收集-DBD反應(yīng)器氧化處理-二次凈化裝置-廢水排放等一系列過程。

其中，所使用的線-管式DBD反應(yīng)器如圖1中所示，所述的線-管式DBD反應(yīng)器由內(nèi)、外兩層介內(nèi)質(zhì)管7、外介質(zhì)管8組成，內(nèi)介質(zhì)管7與高壓電極2圍成了氣體放電空間，內(nèi)介質(zhì)管7與外介質(zhì)管8圍成了外層液相空間。氣、液兩個空間被底部的曝氣平板(曝氣設(shè)備1)所阻隔，使氣相空間中的氣體可以均勻、分散地進(jìn)入外層液相空間中。

工作時，含氰廢水由圖1中反應(yīng)器下部的進(jìn)水口6流入外層液相空間；富氧氣體由進(jìn)氣口4進(jìn)入DBD反應(yīng)裝置(內(nèi)層氣體空間，也稱氣相空間)，在該區(qū)域中氧氣被氧化為O₃、超氧自由基等，水份被氧化為羥基自由基(^·OH)，而后這些強(qiáng)氧化基團(tuán)由曝氣設(shè)備1進(jìn)入外層液相空間，液相中的含氰污染物被高能電子、O₃、超氧自由基以及^·OH氧化為N₂、CO₂和H₂O，同時液相做為接地極3，在其表面一定范圍內(nèi)也會發(fā)生放電反應(yīng)，使一部分水分子被電離，實(shí)現(xiàn)污染物的進(jìn)一步氧化降解。尾氣和出水由處理出水口5(同時也是尾氣出氣口)進(jìn)入二次凈化裝置(含過渡金屬氧化物催化劑(如錳，鎳和鈦)的流動床反應(yīng)器裝置)，此時，尾氣和出水中殘留的O₃經(jīng)過二次凈化裝置被分解消耗。

上述線-管式DBD反應(yīng)器中，

外介質(zhì)管8采用壁厚1.5-5mm的介質(zhì)管，介質(zhì)材料為石英、剛玉或者有機(jī)玻璃；

外電極(低壓電極/接地極3)采用含氰廢水作為接地極；

內(nèi)電極(高壓電極2)采用直徑為1.5-5mm的金屬鎢棒，將其固定于反應(yīng)器的中軸線上，并與高壓電源相連接。

內(nèi)介質(zhì)管7采用壁厚1.5-5mm的石英玻璃介質(zhì)管；介質(zhì)材料為可選用剛玉或者有機(jī)玻璃；

所述反應(yīng)器的供電電源為高壓交流電源或高壓脈沖電源，電壓范圍為5-30kV，中心頻率為10kHz。根據(jù)具體污染源可適當(dāng)調(diào)節(jié)所用電壓。

所使用背景氣體(富氧氣氛)的含氧量范圍為70-100％，根據(jù)具體情況，可對含氧量做適當(dāng)調(diào)整。

所述反應(yīng)器通入氣氛的濕度范圍為10-100％RH。

所述反應(yīng)器的放電長度由改變電鍍污水體積、內(nèi)部高壓電極長度來調(diào)節(jié)。

與以往金屬為低壓電極(接地極)不同的是，本發(fā)現(xiàn)涉及的DBD反應(yīng)器由可導(dǎo)電的電鍍廢水為接地極，富氧氣體作為氧化基團(tuán)的主要來源，由反應(yīng)器上部的進(jìn)氣口進(jìn)去內(nèi)層氣體空間，當(dāng)高壓電極接入一定電壓后，在廢水和高壓電極之間就會發(fā)生放電作用，使得內(nèi)層氣體空間中的富氧氣體分子以及液相空間與內(nèi)層介質(zhì)管接觸的表層廢水被電離。

本實(shí)施例的利用介質(zhì)阻擋放電等離子體技術(shù)處理含氰電鍍廢水的具體的實(shí)施方法為：首先對含氰電鍍廢水進(jìn)行統(tǒng)一收集，而后進(jìn)入DBD反應(yīng)器進(jìn)行氧化處理。含氧氣體由線-管式DBD反應(yīng)器的進(jìn)氣口進(jìn)入在內(nèi)層氣體空間區(qū)域中氧氣被氧化為O₃、超氧自由基等，水份被氧化為羥基自由基(^·OH)，而后這些強(qiáng)氧化基團(tuán)由曝氣設(shè)備以小氣泡的形式被鼓入進(jìn)外層液相空間。外層液相空間中的含氰廢水由反應(yīng)器下部的進(jìn)水口流入反應(yīng)器，液相中的含氰污染物分子被高能電子、O₃、超氧自由基以及^·OH氧化為N₂、CO₂和H₂O，同時含氰電鍍廢水作為接地極，在其表面一定范圍內(nèi)也會產(chǎn)生均勻、散漫的絲狀流光放電反應(yīng)，使一部分水分子被電離，實(shí)現(xiàn)污染物的進(jìn)一步氧化降解。該污水經(jīng)過幾次循環(huán)降解之后，由出水/出氣口進(jìn)入二次凈化裝置，該二次凈化裝置中實(shí)現(xiàn)自由基的淬滅以及臭氧的分解，而后處理過的中水排水市政污水處理廠進(jìn)行后續(xù)處理。

本實(shí)施例處理含氰離子濃度在100mg/L以下以及COD在400mg/L以下的含氰電鍍廢水，出水中氰離子濃度均低于0.01mg/L，COD均低于15mg/L。

以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。