專利名稱：一種電極式介質(zhì)阻擋放電水處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于水處理領(lǐng)域，具體涉及一種應(yīng)用于水處理的介質(zhì)阻擋放電裝置。
背景技術(shù)：
介質(zhì)阻擋放電是有絕緣介質(zhì)插入放電空間的一種氣體放電，介質(zhì)可以覆蓋在電極 上或者懸掛在放電空間里，當在放電電極上施加足夠高的交流電壓時，電極間的氣體，即使 在很高氣壓下也會被擊穿而形成所謂的介質(zhì)阻擋放電。介質(zhì)阻擋放電技術(shù)屬于低溫等離子 體技術(shù)，最早于20世紀80年代開始應(yīng)用于環(huán)境保護領(lǐng)域中的氣態(tài)污染物治理，隨著技術(shù)的 發(fā)展，介質(zhì)阻擋放電開始應(yīng)用于廢水污染物治理。在現(xiàn)有的利用放電等離子體對污水進行 處理或?qū)︼嬘盟M行消毒殺菌處理技術(shù)中，大多采用先在氣體中放電產(chǎn)生等離子體后將其 充入水中的方法，但這些方法/設(shè)備大多數(shù)對產(chǎn)生等離子體利用效率不高，且只能應(yīng)用于 小型試驗或者設(shè)備復(fù)雜難于推廣使用。

發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是針對上述水處用方法的缺點，提供一種能夠推廣使用的電極
式介質(zhì)阻擋放電等離子體水處理裝置。 本實用新型的技術(shù)方案是 —種電極式介質(zhì)阻擋放電水處理裝置，包括普通電極2、等離子體電源和高壓曝氣 管式電極3，所述的普通電極2和高壓曝氣管式電極3分別與等離子體電源相連接；其中所 述的普通電極2為接地電極，由普通電極材料制成；所述的高壓曝氣管式電極3包括高壓絕 緣柱4、高壓金屬電極5、玻璃介質(zhì)內(nèi)管6、介質(zhì)玻璃管7和曝氣管8，其中所述的高壓絕緣柱 4將所述的介質(zhì)玻璃管7的頂部密封，所述的曝氣管8與所述的介質(zhì)玻璃管7的底部密封連 接，即高壓絕緣柱4、介質(zhì)玻璃管7和曝氣管8通過對接粘結(jié)密封而成。 由玻璃介質(zhì)內(nèi)管6包裹高壓金屬電極5構(gòu)成的高壓電極位于介質(zhì)玻璃管7內(nèi)；高 壓電極的高壓金屬電極5，通過貫穿高壓絕緣柱4的高壓電源線與等離子體電源相連通。 在介質(zhì)玻璃管7的上部(高壓絕緣柱4與高壓電極之間的位置)設(shè)有空氣入口， 曝氣管8上設(shè)有微孔空氣出口 ，空氣一般由鼓風機或儲氣罐提供。 普通電極和高壓曝氣管式電極分別呈細長狀，優(yōu)選為圓柱形。二者平行垂直放入 需處理的水體，普通電極的長度為保證能與水體有足夠的接觸面積即可，而高壓曝氣管式 電極根據(jù)實際處理水體的需要設(shè)置，中間的介質(zhì)玻璃管及內(nèi)部的高壓電極長度以保證滿足 實際需要的放大面積為宜，其下端的曝氣管長度以滿足氣體流量要求為宜。整個高壓曝氣 管式電極為圓柱狀，將高壓電極套于其內(nèi)，這里所指的圓柱狀并非是指整個高壓曝氣管式 電極的內(nèi)徑一致，而是指各部分的外形呈圓柱狀，其中各部分的內(nèi)徑可以不同，介質(zhì)玻璃管 7的內(nèi)徑小于其底部的曝氣管8，曝氣管內(nèi)徑略大于中間的玻璃介質(zhì)管可滿足曝氣的要求， 其內(nèi)部高壓電極的長度以不超過中間玻璃介質(zhì)管的長度為宜。 所述普通電極和高壓極電極材料可以是不銹鋼、銅、鋁等導(dǎo)電性強的材料；高壓絕緣柱由耐高溫高壓絕緣材料制成；曝氣管為微孔曝氣管，一般由硅橡膠制成。 介質(zhì)玻璃管7與玻璃介質(zhì)內(nèi)管6之間留有間隙，中間為流通的空氣，該間隙的距 離為2 10mm。介質(zhì)玻璃管7與玻璃介質(zhì)內(nèi)管6實際上為介質(zhì)材料，所述介質(zhì)材質(zhì)材料為 玻璃或石英玻璃，介質(zhì)厚度為2 3mm，兩介質(zhì)間距為2 10mm，介質(zhì)玻璃管直徑為10 80mm，內(nèi)管直徑依據(jù)外管而定，電極長度根據(jù)實際處理水的情況而定，普通電極2與高壓曝 氣管式電極3的長度一般為1 3m。 等離子體電源為高頻高壓電源，其輸入電壓為200V，輸入頻率為50Hz，輸出的電 壓及頻率一般只要達到能夠進行介質(zhì)阻擋放電即可，當然高的電壓及頻率有利于產(chǎn)生等離 子體。其產(chǎn)生的電壓一般為8 30kV正弦波形電壓(脈沖電壓為0 30kV亦可應(yīng)用于本 裝置)，高頻電流頻率為2. 5 30kHz 。 在使用時，將本裝置的普通電極和高壓曝氣管式電極平行置于反應(yīng)池內(nèi)，普通電
極與反應(yīng)池內(nèi)的中水一起構(gòu)成接地極，高壓曝氣管式電極內(nèi)通入空氣?？諝鈴母邏浩貧夤?br> 式電極上端進入介質(zhì)間隔區(qū)后在等離子體電壓施加在高壓電極與接地極之間的幾千伏至
幾十千伏的高壓下進行介質(zhì)阻擋電放電反應(yīng)產(chǎn)生高濃度臭氧、活性粒子及紫外光，紫外光
直接穿透玻璃介質(zhì)輻照水體產(chǎn)生光化學(xué)反應(yīng)，而含高濃度臭氧及活性粒子的空氣通過曝氣
管以微小氣泡的形式涌出與水充分混合，與水中有機污染物發(fā)生氧化降解反應(yīng)。 在水處理時，本實用新型的裝置可以采用單級處理、多級并或串聯(lián)的形式以達到
滿足所需處理水量水質(zhì)的要求。 該裝置將高級氧化技術(shù)中的介質(zhì)阻擋放電技術(shù)應(yīng)用于水處理，縮短了介質(zhì)阻擋放 電過程中臭氧、高能活性粒子從產(chǎn)生到與水體充分接觸的時間，提高了其與水混合均勻度， 從而提高了臭氧、活性粒子的利用效率，能有效地去除水中所含的有機物等污染物同時具 有殺菌消毒的作用可以省去后續(xù)處理措施，且具有實施過程簡單，操作使用方便，易維護等 特點。該水處理裝置可用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及社會公共事業(yè)等領(lǐng)域中的飲用水、供水和污水處 理，以及對對水體進行消毒、滅菌處理。

圖1是本實用新型的一種實施方式結(jié)構(gòu)示意圖。 圖2是高壓曝氣管式電極的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖及應(yīng)用于中水處理實施例，對本實用新型作進一步說明。 介質(zhì)玻璃管7的兩端分別與高壓絕緣柱4和曝氣管8對接，高壓絕緣柱4在上，曝 氣管8在下，通過粘結(jié)密封，制成高壓曝氣管式電極3的外體。在介質(zhì)玻璃管7的上部(高 壓絕緣柱4與高壓電極之間的位置)設(shè)有空氣入口，曝氣管8上設(shè)有微孔空氣出口。曝氣 管8的內(nèi)徑略大于介質(zhì)玻璃管7的內(nèi)徑。 玻璃介質(zhì)內(nèi)管6包裹高壓金屬電極5，構(gòu)成高壓電極，高壓金屬電極5設(shè)于介質(zhì)玻 璃管7內(nèi)，高壓金屬電極5通過貫穿高壓絕緣柱4的高壓電源線與等離子體電源相連通。介 質(zhì)玻璃管7與玻璃介質(zhì)內(nèi)管6壁厚為厚度為2 3mm，它們之間留有2 10mm的間隙。上 述高壓絕緣柱4、高壓金屬電極5、介質(zhì)玻璃管7和曝氣管8 —起構(gòu)成高壓曝氣管式電極3。[0020] 將電極式介質(zhì)阻擋放電裝置安裝于需處理的水池或容器內(nèi)，圓柱形的高壓曝氣管 式電極下端曝氣管離池底距離為0. 3 0. 5m ;高壓金屬電極5的接線從高壓絕緣柱4中穿 出，長度為1 3m的細長狀的普通電極2和高壓金屬電極5分別接于等離子體電源兩端， 平行垂直放入需處理的水體。等離子體電源和鼓風機(或儲氣罐)可安裝于室內(nèi)或現(xiàn)場， 從介質(zhì)玻璃管上端的入口處鼓入空氣。 采用城鎮(zhèn)農(nóng)村生活小區(qū)排放的生活污水經(jīng)二段生物處理或物化+生物處理后的 水做為中水水源，從進水口進入中水回用綜合處理水池1。將普通電極2和高壓曝氣管式 電極3沒入綜合處理水池1的水中，其中絕緣柱4保留在水面上。中水從底部流入綜合處 理反應(yīng)區(qū)，在反應(yīng)區(qū)內(nèi)普通電極2使水體形成接地電極，與高壓曝氣管式電極3中的高壓 金屬電極5形成放電的兩級，空氣從介質(zhì)玻璃管7的上部流入后進入其與玻璃介質(zhì)內(nèi)管6 形成介質(zhì)阻擋放電區(qū)，在高頻高電壓作用下產(chǎn)生高濃度臭氧、活性離子及紫外光，其中含臭 氧、活性離子的空氣通過下部的曝氣管8與水體充分混合參與氧化降解反應(yīng)，在氣水上流 的過程中，紫外光直接穿透介質(zhì)玻璃7輻照整個水體引導(dǎo)光化學(xué)反應(yīng)，在整個降解過程中， 臭氧、紫外光同時對水體進行殺菌消毒，去除異味。整個反應(yīng)可以根據(jù)實際處理水質(zhì)水量需 要進行多級串聯(lián)或并聯(lián)使用，最后經(jīng)過處理后的水通過排水口進入回用水池可供居民作為 非引用水使用，如沖廁、清洗地面、澆花、種菜等。本處理技術(shù)方法在降解處理中水中有機污 染物的同時具有殺菌消毒、去除異味的功能，省去了中水的后續(xù)處理措施，因而可以節(jié)省處 理費用，減少占地。
權(quán)利要求一種電極式介質(zhì)阻擋放電水處理裝置，包括普通電極(2)、等離子體電源和高壓曝氣管式電極(3)，所述的普通電極(2)和高壓曝氣管式電極(3)分別與等離子體電源相連接；其特征在于所述的高壓曝氣管式電極(3)包括高壓絕緣柱(4)、高壓金屬電極(5)、玻璃介質(zhì)內(nèi)管(6)、介質(zhì)玻璃管(7)和曝氣管(8)，其中所述的高壓絕緣柱(4)將所述的介質(zhì)玻璃管(7)的頂部密封；所述的曝氣管(8)與所述的介質(zhì)玻璃管(7)的底部密封連接；由玻璃介質(zhì)內(nèi)管(6)包裹高壓金屬電極(5)構(gòu)成的高壓電極位于所述的介質(zhì)玻璃管(7)內(nèi)；在所述的介質(zhì)玻璃管(7)的上部設(shè)有空氣入口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極式介質(zhì)阻擋放電水處理裝置，其特征在于所述的高壓電 極的高壓金屬電極(5)，通過貫穿所述的高壓絕緣柱(4)的高壓電源線與所述的等離子體 電源相連通。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極式介質(zhì)阻擋放電水處理裝置，其特征在于所述的曝氣管 (8)上設(shè)有微孔空氣出口。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極式介質(zhì)阻擋放電水處理裝置，其特征在于所述的普通電 極(2)和高壓曝氣管式電極(3)分別呈細長的圓柱狀。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極式介質(zhì)阻擋放電水處理裝置，其特征在于所述的介質(zhì)玻 璃管(7)的內(nèi)徑小于其底部的曝氣管(8)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極式介質(zhì)阻擋放電水處理裝置，其特征在于所述的介質(zhì)玻 璃管(7)與所述的玻璃介質(zhì)內(nèi)管(6)之間留有間隙，該間隙的距離為2 10mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1、5或6所述的電極式介質(zhì)阻擋放電水處理裝置，其特征在于所述的 介質(zhì)玻璃管(7)或所述的玻璃介質(zhì)內(nèi)管(6)的材質(zhì)為玻璃或石英玻璃，厚度為2 3mm。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電極式介質(zhì)阻擋放電水處理裝置，其特征在于所述的普 通電極(2)或高壓曝氣管式電極(3)的長度為1 3m。
專利摘要本實用新型公開了一種電極式介質(zhì)阻擋放電水處理裝置，包括普通電極、等離子體電源和高壓曝氣管式電極，普通電極和高壓曝氣管式電極分別與等離子體電源相連接；高壓曝氣管式電極包括高壓絕緣柱、高壓金屬電極、介質(zhì)玻璃管和曝氣管，其中高壓絕緣柱將介質(zhì)玻璃管的頂部密封；曝氣管與介質(zhì)玻璃管的底部密封連接；由玻璃介質(zhì)內(nèi)管包裹高壓金屬電極構(gòu)成的高壓電極位于介質(zhì)玻璃管內(nèi)；在介質(zhì)玻璃管的上部設(shè)有空氣入口。該裝置將高級氧化技術(shù)中的介質(zhì)阻擋放電技術(shù)應(yīng)用于水處理其特點在于提高了臭氧、活性粒子的利用效率，能有效地去除水中所含的有機物等污染物同時具有殺菌消毒的作用，且具有實施過程簡單，操作使用方便，易維護等特點。
文檔編號C02F1/32GK201447384SQ20092004562
公開日2010年5月5日 申請日期2009年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日
發(fā)明者倫琳, 馮景偉, 張繼彪, 汪龍眠, 王衛(wèi)平, 王曦曦, 王正芳, 羅興章, 羅艷, 鄒星星, 鄭正, 郭飛宏, 高順枝 申請人:南京大學(xué)