1、近年來,由于等離子體技術(shù)在廢水治理方面的優(yōu)勢,逐漸展露出良好的應用前景。作為等離子體技術(shù)中的一個分支,輝光放電等離子體水處理技術(shù)作為一種新興技術(shù),在常溫較低電壓下就可以實現(xiàn)對廢水的等離子體降解,反應過程具有高效率、重現(xiàn)性好、對于有機污染物的降解無選擇性的特點。與常用的高壓脈沖等離子體水處理技術(shù)相比,不但電磁干擾弱,而且方法簡單、反應器所需電量小、能耗低,因此,具有較高實用價值和工業(yè)化的潛力。 本文將接觸輝光放電等離子體技術(shù)應用到
2、含難降解有機污染物廢水的處理之中,以甲基橙和苯酚水溶液為模擬廢水進行了研究。探明了用接觸輝光放電等離子體技術(shù)處理甲基橙的最佳工藝條件。在實驗過程中,系統(tǒng)研究了在不同電壓、初始濃度、反應時間等條件下,接觸輝光放電等離子體技術(shù)對甲基橙溶液的處理效果;其次,為提高降解效率,參考芬頓試劑的作用機理,通過在反應液中添加少量的Fe2+,研究了在有Fe2+作為催化劑時,水溶液中甲基橙的輝光放電等離子體降解反應效果和反應歷程。當操作電壓是480V及電流
3、約65-80 mA時,考察了不同反應時間、不同F(xiàn)e2+濃度、以及Cu2+、Ce3+對甲基橙輝光放電電解效果的影響;最后對用接觸輝光放電技術(shù)處理有機廢水的機理進行了進一步探討。 實驗結(jié)果表明,接觸輝光等離子體技術(shù)可以有效降解水體中的甲基橙,當接觸輝光放電等離子體技術(shù)的操作電壓是480V及電流約80 mA時,在pH=7.4的條件下,反應90分鐘后,甲基橙溶液的色度去除率為48.8%,部分分解產(chǎn)物經(jīng)過胺基和羧基的的中間體并最終轉(zhuǎn)化為無
4、機碳。由紫外-可見光譜,高壓液相-質(zhì)譜對中間產(chǎn)物的分析結(jié)果,提出了可能的降解歷程。甲基橙的輝光電解氧化降解過程遵循一級反應動力學,初步認為羥基自由基在開始氧化降解過程起關(guān)鍵的作用。在添加Fe2+后,與不添加催化劑之前相比,甲基橙的反應速率增大了8倍。通過添加Cu2+、Ce3+和Fe2+的條件下的對比實驗看出,Cu2+、Ce3+和Fe2+都可以加速甲基橙的催化氧化降解過程,并且其反應過程均遵循一級反應動力學。但甲基橙降解反應的速率增加的最
5、多,效果最為明顯,反應40分鐘后甲基橙溶液的色度去除率達到91.6%。通過紫外-可見光譜,高壓液相-質(zhì)譜對中間產(chǎn)物的分析結(jié)果,提出了在Fe2+催化條件下甲基橙的輝光放電降解反應歷程,認為由添加Fe2+引起的羥基自由基生成量的增大在加速氧化降解過程起關(guān)鍵的作用。在機理研究中,以甲基紫為“探針”,通過對接觸輝光放電體系中的羥基自由基濃度的跟蹤檢測,發(fā)現(xiàn)在加入Fe2+條件下,可有效增大甲基橙輝光放電電解反應過程中羥基自由基的濃度。通過對體系中