基于介質(zhì)阻擋放電等離子體水處理機(jī)理及樣機(jī)研究.pdf

1、目前，全世界每年約有4200多億立方米的污水排入江河湖海，污染了5.5萬億立方米的淡水，對(duì)人類健康造成很大危害，發(fā)展中國家約有10億人喝不清潔水(摘自第四屆世界水資源論壇)。因此，開展污水的綜合治理已成為當(dāng)代環(huán)境治理亟待解決的重大問題之一。等離子體水處理技術(shù)，因其與有機(jī)污染物反應(yīng)時(shí)沒有選擇性、不會(huì)產(chǎn)生二次污染、反應(yīng)迅速，成為近年來研究熱點(diǎn)。但是放電等離子體技術(shù)在大規(guī)模應(yīng)用中存在單位時(shí)間內(nèi)水處理量小這一共性，嚴(yán)重影響了該技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

2、r>　　基于此，本文試圖通過增加介質(zhì)阻擋放電氣體濕度同時(shí)誘導(dǎo)產(chǎn)生H2O2和O3，然后將放電產(chǎn)生的H2O2和O3通入至廢水中，利用其協(xié)同反應(yīng)來產(chǎn)生?OH，從而提高污水的降解能力，最終實(shí)現(xiàn)可產(chǎn)業(yè)化的等離子體廢水處理裝置。本文開展了如下工作：
　?。?）本文設(shè)計(jì)并制作了單DBD等離子體水處理樣機(jī)。利用發(fā)射光譜法測試了不同濕度的氬氣體系下單DBD裝置產(chǎn)生?OH的產(chǎn)量，驗(yàn)證了這種方式下可以產(chǎn)生?OH以及H2O2(?OH+?OH→H2O2)；

3、重點(diǎn)研究了不同電壓、電源、電極、流量下誘導(dǎo)水生成OH(A2Σ+)的生成規(guī)律。結(jié)果表明：OH(A2Σ+)產(chǎn)量在脈沖電源激勵(lì)光滑電極下，電壓U=10kV，流量Q=200L/h時(shí)達(dá)到最大。
　?。?）為了進(jìn)一步加大放電氣體濕度，引入超聲霧化裝置搭建了雙DBD等離子體水處理樣機(jī)，期望獲取更多的H2O2、O3等活性物質(zhì)。利用本裝置，定量的測量了不同實(shí)驗(yàn)條件下(如風(fēng)冷、霧化量、電壓、pH值等)H2O2和O3產(chǎn)量，探討了H2O2和O3的產(chǎn)生機(jī)理

4、以及使其產(chǎn)量最大化的條件。結(jié)果表明：當(dāng)雙DBD裝置無風(fēng)冷且霧化量=0.8，電壓=34kV，電導(dǎo)率=9999μs，pH值=6.78時(shí)，H2O2產(chǎn)量達(dá)到最大12.7162mg/h。而當(dāng)雙DBD裝置風(fēng)冷且霧化量=0.2，電壓=34kV，電導(dǎo)率=25001μs，pH值=10時(shí)，臭氧產(chǎn)量高達(dá)2.8510g/h。
　?。?）應(yīng)用單、雙DBD等離子體水處理樣機(jī)分別降解了30mg/L亞甲基藍(lán)與60mg/L酸性品紅。重點(diǎn)研究了在不同電壓、電源、電極

5、、流量、濕度下，單DBD等離子體水處理裝置對(duì)亞甲基藍(lán)溶液脫色效果的影響，進(jìn)行了相關(guān)降解機(jī)理的討論。探討了雙DBD等離子體水處理裝置在不同霧化量、電壓、電導(dǎo)率、pH值條件下，對(duì)酸性品紅溶液脫色率的影響以及其降解機(jī)理。結(jié)果表明：當(dāng)單DBD裝置采用脈沖電源激勵(lì)光滑電極放電，且電壓U=11kV，濕度H=5％，流量Q=500L/h時(shí)，亞甲基藍(lán)溶液的脫色率達(dá)到最大，6min處理后就高達(dá)97.33%。而當(dāng)霧化量=0.4，電壓=34kV，電導(dǎo)率=0μs