專利名稱：：高壓脈沖氣相增濕放電處理廢水的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種高壓脈沖氣相增濕放電處理廢水的方法，屬于環(huán)境技術(shù)和水處理領(lǐng)域。技術(shù)背景工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的大量工業(yè)廢水，其種類繁多、濃度高、成分非常復雜，采用常規(guī)的物化或者生化處理技術(shù)難以有效進行控制及治理。因此，高級氧化技術(shù)成為了處理當今難降解工業(yè)廢水的新技術(shù)及新方法。高級氧化技術(shù)主要利用各種活性自由基攻擊廢水中的污染物，破壞其結(jié)構(gòu)，使得廢水得以凈化。但是一般的高級氧化技術(shù)需要外加氧化物質(zhì)，例如，臭氧高級氧化過程需要外加臭氧；雙氧水氧化過程需要格外投加雙氧水；超聲波氧化過程需要額外的超聲發(fā)生裝置以提供超聲源。額外的能量源或物質(zhì)源的投加，使得此類高級氧化技術(shù)的可操作性降低。而高壓脈沖等離子體放電氧化技術(shù)作為一種新型的高級氧化技術(shù)則克服了以上高級氧化技術(shù)的種種缺點，其在短時間內(nèi)產(chǎn)生強電壓，在電極之間產(chǎn)生劇烈的放電，在放電過程中產(chǎn)生臭氧、紫外線、超聲波、HO自由基等一系列活性物質(zhì)，不需要額外投加任何氧化劑，其氧化效率高、能量釋放多樣性，在最近一段時間得到了廣泛的關(guān)注。高壓脈沖等離子體放電氧化技術(shù)是利用氣體在放電中會產(chǎn)生大量的活性物質(zhì)來實現(xiàn)對污染物的氧化。高壓脈沖等離子體放電其主要放電表現(xiàn)形式有氣相放電、液相放電和氣液混合放電三種。氣相放電已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)有機廢氣的處理工藝中，采用氣相放電，將氣相放電產(chǎn)生的活性物質(zhì)引入到廢水中實現(xiàn)對廢水中污染物的氧化，活性物質(zhì)主要在氣相產(chǎn)生，處理效率受到氣液傳質(zhì)的影響，傳遞效率低，處理效果差。而采用液相放電和氣液混合放電對廢水進行處理，由于水的導通作用，對放電產(chǎn)生了相當?shù)挠绊?，使得能量利用率非常低、氧化效率低、操控性差?br/>發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種高壓脈沖氣相增濕放電處理廢水的方法，以提高能量利用率、降低能耗。本發(fā)明的高壓脈沖氣相增濕放電處理廢水的方法，是以經(jīng)過增濕處理的氣體為載氣，將工作氣體通入高壓脈沖等離子體放電裝置產(chǎn)生帶活性物質(zhì)的氣體，將帶活性物質(zhì)的氣體通入廢水池與廢水接觸，對廢水中的污染物進行氧化。上述的增濕處理可以采用加熱、降壓、霧化的方法使水變成水蒸汽。所說的工作氣體可以為氧氣、氮氣或空氣。本發(fā)明采用在高壓脈沖等離子體放電前端加熱、降壓、霧化的方法使水產(chǎn)生大量的水蒸氣載氣，工作氣體經(jīng)過載氣后，其濕度得到一定的增加，隨后進入高壓脈沖等離子體放電過程，在放電過程中，由于水蒸氣的存在，使得放電過程能產(chǎn)生大量的只能在高壓脈沖液相等離子體液相放電過程中才能產(chǎn)生的活性物質(zhì)，如H02，、H202，經(jīng)過放電的氣體繼而通入待處理廢水中，產(chǎn)生的活性物質(zhì)與廢水反應，實現(xiàn)了污染物的去除。本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明方法簡單，操作簡便，兼顧了高壓脈沖等離子氣相放電和液相放電的優(yōu)點，通過增濕的氣體在放電單元中產(chǎn)生大量的活性自由基，提高了活性物質(zhì)的產(chǎn)率，且增濕的氣體向液相的傳遞過程中，傳遞效率也得到了一定的提高，從而提高了處理的效果。有效的解決了氣相放電傳質(zhì)差，液相放電易導通的缺點。圖1是高壓脈沖氣相增濕放電處理廢水的方法流程圖。圖2是本發(fā)明的高壓脈沖等離子體氣相增濕放電處理廢水同高壓脈沖等離子體液相放電處理廢水效果對比。具體實施方式參照圖1，本發(fā)明的高壓脈沖氣相增濕放電處理廢水的方法，是以經(jīng)過增濕單元1處理的氣體為載氣，將工作氣體通入高壓脈沖等離子體放電單元2產(chǎn)生帶活性物質(zhì)的氣體，將帶活性物質(zhì)的氣體通入廢水池3與廢水接觸，對廢水中的污染物進行氧化。實施例1采用本發(fā)明的高壓脈沖等離子體氣相增濕放電方法處理含有對氯苯酚為污染物的廢水，廢水中污染物的初始濃度為100mg/L，初始pH:6.5，電導率3.0-6.0。所用的高壓脈沖電源運行參數(shù)為電壓峰值14KV，脈沖前沿100ns，脈沖頻率150Hz。以氧氣作為氣源，氧氣量為100L/h，利用水沸騰產(chǎn)生的水蒸氣作為載氣使得工作氣空氣得到增濕，處理時間為42min。表1給出了采用傳統(tǒng)的高壓脈沖等離子體氣相放電、液相放電和本發(fā)明的氣相增濕放電對廢水處理效果和能效的比較。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>由表1可見，采用高壓脈沖等離子體氣相增濕放電使得反應速率常數(shù)(擬一級反應動力學方程)和去除能量效率(即去除初始濃度的50%時的能量消耗(g/kW，h))比氣相放電和液相放電兩種放電形式均得到了提高。實施例2廢水對象為模擬脫硫廢水,水中含有SO,濃度為1000ppm，含有Hg2+2ppm。采用空氣作為工作氣體，氣體流量為100L/h，利用水沸騰產(chǎn)生的水蒸氣作為載氣使得工作氣得到增濕。所采用的高壓脈沖等離子體放電電源峰值電壓為150kv，脈沖上升前沿80200ns,脈沖重復頻率20250Hz。圖2給出了高壓脈沖等離子體氣相增濕放電處理廢水同高壓脈沖等離子體液相放電處理廢水的效果對比。由圖可見，采用本發(fā)明的高壓脈沖等離子體氣相增濕放電比傳統(tǒng)高壓脈沖液相放電在SOf的轉(zhuǎn)化速率上得到了一定程度的提高。權(quán)利要求1.高壓脈沖氣相增濕放電處理廢水的方法，其特征是以經(jīng)過增濕處理的氣體為載氣，將工作氣體通入高壓脈沖等離子體放電裝置產(chǎn)生帶活性物質(zhì)的氣體，將帶活性物質(zhì)的氣體通入廢水池與廢水接觸，對廢水中的污染物進行氧化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所說的增濕處理是采用加熱、降壓、霧化的方法使水變成水蒸汽。3.根據(jù)權(quán)利要求1所說的方法，其特征是所說的工作氣體為氧氣、氮氣或空氣。全文摘要本發(fā)明公開的高壓脈沖氣相增濕放電處理廢水的方法，是以經(jīng)過增濕處理的氣體為載氣，將工作氣體通入高壓脈沖等離子體放電裝置產(chǎn)生帶活性物質(zhì)的氣體，將帶活性物質(zhì)的氣體通入廢水池與廢水接觸，對廢水中的污染物進行氧化。本發(fā)明方法簡單，操作簡便，兼顧了高壓脈沖等離子氣相放電和液相放電的優(yōu)點，通過增濕的氣體在放電單元中產(chǎn)生大量的活性自由基，提高了活性物質(zhì)的產(chǎn)率，且增濕的氣體向液相的傳遞過程中，傳遞效率也得到了一定的提高，從而提高了處理的效果。有效的解決了氣相放電傳質(zhì)差，液相放電易導通的缺點。文檔編號C02F1/72GK101148285SQ20071007122公開日2008年3月26日申請日期2007年9月6日優(yōu)先權(quán)日2007年9月6日發(fā)明者勵古,張興旺,雷樂成申請人:浙江大學