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    技術資料

    脈沖電源污水處理技術

    來源:  作者:  發布時間:2017-05-24 瀏覽量:655

    水環境質量惡化趨勢使得傳統水處理方法受到挑戰,相關污水處理技術逐漸成為研究熱點。本文論述了臭氧發生法、高壓脈沖放電法和脈沖電解法等脈沖電源污水處理技術的應用和發展情況臭氧(3)是一種可溶解于污水且氧化性很強的氣體,通過與水中污染物反應實現凈化與其它常用氧化劑(如Cb,NaClO等)相比,3具有無色、無惡臭無強腐蝕性和毒性,原料(空氣)價廉易得,現制現用等優點,尤其是使用后無二次污染還會增大有益的區域含氧量。

      突變電場電離空氣生成活性0并與2結合成3的過程中,脈沖電源輸出的電能僅7%~14%用于3的生成,其余全為熱損失。電能利用效率低工藝成本高是臭氧法水處理技術應用的主要障礙解決問題的關鍵在于改善臭氧的發生方法。

      60Hz)和固定中頻(400~600Hz)可變電壓電源已有所改進近年來,隨著電力電子技術的發展,高頻電源的制作變得簡單,3發生采用高頻供電技術(1~ 100kHz)優點眾多:強化臭氧合成過程;減少裝置體積和重量;降低發生器的工作電壓;發生器產率不變時可靠性和耐久性更好研究表明,在各種脈沖波形的高頻應用中供電電源采用高頻快上升的方波或脈沖波形比傳統正弦波合成臭氧效果更佳另外,電源因放電產生大量的熱能,需要良好的散熱工藝。

      2高壓脈沖放電法水處理技術2.1基本原理易于實現高能化的高電壓技術處理難處理工業污水已是當前研究熱點之一。氣水相間的混合系統中施加高壓窄脈沖可實現氣體電暈放電外加電壓幅值數10kV,上升時間ns級的高壓脈沖時,電暈放電產生的電子溫度高達幾百度,而離子和中性氣體溫度接近常溫。被這種非平衡等離子體包圍的水滴同時承受4種效應:①高能電子轟擊;②電暈放電產生的3對水滴的殺菌消毒;③放電產生的紫外線對水滴起光化學處理作用;④放電等離子體中產生某些活性自由基(0H基等)它們的共同作用使難處理的工業污水達到快速凈化的目的高壓脈沖放電等離子體水處理技術使放電生產的臭氧與水直接作用。簡化了傳統臭氧凈水技術的程序,使裝置小型化,既避免了03質量濃度隨時間的衰減,又發揮了放電產生的活性粒子的凈化作用,應用前景好。

      2.2技術關鍵2.21高壓窄脈沖電源的設計設計脈沖電源時必須注意:①電源可靠性設計,其重點是電路散熱和電磁兼容設計。因為電源高頻放電產生大量的熱能和電磁干擾②提高電源效率22.2等離子體生成方法高壓脈沖放電過程中非平衡等離子體的生成方法十分關鍵,設計原則有3個:①空間利用率盡可能大;②盡可能增大等離子體(和O3)與水的接觸面積;③能處理連續流動的水現常用的等離子體生成方法有:泰勒錐放電法霧中放電法491、水中氣泡放電法101、水膜無聲放電法等。其中霧中放電法和水中氣泡放電法可使放電產生的等離子體(和O3)與水充分接觸,最具應用前景3脈沖電解水處理技術最初利用直流供電電源電解凈化污水時,廢水處理的電能消耗和陽極損耗大,工藝成本較高,故未能獲得廣泛應甩改為脈沖電源后,電能和陽極損耗均有明顯降低,極板結垢陽極鈍化,處理效果不穩定等問題上也較直流供電明顯為優「1213.1基本原理廢水成分比較復雜,實際水處理過程中通常是氧化還原、電解氣浮和電凝聚協同作甩3.2脈沖電解電源的研究現狀有關脈沖電解電源(PEP)的報導很少見所示的GTR脈沖電源設計方案11、為一斬波器,電路采用直流電平與基準三角波比較后輸出一個驅動信號,以控制GTR的通斷將直流電源E轉變為脈沖輸出電源改變直流電平的大小可調節脈沖電源的脈寬;改變三角波的頻率可調節脈沖電源的頻率這樣脈寬和脈沖頻率分開調節以滿足不同廢水處理對脈沖電源的電氣參數要求這種PEP因使用了工頻變壓器和扼流電感,體積和重量較大。的PEP系統示意圖中12、,系統先由整流濾波獲得直流電壓,再通過Buck功率變換器獲得脈沖輸出反饋調節環形成的誤差信號通過PWM發生器控制開關管通斷,使直流電壓穩定在所設定的幅值上調制信號由微機控制系統發出,適時的封鎖PWM開關電適合于電解凈化污水的脈沖電源尚未成熟,設計PEP及其控制系統時應注意:為減小電源的體積和重量,必須實現高頻化但是,高頻化同時引起了功率管的開通和關斷,損耗加鍰故要提高電源效率,有必要采用軟開關技術PEP中的二極管整流、電容濾波等引起輸入電流嚴重畸變,結果使電網諧波污染嚴重而且降低開關電源的功率因數與直流供電電源相比,脈沖電源的等效功率因數低,現有的“HhYR-B‘功率因數僅有013~0.4故電源內部最好有功率因數較正源。開關管Q斷開,電源輸出隨電感和電容的放電而衰減到零當封鎖信號撤消時,電源又重新啟動,輸出電壓重新建立,從而在輸出端形成功率脈沖。該電源因使用了高頻開關電源技術,設備高效、輕巧,適用于工業廢水及含油污水的處理各類傳感器模糊―推理電氣參數I處理時W電解凈水機模糊控制原理框圖④提高電源自適應性實際工程應用中,污水成分復雜多變,故有必要提高電源的自適應性,使之在不同的污水處理條件下自動調整,保證輸出波形既能滿足凈化結果,又能為污水的電解凈化過程建立精確的數學模型是十分困難的,而模糊控制勿需建立控制對象的數學模型,只需通過語言描述建立控制系統的模型,其控制策略以有經驗的操作者提供的事先確定的值為基礎電解凈水機的模糊控制原理見,首先根據各類傳感器測量值確定各語言變量的隸屬度,然后經過模糊控制器自動選擇電氣參數(包括脈沖頻率脈沖占空比脈沖幅值)和處理時間,以最佳的凈化方案自動完成污水凈化全過程電解凈水過程的模糊語言變量包括污水的污染程度(嚴重、一般、輕)污水量(大中、?。┪鬯再|(如印染廢水、含油生活污水)其核心是建立合理的模糊規則庫故須作大量的工藝性實驗,以研究污水化效果同電氣參數間的關系采用模糊控制方法可降低單位水處理的電耗,提高污水處理過程的自動化程度式作業作業人員需穿戴全套屏蔽服,應用絕緣工器具進出高電位在進入等電位后,與接地構件保持> 1.2m的安全距離。桿塔構架上的地電位電工也應穿全套屏蔽服,向檢修線路上作業的等電位電工傳遞工具或配合作業時,也應通過絕緣工器具進行,并與被檢修線路應保持>1.2m的安全距離在通過絕緣桿進行檢測或其它作業時,絕緣桿的最小有效絕緣長度應>1.2m等電位電工轉移電位時人體裸露部分與導線的距離應>Q 3m以上措施可確保檢修作業人員的安全。

      2)采用地電位檢修方式被檢修線段兩端接地時在停電檢修線段上可按地電位方式作業,即作業人員進出被檢修線路時不需采用進出高電位的絕緣工具,也不必考慮與接地構件之間的安全距離,塔上電工與導線上電工配合作業不需限定用絕緣工器具。但是,無論是塔上電工還是導線上電工都必須穿戴全套蔽服或靜電防護服(包括導電鞋),其作用為:①對空間強電場進行屏蔽防護;②保持與導線或接地構件的同一電位,避免受到靜電電擊,③當接觸傳遞繩上的金屬工具時,屏蔽服可旁路靜電感應電流,防止“麻電”引發二次事故在被檢修線路的兩端接地前,作業人員不充許接觸該線路,并應保持足夠的距離,只有當線路兩端良好接地且作業人員在工作點通過絕緣工具將便攜式短路接地線掛上后方能觸及該檢修回路便攜式接地線的安裝步驟應是先將一端可靠接地,再將另一端掛在導線上并使其接觸良好,拆除程序則相反5結論a500kV緊湊型同塔雙回線路當一回運行另一回檢修時,若檢修線路兩端都沒接地,在檢修回路上會出現高達數十千伏的工頻感應電壓;若線路一端接地后,感應電壓< 1kV;若線路兩端接地后,感b.停電回路兩端未接地時須采用等電位作業方式,兩端已接地時可采用地電位作業方式.


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