等離子體放電去除中藥廢水毒性的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于廢水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種等離子體放電去除中藥廢水毒性的裝置。該裝置主要由等離子體反應(yīng)器、脈沖功率電源、污水接收槽、氣泵和水泵構(gòu)成。經(jīng)水泵將中藥廢水從污水槽中抽到反應(yīng)器頂部；中間部分是放電電極，底部是污水接收槽。放電電極與外部的脈沖功率電源相連接，是整個設(shè)備的核心部分。反應(yīng)器外壁接地，保證整個設(shè)備用電的安全。同時氣泵將反應(yīng)器上部和污水接收槽頂部連接起來，將放電產(chǎn)生的氣體經(jīng)氣泵的回收接入曝氣池通入到污水接收槽，進一步提高處理效率。本發(fā)明能有效的去除中藥污水中的毒性基團，有利于中藥污水后續(xù)的生化降解，最終達到排放的標(biāo)準(zhǔn)，處理方法簡單，成本低且效率高。
【專利說明】等離子體放電去除中藥廢水毒性的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于污水處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及等離子體放電去除中藥廢水毒性的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，中藥使用量大幅度增加。而炮制中藥所產(chǎn)生的廢水具有一定的毒性，在和其他廢水進行生化處理時，會將微生物殺死，不僅使中藥廢水得不到處理，而且其他的廢水也因為微生物的消滅不能得到有效的降解，所以去除中藥廢水的毒性變得尤為重要。顯然，傳統(tǒng)的生化法不能夠起到作用，而其他的物理和化學(xué)方法也不能得到很好的效果，處理成本高效果低，難以獲得普遍的推廣應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、處理效率高、能耗成本低的去除中藥廢水
毒性裝置。
[0004]本發(fā)明提出的去除中藥廢水毒性的裝置，采用等離子體放電技術(shù)。該裝置由脈沖功率電源1、污水槽2、水泵3、霧化噴頭4、放電電極5、氣泵6、反應(yīng)器7、曝氣池I)構(gòu)成；其中:
脈沖功率電源I加在放電電極5上，放電電極5的另一端接地，脈沖功率電源I提供放電所需要的電參數(shù)；污水槽2用于接收從反應(yīng)器7中回落的污水；水泵3與污水槽2相連，水泵3用于將污水槽2中的中藥污水通過輸送管輸送到反應(yīng)器7頂部；霧化噴頭4設(shè)置于污水輸送管端部，用于將污水霧化；氣泵)通過進氣口 8與反應(yīng)器7相連，通過出氣口 9與污水槽2相連，用于將 放電電極5產(chǎn)生的氣體循環(huán)至污水槽2中；曝氣池10設(shè)置于反應(yīng)器7下部,通過曝氣將氣體分散成更小的氣泡。
[0005]本發(fā)明中，反應(yīng)器7中的放電電極5可由正負(fù)電極成均勻交錯排列。反應(yīng)器中可設(shè)置有若干層這樣的電極以增加反應(yīng)效率，具體電極層數(shù)和每層電極對數(shù)需要根據(jù)反應(yīng)器的大小和具體中藥廢水處理量的需求來確定。
[0006]本發(fā)明中，放電電極米用金屬棒形式，外圍套著一端開口一端封閉的石英管，一方面密封性比較好，另一方面也具有很好的絕緣能力。金屬棒的長度約束在反應(yīng)器的內(nèi)部，確保放電區(qū)域都在反應(yīng)器內(nèi)，以提高放電利用效率。
[0007]裝置的工作過程如下:
1.脈沖電源采用全固態(tài)開關(guān)技術(shù),峰值電壓10-50kv脈沖方波，重復(fù)頻率0.1k-1OkhZo脈沖電源加在電極5上，同時電極的另一端接地。為了安全，整個反應(yīng)器外殼接地。
[0008]2.污水槽2中污水經(jīng)水泵輸送到反應(yīng)器的頂部，經(jīng)過霧化噴頭4向下噴出，使氣體和液體得到充分的混合。
[0009]3.經(jīng)過霧化噴頭落下的水霧經(jīng)過放電區(qū)域，進行放電處理后，經(jīng)過反應(yīng)器底部落入污水槽。為了得到高的處理效果，可根據(jù)需要對污水進行多次循環(huán)效果。[0010]4.放電會產(chǎn)生大量的臭氧等活性氧化基團，由出氣口 8排出，經(jīng)氣泵回收通入到污水槽的底部，接著由曝氣池進行曝氣，使這些氧化基團充分的污水混合處理，進一步提高處理效率。
[0011]另外，電極外圍套有石英介質(zhì)材料，在納秒脈沖條件下呈現(xiàn)出電容效應(yīng)，阻止等離子體向電弧轉(zhuǎn)化；同時也可防止電極腐蝕，延長使用壽命。在反應(yīng)器內(nèi)部，增加電極對數(shù)，通過串聯(lián)方式，可獲得更好的處理效果；也可設(shè)置多個反應(yīng)器并聯(lián)，增大污水處理量。
[0012]本發(fā)明用于去除中藥廢水毒性，不需要添加任何化學(xué)藥劑，僅僅需要提供一定的電能，且沒有任何有毒有害的產(chǎn)物排出，處理成本低，易于實現(xiàn)控制和自動化。還有對污水具有脫色效果。
[0013]本發(fā)明利用快脈沖放電產(chǎn)生的羥基自由基OH以及臭氧、過氧化氫、紫外光協(xié)同的高級氧化技術(shù)，使分子中含有有毒基團的結(jié)構(gòu)得到破壞氧化，從而達到去除污水毒性的目的。羥基自由基OH的氧化還原電勢為5.23eV,臭氧的氧化還原電勢為3.75eV,而常見的C-O鍵鍵能為 3.71eV, C=C 鍵為 4.96eV, O-H 鍵位 4.81eV, C-H 鍵為 4.29eV, C-C 鍵為 3.61eV,可以分析出羥基自由基能氧化絕大部分的分子鍵，所以能達到破壞大分子結(jié)構(gòu)的作用。利用快脈沖放電能產(chǎn)生大量的羥基自由基等氧化集團，這些基團與霧化后的氣液混合物進行充分混合，與水中的有毒有機物進行加成、奪氫、電子轉(zhuǎn)移、斷鍵等一系列物理化學(xué)反應(yīng)，從而使有毒基團得到破壞，生成其他無毒且易于生化降解的有機小分子，甚至能把有機物氧化成二氧化碳和水，接近完全礦化，從而達到氧化去除的效果。而且經(jīng)過等離子體放電處理過的中藥廢水，也有利于后續(xù)的生化降解，進一步降低處理成本，最終達到排放的標(biāo)準(zhǔn)。
[0014]本發(fā)明提供了一種新型的去除中藥廢水毒性的方法一等離子體放電法，克服了目前處理方法效率低，成本高的不足，同時也能有效的提高中藥廢水的生化性，更方便的與后續(xù)的生化處理相結(jié)合，實現(xiàn)中藥廢水的達標(biāo)排放；同時該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，處理成本較目前大方法大為降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為整 個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中標(biāo)號:1為脈沖功率電源，2為污水槽，3為水泵，4為霧化噴頭，5為放電電極，6為氣泵，7為反應(yīng)器(圓柱型)，8為氣泵進氣口，9為氣泵出氣口，10為曝氣池，11為外殼接地。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0018]實施例:
本實例中等離子體反應(yīng)器外殼由有機玻璃組成，內(nèi)徑150mm，外徑170mm，高度為400mm,污水接收槽尺寸為200mm*200mm*200mm,金屬電極采用特殊設(shè)計,其一端封閉一端開口。電極共有5層，每層正負(fù)電極各8根，電極間距為5-10mm。脈沖電源電壓峰值20_30kv，頻率200hz。
[0019]選用中藥川烏泡制的污水2L作為污水樣品，經(jīng)附圖所示的快脈沖放電等離子體設(shè)備進行效果實驗。其步驟如下:1.川烏廢水2L接入污水接受槽2中，打開水泵3使其被輸送到反應(yīng)器頂部，由霧化噴頭4嗔出。
[0020]2.開啟快脈沖功率電源，電壓調(diào)制25kv，頻率200hz，等離子體放電開始；同時開啟氣泵6，使放電產(chǎn)生的臭氧等氣體進一步回收由曝氣池10通入到污水接收槽2中。
[0021]3.60min后，放電結(jié)束。放電結(jié)束后，關(guān)閉快脈沖功率電源，氣泵以及水泵。
[0022]4.從污水接收槽中取出處理后的污水進行測試。采用高效液相色譜法(HPLC)，污水里主要有毒成分苯甲酰新烏頭原堿的含量由5.23ug/L降為0.17ug/L ;次烏頭堿的含量由13.71ug/L降為0.01ug/L。大大的降低了有毒含量的成分，平均去除率達到98.4%。同時對處理后的污水進行動物實驗，小鼠試驗結(jié)果顯示，處理后的生川烏生浸液毒性明顯小于原液毒性，以濃縮后的最大給藥量給予小鼠后未見死亡。同樣斑馬魚試驗結(jié)果顯示，處理后的生浸液對斑馬魚毒性要小于原液的毒性。
【權(quán)利要求】
1.一種等離子體放電去除中藥廢水毒性的裝置，其特征在于由脈沖功率電源(I)、污水槽(2)、水泵(3)、霧化噴頭(4)、放電電極(5)、氣泵(6)、反應(yīng)器(7)、曝氣池(10)構(gòu)成；其中: 脈沖功率電源(I)加在放電電極(5 )上，放電電極(5 )的另一端接地，脈沖功率電源(I)提供放電所需要的電參數(shù)；污水槽(2)用于接收從反應(yīng)器(7)中回落的污水；水泵(3)與污水槽(2)相連，水泵(3)用于將污水槽(2)中的中藥污水通過輸送管輸送到反應(yīng)器(7)頂部；霧化噴頭(4)設(shè)置于污水輸送管端部，用于將污水霧化；氣泵(6)通過進氣口(8)與反應(yīng)器(7)相連，通過出氣口(9)與污水槽(2)相連，用于將放電電極(5)產(chǎn)生的氣體循環(huán)至污水槽中；曝氣池(10)設(shè)置于反應(yīng)器(7)下部，通過曝氣將氣體分散成更小的氣泡。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的等離子體放電去除中藥廢水毒性的裝置，其特征在于反應(yīng)器(7)中的放電電極(5)成正負(fù)電極成均勻交錯排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體放電去除中藥廢水毒性的裝置，其特征在于反應(yīng)器中的放電電極有若干層，具體電極層數(shù)和每層電極對數(shù)根據(jù)反應(yīng)器的大小和具體中藥廢水處理量的需求來確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的等離子體放電去除中藥廢水毒性的裝置，其特征在于放電電極(5)米用金屬棒形式,外.圍套著一端開口一端封閉的石英管。
【文檔編號】C02F1/78GK103466747SQ201310409165
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年9月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月10日
【發(fā)明者】劉克富, 姜松, 邱劍, 文貽勇 申請人:復(fù)旦大學(xué)