一种基于等离子放电的高效智能水处理设备

本技术涉及等离子体水处理，具体涉及一种基于等离子放电的高效智能水处理设备。

背景技术：

1、等离子体态被视为自然界除了固、气、液三态之外的第四种物质状态，其主要通过对气体的电离而形成。等离子体由离子、电子以及未电离中性粒子的组成，是一种整体呈中性的物质状态。常见的等离子放电方式有介质阻挡放电（dbd）、电晕放电、辉光放电、滑动弧放电等。

2、等离子体技术通过施加高压电场电离气体从而产生等离子体，同时产生大量的活性粒子、臭氧、过氧化氢等强氧化性物质，同时伴随有紫外线与冲击波等物理现象的产生，对废水中的大分子污染物可以起到较好的降解作用。作为等离子放电方式之一的滑动弧放电，集合了热平衡以及非热平衡等离子体的优点。滑动弧放电反应器结构独特，可以产生高电子温度和密度的等离子体，其能量利用率高，对于目标降解物的普适性强，对于大分子与小分子污染物均可有效降解。

3、工业废水作为水污染的重要来源，如何有效处理工业废水成为人们关注的重点。目前对大体量废水的处理方法包括物理方法（吸附、混凝等）、化学方法（臭氧、光催化等）和生物方法（好氧、厌氧细菌法等）的结合，已经有了成熟、完备的体系，而对于中小体量的废水的处理，因为成本与场地大小的制约存在着一些问题，如: 催化剂价格昂贵、水处理设施搭建成本高、存在二次污染、处理效率低等。如何在有限条件下高效、经济、简单地处理中小体量废水是亟待解决的问题。在滑动弧放电等离子水处理领域内，中国专利cn201099636y公开了一种三相交流滑动弧非平衡等离子体污水处理装置，其优点是将污水雾化为气雾形态，增大了其与活性粒子的接触几率，缺点是污水雾化后在等离子体形成区域留存时间短，对于活性气体利用不充分，处理效率一般；中国专利cn107344779a公开了一种滑动弧放电低温等离子污水处理反应器，其优点是可以同时多个装置并行且结构简单，缺点是所产生的活性物质只与废水表面接触且产生大量热量，能耗高且处理效率一般。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于为解决上述问题而提供一种制造与使用成本低且能高效利用活性物质的一种基于等离子放电的高效智能水处理设备，可以高效地降解印刷包装、印染、喷涂等领域的工业废水以及科研试验场所废液等中小体量废水，有效降低中小型企业、高校实验场所处理废液的处理成本。

2、为实现上述目的，本实用新型可采取如下所述技术方案：

3、本实用新型所述的基于等离子放电的高效智能水处理设备，包括:等离子发生器、废水处理室、外部腔体、数控高压电源、供气装置，所述等离子发生器位于废水处理室正上方，所述等离子发生器中装有高压电极，所述数控高压电源与所述高压电极相连，所述废水处理室内部置有用于储存待处理废液的储液池，所述储液池的侧面与底面包覆有冷凝装置，所述储液池与所述冷凝装置均设有出液口与进液口，所述供气装置能在所述等离子发生器中形成自上而下稳定的气流来形成滑动弧放电。所述等离子发生器、废水处理室、数控高压电源集成于外部腔体中。

4、优选地，所述等离子发生器中装有管状喷头，所述喷头采用刚玉陶瓷管，所述等离子发生装置上部设有可通过拧动旋钮来调节高度的两段式升降装置，所述喷头与所述供气装置相连且穿过所述两段式升降装置的上部，固定于所述两段式升降装置的下部。

5、优选地，所述两段式升降装置下部装有漏斗形塑料罩，所述塑料罩材质可选用聚四氟乙烯等稳定性较好的塑料，所述塑料罩直径略小于储液池的直径。

6、优选地，所述塑料罩对称的两侧均装有功率一定的小型气泵，所述储液池中置有一定大小的气泡盘，所述气泡盘通过一定长度的软管与所述气泵相连，所述气盘与软管相连处装有止逆阀。

7、优选地，所述储液池左侧的侧壁上装有液位传感器，所述储液池左侧壁上部和右侧底部分别装有进液口与出液口，所述储液池进液口设置有过滤网，所述冷凝装置的右侧壁下部与左侧壁上部分别设有进液口与出液口。

8、优选的，所述废水处理室的腔体外壳为密封性较好的有机玻璃。

9、优选地，所述外部腔体带有可显示和调节电压、功率、液位高度的操作面板。

10、优选地，所述外部腔体侧面设有可手动开启的观察窗口。

11、优选地，所述供气装置配有可调节气体流速的气泵以及可更换工作气体的气瓶。

12、本实用新型与其他技术相比，具有以下优点：

13、本实用新型提供的一种基于等离子放电的高效智能水处理设备有如下优点：不需要额外添加任何化学物质即能完成对废水的处理，放电功率在500w至1000w之间可调，相较于其他废水处理方法，能耗较低，产生滑动弧的管状喷头可随储液池液面的高低来调整最佳放电距离，能在一定范围内灵活应对不同体积的中小体量废水，通过加入气泵与气泡盘，将等离子放电产生的活性气体以气泡的形式通入废水中，使其与废水中的污染物充分接触，同时能带动废水的流动，使其与等离子体形成区域充分接触，在一定程度上提高了传质效率，漏斗形塑料罩可以在一定区域内防止活性粒子的散失，提高活性粒子集中度。

技术特征：

1.一种基于等离子放电的高效智能水处理设备，其特征在于，包括：等离子发生器、废水处理室、外部腔体、数控高压电源、供气装置，所述等离子发生器位于废水处理室正上方，所述等离子发生器包含有升降装置，所述升降装置由上下两部分、旋钮升降杆组成，所述升降杆外部套有弹簧，所述升降装置下部装有漏斗形塑料罩，所述漏斗形塑料罩上左右两侧均设有小功率气泵，所述等离子发生器还包含有喷头，所述喷头固定于所述升降装置下部，通过转动旋钮能使所述喷头上下移动，所述等离子发生器中装有高压电极，所述数控高压电源与所述高压电极相连，所述废水处理室内部置有用于储存待处理废液的储液池，所述储液池的侧面与底面包覆有冷凝装置，所述储液池与所述冷凝装置均设有出液口与进液口，所述供气装置能在所述等离子发生器中形成自上而下稳定的气流来形成放电，所述等离子发生器、废水处理室、数控高压电源集成于外部腔体中。

2.根据权利要求1所述的一种基于等离子放电的高效智能水处理设备，其特征在于：所述储液池左部侧壁置有液位传感器，所述液位传感器可检测储液池中液位高度。

3.根据权利要求1所述的一种基于等离子放电的高效智能水处理设备，其特征在于：所述储液池右部侧壁置有温度传感器，所述温度传感器与所述冷凝装置相关联，并控制所述冷凝装置工作功率。

4.根据权利要求1所述的一种基于等离子放电的高效智能水处理设备，其特征在于：所述储液池底部置有气泡盘，所述气泡盘与所述小功率气泵通过软管相连，所述软管上置有止逆阀，所述气泡盘可将气体转化为均匀的小气泡。

5.根据权利要求1所述的一种基于等离子放电的高效智能水处理设备，其特征在于：所述外部腔体正面设置有观察窗口，所述观察窗口可手动开启。

技术总结本技术公开了一种基于等离子放电的高效智能水处理设备，包括：等离子发生器、废水处理室、外部腔体、数控高压电源、供气装置，所述等离子发生器位于废水处理室正上方，所述废水处理室内部置有用于储存废液的储液池，所述储液池的侧面与底面包覆有冷凝装置，所述供气装置能在所述等离子发生器中形成自上而下稳定的气流来形成滑动弧放电，所述等离子发生器、废水处理室、数控高压电源集成于外部腔体中。本技术涉及等离子体水处理技术领域，通过滑动弧等离子直接接触废液与将活性气体导入废液两种方式结合，并引入智能传感器来控制液位、温度等参数。可以实现低成本、小空间条件下，高效利用活性物质，对目标废液进行有效处理。技术研发人员：付亚波,李晨奥,孙运金,李燕奇,张新林受保护的技术使用者：北京印刷学院技术研发日：20231229技术公布日：2024/11/21