【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及等离子放电耦合空化，特别涉及脉冲放电涡流空化发生装置、废水处理领域。
技术介绍
1、技术的发展和工业化进程的迅速推进导致水环境中各种新兴有机污染物越来越多，对人类和水生生物构成严重威胁，成为水污染治理的一大难题。这些有机污染物的来源繁多，包括工业废水、农药使用、城市污水和农田径流等，含有不同种类和浓度的有机化合物，使得治理过程变得复杂。其中，传统的水处理方法无法将染料、药物、农药、内分泌干扰物等难降解有机污染物降解成良性化合物，只能转变成其他物相储存起来，这进一步加大了环境负担。同时，这些伪持久性有机污染物也因为痕量的特性无法被微生物降解，因此近年来研究者们将目光放在可快速降解伪持久性有机污染物的高级氧化技术上。
2、高级氧化技术可以生成羟基自由基，通过链式反应非选择性地将有机污染物完全矿化成co2和h2o。目前已经开发出的高级氧化技术包括光化学氧化、声化学氧化、臭氧氧化、空化、放电等离子体等。其中，放电等离子体是指通过加入足够的能量（如电压或电流）将气体或其他物质激发成高能态，使其部分或全部电子脱离原子核，从而形成带正电的离子和自由电子的状态。液相放电可以产生高浓度的羟基自由基，是一种理想的高级氧化技术，但需要极高的击穿电压来产生和维持放电，这大大增加了设备成本。而在液面上采用气相放电产生的活性物质持续时间又过短，无法穿透气液界面，限制了其在液相中的应用。因此，研究者们开发出气液两相放电新技术，在气液两相的接触界面上施加电场，通过电场的作用使气体分子离解成离子，从而形成等离子体。在等离子体中，离子与电
3、但是，目前的单一放电等离子体技术还存在如下问题：需要较高的还原电场强度才能获得足够量的羟基自由基，产生和维持等离子体需要大量的能量，导致能耗相对较高；由于气液两相放电等离子体法中的放电反应发生在气液界面上，离子化的气体分子必须通过液相才能实现反应，这种传质过程可能会导致一部分离子的损失，从而降低放电效率；有些有机物可能需要极高的温度和压力调节才能有效降解，导致设备的高成本和操作的不稳定性等。
4、水力空化技术指液体流经水力部件（如文丘里管、孔板、闸门等）某处具有较高流速，使得该处液体压强小于汽化压力时所发生的空化现象，可以产生空泡，这些空泡在破灭瞬间会在其周围的空间内产生高达4927℃的高温以及1000 atm的高压，保持高频率地持续作用形成400 km/h的高速射流，并产生剧烈的冲击波，释放大量能量和羟基自由基，从而杀灭污水中的微生物、分解有机大分子和净化水体。空化产生的高温、高压等极端条件会引起界面效应，使传质面积扩大，减弱气液两相间的边界层。然而，水力空化技术对cod的去除效果较低(即小于40%)，因此不被认为是一种单独的废水处理方法，但由于其易实现的优点，常被作为强化手段或预处理方法与其他工艺结合。
5、目前常用的水力空化发生器主要有孔板型、文丘里管、旋转式发生器、涡流型发生器等类型，各种发生器具有特定的应用优势及局限，如单一文丘里管和孔板式反应器存在易堵塞、压力损失大、能量分散等缺点，而旋转式和涡流式发生器则存在运维费用高、结构复杂、空化效率不易调控等问题。如何改造水力空化装置，开发新的水力空化发生方法，提高空化效率和功能多元化将是水力空化
的发展方向。
技术实现思路
1、为解决上述现有技术方案中的不足，本专利技术目的是为克服普通气液两相放电等离子体能耗过高、放电效率低下的问题，提供一种纳秒脉冲放电涡流空化发生器，高效降解伪持久性有机物和杀菌的系统及其方法，以改进放电等离子体技术，拓展其应用领域，将涡流水力空化发生器与纳秒脉冲装置结合在同一装置，降低了装置能耗，提升了放电效率和有机物降解效率，节约了空间。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种脉冲放电涡流空化发生器，包括涡流容器，所述涡流容器设有供流体切向导入的进液管，所述脉冲放电涡流空化发生器还包括：
4、出液管，所述出液管进口与所述涡流容器中心连通，自下而上地，所述出液管具有依次设置的内径变小段、喉部、内径变大段和出液管本体；
5、导流件，所述导流件设置在所述涡流容器的中心，且处于所述出液管的下侧；自下而上地，所述导流件的外径先不变后逐渐变小；所述导流件与所述出液管同轴设置；
6、所述出液管内设有第一电极，所述导流件内设有与所述第一电极相对的第二电极；所述出液管设有固定所述第一电极的电极座；
7、所述出液管本体设有排液口。
8、进一步地，所述喉部为直段，所述直段上设有将出液管内部与外界连通的至少一个通孔；所述通孔连接进气管。
9、进一步地，所述涡流容器内为自上而下呈内径变小趋势的回转体，从进液管输入的液体沿着所述涡流容器的内壁呈螺旋状加速流动；所述出液管插入所述涡流容器，所述导流件插入所述内径变小段。
10、进一步地，所述导流件的内部具有气体通道，所述气体通道的出口设置在所述导流件的倾斜表面；所述气体通道连接进气管。
11、进一步地，所述出液管包括内管和外管；自下而上地，所述内管具有依次设置内径变小段、喉部和内径变大段；所述内径变小段、喉部和内径变大段中心轴线共线；所述内管与外管同轴设置，且固定成一体。
12、进一步地，所述喉部为直段，所述直段上设有将内管、外管间的夹层与内管内部连通的至少一个通孔；所述外管设有与外界连通的进气孔，所述进气孔连接进气管。
13、进一步地，所述第一电极和第二电极为钨电极，所述钨电极直径2~3 mm，所述钨电极具有针状端部，所述第一电极、第二电极的针状端部位于所述喉部两侧；所述针状端部间距为15~20 mm。
14、进一步地，所述直段内径与长度之比为1:1~1:3，所述内径变小段与中心轴夹角为15~30°；所述内径变大端与中心轴夹角为10~15°。
15、进一步地，所述出液管为绝缘材料，所述第一电极与所述电极座密封连接；所述电极座与所述出液管密封连接；所述导流件为绝缘材料，所述第二电极灌封于所述导流件；所述导流件与所述涡流容器密封连接。
16、本专利技术还在于提供了脉冲放电涡流空化处理系统，包括所述脉冲放电涡流空化发生器，所述脉冲放电涡流空化处理系统进一步包括：循环池，所述空化发生器的进液管连接所述循环池，且与所述循环池之间连接高压泵，所述空化发生器的出液管连接所述循环池；所述第一电极、第二电极连接脉冲电源。
17、进一步地，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种脉冲放电涡流空化发生器，包括涡流容器，所述涡流容器设有供液体切向导入的进液管，其特征在于，所述脉冲放电涡流空化发生器还包括：
2.根据权利要求1所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述涡流容器内部为扁平状涡流腔室，所述出液管插入所述涡流容器，且所述出液管下端与所述涡流容器内壁平齐。
3.根据权利要求2所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述出液管的喉部为直段，所述直段上设有将出液管内部与外界连通的至少一个通孔；所述通孔连接进气管。
4.根据权利要求1所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述涡流容器内部为自上而下内径变小的回转腔室；所述进液管与涡流容器周部切向设置，且与涡流容器内部连通；所述出液管插入所述涡流容器；所述导流件插入所述内径变小段。
5.根据权利要求4所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述导流件的内部具有气体通道，所述气体通道的出口设置在所述导流件的倾斜表面；所述气体通道连接进气管。
6.根据权利要求4所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述出液管包括内管和外管；自下而上
7.根据权利要求6所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述喉部为直段，所述直段上设有将内管、外管间的夹层与内管内部连通的至少一个通孔；所述外管设有与外界连通的进气孔，所述进气孔连接进气管。
8.根据权利要求1所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述第一电极和第二电极为钨电极，所述钨电极直径2~3 mm，所述钨电极具有针状端部，所述第一电极、第二电极的针状端部位于所述喉部两侧；所述针状端部间距为15~20 mm。
9.根据权利要求1所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述喉部为直段，所述直段内径与长度之比为1:1~1:3，所述内径变小段与中心轴夹角为15~30°；所述内径变大段与中心轴夹角为10~15°。
10.根据权利要求1所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述出液管为绝缘材料；所述第一电极与所述电极座密封连接；所述电极座与所述出液管密封连接；所述导流件为绝缘材料；所述第二电极灌封于所述导流件；所述导流件与所述涡流容器密封连接。
11.脉冲放电涡流空化处理系统，其特征在于，包括根据权利要求1-10中任一项所述的脉冲放电涡流空化发生器，所述脉冲放电涡流空化处理系统进一步包括：循环池；所述空化发生器的进液管连接所述循环池，且与所述循环池之间连接高压泵，所述空化发生器的出液管连接所述循环池；所述第一电极、第二电极连接脉冲电源。
12.根据权利要求11所述的脉冲放电涡流空化处理系统，其特征在于，所述脉冲电源施加电压0~50 kV，上升时间为20~40 ns，脉冲宽度120~180 ns。
13.根据权利要求11所述的脉冲放电涡流空化处理系统，其特征在于，靠近空化发生器进液端，所述循环池设置氧气发生装置的进气口；
14.一种脉冲放电涡流空化方法，应用权利要求1-10任一项所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种脉冲放电涡流空化发生器，包括涡流容器，所述涡流容器设有供液体切向导入的进液管，其特征在于，所述脉冲放电涡流空化发生器还包括：
2.根据权利要求1所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述涡流容器内部为扁平状涡流腔室，所述出液管插入所述涡流容器，且所述出液管下端与所述涡流容器内壁平齐。
3.根据权利要求2所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述出液管的喉部为直段，所述直段上设有将出液管内部与外界连通的至少一个通孔；所述通孔连接进气管。
4.根据权利要求1所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述涡流容器内部为自上而下内径变小的回转腔室；所述进液管与涡流容器周部切向设置，且与涡流容器内部连通；所述出液管插入所述涡流容器；所述导流件插入所述内径变小段。
5.根据权利要求4所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述导流件的内部具有气体通道，所述气体通道的出口设置在所述导流件的倾斜表面；所述气体通道连接进气管。
6.根据权利要求4所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述出液管包括内管和外管；自下而上地，所述内管具有依次设置内径变小段、喉部和内径变大段；所述内径变小段、喉部和内径变大段中心轴线共线；所述内管与外管同轴设置，且固定成一体。
7.根据权利要求6所述的脉冲放电涡流空化发生器，其特征在于，所述喉部为直段，所述直段上设有将内管、外管间的夹层与内管内部连通的至少一个通孔；所述外管设有与外界连通的进气孔，所述进气孔连接进气管。
8.根据权利要求1所述的脉冲放电涡流空化发生器，其...
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