脈沖電暈放電等離子體及其聯(lián)合負載型催化劑修復菲污染土壤研究.pdf

1、隨著工業(yè)化和城市化進程的推進，石油化工企業(yè)搬遷地的多環(huán)芳烴場地污染問題日益嚴重，對土壤環(huán)境安全和人類身體健康都構成了巨大威脅。然而，傳統(tǒng)的修復技術已經(jīng)不能滿足快速高效修復多環(huán)芳烴污染土壤的要求。低溫等離子體技術具有處理效率高、修復周期短和適用范圍廣等特點，作為一種新型污染土壤修復技術，已引起國內外學者關注。鑒于此，本文采用脈沖電源供電，開展針-板式電暈放電等離子體及其聯(lián)合負載型催化劑修復典型多環(huán)芳烴-菲污染土壤的可行性研究，從而對有效修

2、復多環(huán)芳烴污染土壤起到一定的指導作用。主要研究結果如下:
　　(1)開展高壓供電系統(tǒng)及針-板式反應器優(yōu)化研究，考察成形電容、脈沖頻率、土壤介質和土壤厚度對能量的影響，以改善放電狀態(tài)，提高能量注入和降低能耗。結果表明:增大成形電容和脈沖頻率能夠提高注入能量，成形電容和脈沖頻率分別為100 pF和70 Hz時，脈沖放電達到最佳狀態(tài);土壤介質的存在有利于提高注入能量;增加土壤厚度能夠促進能量注入，提高比能量效率，土壤厚度為1mm時單位土

3、壤獲得的能量最高，氣體電離產(chǎn)生的活性物質最多，有利于污染物的去除。
　　(2)研究了脈沖電暈放電等離子體修復菲污染土壤的可行性，考察了影響菲降解的電氣參數(shù)、氣體參數(shù)、污染物濃度以及臭氧的產(chǎn)生。結果表明:脈沖電暈放電等離子體能夠高效快速修復菲污染土壤，放電40 min，菲的降解效率為70.5％;增加脈沖峰值電壓和脈沖頻率能夠提高菲降解效率;不同載氣中，菲的降解效率從高到底依次為，氧氣、空氣、氮氣和氬氣，含氧基團氧化是菲去除的主要原因

4、;一定范圍內，增加氣體流速有利于活性物質的擴散傳遞，提高菲的降解效率，最佳氣體流速為0.8 L/min;提高菲的濃度能夠促進菲去除量的增加和能量效率的提高;增加脈沖峰值電壓或脈沖頻率能夠促進臭氧的產(chǎn)量和利用率，臭氧通過直接氧化或分解后間接與菲發(fā)生反應。
　　(3)探索脈沖電暈放電等離子體聯(lián)合負載型催化劑修復菲污染土壤的可行性，研究催化劑用量對菲降解的影響，考察能量效率、催化劑穩(wěn)定性和放電前后催化劑的物理性質。結果表明:協(xié)同技術能夠

5、有效提高菲的降解，CuO/γ-Al2O3、 MnO2/γ-Al2O3、Fe2O3/γ-Al2O3和TiO2/γ-Al2O3的添加量為0.2 g時，菲降解效率分別提高了9.4％、14.3％、11.0％和6.1％;4種催化劑中，MnO2/γ-Al2O3的能量效率最高為0.22 mg/kJ，其次是Fe2O3/γ-Al2O3、CuO/γ-Al2O3和TiO2/γ-Al2O3;催化劑連續(xù)使用5次，菲的降解率能夠達到67％左右;XRD、BET和總孔