等離子體技術廢水處理工藝
來源(yuan)：武漢碧沃豐環境工程有限公司 閱讀：3298 更新時間：2012-06-05 11:411、技術路線
利用(yong)脈沖(chong)電(dian)暈(yun)法(fa)產生等離(li)子體進行水(shui)(shui)處(chu)理的(de)(de)設備主要(yao)分為(wei)兩大部分：高壓(ya)脈沖(chong)電(dian)源(yuan)和反應(ying)器。高壓(ya)脈沖(chong)電(dian)源(yuan)用(yong)于(yu)產生等離(li)子體；反應(ying)器則利用(yong)產生的(de)(de)活性物質以及伴隨產生的(de)(de)熱、光、波等效應(ying)來凈化水(shui)(shui)質。應(ying)用(yong)于(yu)水(shui)(shui)處(chu)理的(de)(de)高壓(ya)脈沖(chong)電(dian)源(yuan)其電(dian)壓(ya)脈沖(chong)寬(kuan)度要(yao)求在納秒級。因為(wei)高壓(ya)脈沖(chong)放(fang)電(dian)處(chu)理水(shui)(shui)要(yao)求陡(dou)前沿、窄脈沖(chong)電(dian)源(yuan)系統，這樣才(cai)能保持穩定地生成低溫(wen)等離(li)子體，并得到(dao)強(qiang)電(dian)場并達到(dao)節能的(de)(de)目(mu)的(de)(de)。水(shui)(shui)中高壓(ya)脈沖(chong)放(fang)電(dian)電(dian)壓(ya)上升(sheng)時(shi)間一(yi)般 <100ns，脈沖(chong)寬(kuan)度 <700ns。
通常高(gao)壓電(dian)(dian)源不能在(zai)(zai)液(ye)(ye)相溶液(ye)(ye)中(zhong)直接產生電(dian)(dian)暈(yun)放(fang)電(dian)(dian)，但(dan)在(zai)(zai)氣相中(zhong)卻可以產生較(jiao)大空間(jian)范圍內的(de)(de)電(dian)(dian)暈(yun)放(fang)電(dian)(dian)。只(zhi)要在(zai)(zai)氣液(ye)(ye)相間(jian)的(de)(de)系統中(zhong)實現氣相電(dian)(dian)暈(yun)放(fang)電(dian)(dian)，就能形成(cheng)等(deng)離(li)子體與(yu)水中(zhong)污染(ran)物接觸的(de)(de)條(tiao)(tiao)件。為此，放(fang)電(dian)(dian)等(deng)離(li)子體注入方法(fa)必須(xu)解決的(de)(de)問題是：創造(zao)一(yi)種與(yu)一(yi)定容積的(de)(de)液(ye)(ye)體之間(jian)有(you)盡可能大的(de)(de)氣液(ye)(ye)接觸面(mian)積的(de)(de)反應條(tiao)(tiao)件。
經(jing)過優化選擇(ze)，我們選擇(ze)的(de)是水(shui)(shui)中氣泡(pao)(pao)放(fang)電(dian)(dian)廢水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)裝(zhuang)置(zhi)。水(shui)(shui)中氣泡(pao)(pao)放(fang)電(dian)(dian)廢水(shui)(shui)處(chu)理(li)(li)裝(zhuang)置(zhi)是含氣泡(pao)(pao)液體(ti)流經(jing)外殼絕緣的(de)高(gao)壓電(dian)(dian)場，當雙極(ji)(ji)性窄(zhai)脈沖(chong)施于(yu)兩極(ji)(ji)板(ban)時，將使每(mei)個小氣泡(pao)(pao)發(fa)生放(fang)電(dian)(dian)，可以處(chu)理(li)(li)大流量(liang)的(de)水(shui)(shui)。該(gai)工藝中，放(fang)電(dian)(dian)等(deng)離子體(ti)與水(shui)(shui)溶(rong)液的(de)接觸面積大，氣液混合均(jun)勻。
2、電源
等離子體電(dian)源(yuan)(yuan)采用脈(mo)沖(chong)電(dian)源(yuan)(yuan)供(gong)電(dian)，放電(dian)極(ji)直(zhi)接(jie)置(zhi)于水中。放電(dian)極(ji)是該裝(zhuang)置(zhi)的(de)(de)關(guan)鍵設(she)備(bei)，其性能(neng)(neng)和參數將直(zhi)接(jie)決定反應器內等離子體的(de)(de)狀態(tai)，從而影響水處(chu)理的(de)(de)效(xiao)果(guo)。為了持(chi)續穩定地生成和維持(chi)低(di)溫等離子體，高壓脈(mo)沖(chong)必須具有脈(mo)沖(chong)前沿陡峭、脈(mo)沖(chong)寬度(du)窄的(de)(de)特點，以得到強電(dian)場并達到節能(neng)(neng)的(de)(de)目的(de)(de)。該裝(zhuang)置(zhi)采用空載峰(feng)值 30kV、上升時間 100ns，滿載峰(feng)值 25kV、30A、脈(mo)寬 <300ns，脈(mo)沖(chong)頻率 1-10kHz可調的(de)(de)快脈(mo)沖(chong)電(dian)源(yuan)(yuan)。
傳統的(de)脈(mo)沖電源多為利用(yong)火(huo)花隙作為開(kai)關產生脈(mo)沖，但(dan)是火(huo)花開(kai)關壽命較短，該電源采(cai)用(yong)新(xin)型電力電子開(kai)關器(qi)件代替火(huo)花隙，這樣可以(yi)大(da)大(da)的(de)提高開(kai)關的(de)壽命以(yi)及電源工作的(de)可靠(kao)性和穩定性。
脈(mo)沖電(dian)源原理為(wei)交(jiao)流(liu)電(dian)經過變壓(ya)器后(hou)輸出(chu) 1.5kV的交(jiao)流(liu)電(dian)，經過電(dian)容 C1、C2、C3和二極管(guan) D1、D2所組成(cheng)的倍(bei)壓(ya)電(dian)路后(hou)，成(cheng)為(wei) 3 kV的直流(liu)電(dian)。達到 3 kV后(hou)給硅(gui)堆觸發信號(hao)，開(kai)關（硅(gui)堆）被直流(liu)電(dian)擊穿(chuan)，從而在(zai)水(shui)間隙中產生等離子體。脈(mo)沖電(dian)源電(dian)路原理圖(tu)如圖(tu)1：
3、工藝流程
脈沖(chong)電(dian)源(yuan)液中(zhong)放電(dian)污(wu)水處(chu)理系統(tong)(tong)由等離子(zi)體發生與(yu)自由基注(zhu)入系統(tong)(tong)、高效傳質反應器、臭(chou)氣凈化等幾部分組成，形成廢水污(wu)染物(wu)降解、消(xiao)毒滅菌(jun)(jun)和(he)臭(chou)氣凈化的一體化。將壓(ya)縮空(kong)氣通過微孔曝氣器對廢水進行曝氣，提(ti)供高強度氣液傳質，在放電(dian)等離子(zi)體自由基作用下快速完成有(you)機(ji)物(wu)的降解、消(xiao)毒滅菌(jun)(jun)，水面逸散的廢
氣被集氣系統(tong)收集，經放電等離子(zi)體氧化除臭后(hou)凈化排放。
