高压脉冲放电等离子体处理有机废水试验研究

采用针-板式高压脉冲放电等离子体反应器处理苯酚有机废水.考察了脉冲电压峰值、电极间距、氧气鼓入量等因素对苯酚去除率的影响.在脉冲电压峰值为25 kV,电极间距为20 mm,氧气鼓入量为150 mL/min,溶液初始pH值为5.5的试验条件下,苯酚废水放电处理60 min的去除率可达96.8%.研究表明,高压脉冲等离子体技术处理有机废水具有良好的应用前景.     

填充床/沿面复合放电等离子体降解苯的研究

研究填充床/沿面复合放电等离子体反应器,用于对挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)的降解.该反应器以置于石英介质管内的不锈钢弹簧为高压电极,以附着在有机玻璃管内壁的不锈钢网为低压电极,将石英介质管放于有机玻璃管中央,并于石英介质管外与低压电极间填充玻璃珠.采用交流高压电源供电,实现在石英介质管内发生沿面放电,同时在石英介质管外发生填充床放电.含污染物的气体首先通过沿面放电区域,然后经填充床放电区域排出.以苯为目标物,考察了高压电极弹簧外径、玻璃珠尺寸对苯降解的影响,通过引入MnO2/γ-Al2O3催化剂参与反应,进一步提高了苯的去除率.结果表明:在玻璃珠直径6 mm、高压电极弹簧外径12 mm、放电间距12 mm、放电电压27 kV、苯的初始体积分数为0.011 4%的条件下,苯的处理效率高达75%.MnO2负载量为MnO2/γ-Al2O3催化剂质量的10%,并填充于反应器底部,苯的降解率达85%,去除效果提高.     

低温等离子体净化切削液废水的研究

为了探索处理切削液乳化废水新方法,采用低温等离子体技术处理,考察放电时间、废水pH、添加无机盐、电极间距、曝气量及电压的变化等因素。结果表明:随等离子体放电处理时间延长废水净化效率提高,最后趋于平缓;酸性条件有利于废水净化处理;添加少量无机盐可提高废水的处理效率,添加氯化钙的效果优于加入硫酸铝、硫酸亚铁、氯化钠;气相放电处理效果好于液相放电和气液两相界面放电处理效果;鼓入部分空气可提高废水的处理效果,鼓入空气量太大时,废水处理效率反而下降;随输入电压增大废水净化效率增加。最后得出:输入电压25 kV、电极间距35mm、曝气量0.2L/min、氯化钙加入量1.6 g/L,放电处理30min后COD和浊度最大去除率分别为90%和92%。     

等离子体协同絮凝降解乳化油废水COD的研究

乳化油废水COD浓度高,若直接排放其对环境污染较大。采用低温等离子体协同絮凝剂处理乳化含油废水,实验研究了放电电压、放电时间、废水初始pH,放电间距、絮凝剂添加顺序、曝气量等因素对COD去除率的影响规律。结果表明:乳化油废水的COD去除率随放电电压增大和放电时间延长而增大,在气相放电对废水处理效果优于液相中通入曝气放电效果;鼓入空气对净化效果有明显影响,随曝气量增大废水COD去除率增加;但当曝气量较大时将降低废水净化效果,因为减少了反应停留时间,以及大量气流带出部分活性物质。在本研究中乳化油和去离子水体积比1∶200、初始pH为5、曝气量12L/h,放电间距8mm,先放电120min后在加入2ml絮凝剂PAC,此条件下乳化油废水COD最大去除率为90.2%。     

针-水电极正直流高压放电对甲基橙染料废水的脱色

采用针-水电极反应器,研究正直流高压放电处理甲基橙染料废水的效果.考察了不同放电形式和实验参数下对甲基橙染料废水脱色效果的影响.实验结果表明,电晕放电在处理时间0～25 min脱色效果比击穿流光放电处理效果好,而在处理25 min后击穿流光放电脱色效果好于电晕放电.在电压18 kV、电流15 mA、处理初始质量浓度为40 mg/L的甲基橙溶液30 min时,脱色率达到98％.该反应符合一级动力学反应,反应速率常数为0.127 mg/(L·min).经过放电处理,甲基橙的特征吸收峰(465 nm)强度逐渐减弱并基本消失,分子结构中的偶氮基团与苯环组成的共轭体系被破坏,甲基橙分子被有效降解.     

电催化氧化降解活性红紫X-2R染料废水的研究

采用复极性三维三相电极反应装置对活性红紫X-2R染料进行了电催化氧化降解试验,分析了外加电压、主电极极间距、电流密度、初始pH值、曝气量等因素对降解效果的影响,确定了最佳工艺条件:外加电压30 V,电流密度28 mA/cm2,主电极极间距5 cm,初始pH值6,曝气量3 L/min,初始质量浓度为400 mg/L的染料废水经50 min电催化氧化后,脱色率与COD的去除率分别达99.1%和93.5%.     

电催化氧化降解活性红紫X-2R染料废水的研究

采用复极性三维三相电极反应装置对活性红紫X-2R染料进行了电催化氧化降解试验,分析了外加电压、主电极极间距、电流密度、初始pH值、曝气量等因素对降解效果的影响,确定了最佳工艺条件：外加电压30 V,电流密度28 mA/cm2,主电极极间距5 cm,初始pH值6,曝气量3 L/min,初始质量浓度为400 mg/L的染料废水经50 min电催化氧化后,脱色率与COD的去除率分别达99.1%和93.5%.     

含烃废水中硫化物生物氧化的影响因素

采用填充聚氨酯(FPUFS)载体的上流式生物氧化反应器处理含烃废水中的硫化物,考察了曝气量、水力停留时间(HRT)、进水硫化物浓度、pH值和进水石油烃浓度对硫化物生物氧化的影响。结果表明,在曝气量为300mL/min,HRT为90min,进水硫化物浓度<300mg/L,pH值为6.1～7.8的条件下,硫化物去除率在80%以上。在试验考察的石油烃浓度范围内,反应器对总有机碳(TOC)没有明显的去除效果,石油烃对硫化物去除率的影响不超过5%,但硫酸根转化率随石油烃浓度的增加显著下降。     

含烃废水中硫化物生物氧化的影响因素

采用填充聚氨酯(FPUFS)载体的上流式生物氧化反应器处理含烃废水中的硫化物,考察了曝气量、水力停留时间(HRT)、进水硫化物浓度、pH值和进水石油烃浓度对硫化物生物氧化的影响。结果表明,在曝气量为300mL/min,HRT为90min,进水硫化物浓度<300mg/L,pH值为6.1～7.8的条件下,硫化物去除率在80%以上。在试验考察的石油烃浓度范围内,反应器对总有机碳(TOC)没有明显的去除效果,石油烃对硫化物去除率的影响不超过5%,但硫酸根转化率随石油烃浓度的增加显著下降。     

超声场协同强化饮用水杀菌效果研究

饮用水传统的氯消毒杀菌往往不彻底且存在余氯过高的问题,文中研究超声场协同强化灭杀饮用水中大肠杆菌的规律与特征,并将超声波技术与次氯酸钠消毒相结合,探究最佳的协同操作条件.实验结果表明:常温下,用59 k Hz、90 W超声场处理初始含大肠杆菌菌落数约为104CFU/m L的水样5 min,大肠杆菌的对数灭活率为0.9;单独加入有效氯浓度为9.0 mg/L的次氯酸钠溶液反应30 min,大肠杆菌的对数灭活率为2.57;用59 k Hz、90 W超声场预处理水样5 min后,再加入有效氯浓度为9.0 mg/L的次氯酸钠溶液反应30 min,大肠杆菌的对数灭活率可达5.02,同时余氯浓度低于4 mg/L,满足国家饮用水标准.     

含铬重金属废水处理的试验研究

采用铁屑固定床反应器去除工业废水中的铬．废水进入反应器后,通过铁屑固定床反应器的电化学反应的氧化还原、铁屑对絮体的电附集和对反应的催化作用、以及电池反应产物的混凝、新生絮体的吸附和床层的吸附过滤等综合效应,使重金属铬得以从废水中除去．试验结果表明,去除铬废水的最佳工艺条件为：pH=6．0～6．5,HRT=7h,采用连续曝气,曝气量为0．2L／min;铁屑固定床处理含铬废水运行稳定,去除率高,出水可以达到国家排放标准．     

高压脉冲放电等离子体处理酸性橙Ⅱ染料废水的实验研究

研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果,并研究脱色机理.结果表明,实验中所采用的多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果明显.在相同的脉冲电压下,系统的脉冲频率、电极间距以及溶液初始pH值和初始浓度等因素对溶液的脱色效果影响显著.在脉冲电压为30 kV,脉冲频率为75 Hz,电极间距为2.5 cm的实验条件下,反应体系放电60 min对酸性橙Ⅱ的脱色率可达92.7%.此项研究结论为进一步研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系的放电作用提供了依据.     

高压脉冲电场水中杀菌

采用板-板式电极结构,短脉冲高压电源供电,形成高压脉冲电场(pulsed electric field,PEF),对水体中大肠杆菌进行灭活处理.探讨了PEF作用下大肠杆菌失活动力学方程.研究表明:8 kV/cm PEF作用下大肠杆菌灭活效果随脉冲时间增加而提高.PEF灭活动力学方程为lgS(t)=-0.417 45 ln(1+0.003 99t),形式与Alvarez模型一致.     

利用双向脉冲放电产生的等离子体灭活大肠杆菌

将双向窄脉冲与DBD放电有机的结合,利用其在气液两相中放电产生的冷等离子体对大肠杆菌的灭活进行研究,探讨了影响杀菌效果的相关因素及系统的杀菌机理.研究表明:系统中曝入气体量对大肠杆菌灭活率的影响很大;大肠杆菌的灭活率随着脉冲频率的增大而增大;与系统中加入碳酸钠相比,加入硫酸铁对大肠杆菌有着更好的灭活效果.     

介质阻挡放电等离子体处理对麦秸秆表面润湿性能的影响

采用常压介质阻挡放电等离子体处理麦秸秆表面,分析了放电电压、电极间距和放电时间对麦秸秆表面润湿性的影响。结果表明:麦秸秆表面经过常压介质阻挡放电等离子体处理后,表面接触角显著减小,表面自由能明显增大,润湿性得到明显改善,且其对麦秸秆外表面的改善效果尤为明显; 此外,随着放电电压的增大,电极间距的减小及放电时间的延长,麦秸秆表面的接触角呈现先减小后增大的趋势,自由能则呈现先增大后减小的趋势; 在放电电压为30 V,电极间距为6 mm,处理时间为60 s条件下,介质阻挡放电等离子体处理对麦秸秆表面润湿性的改善效果最为显著。     

20kV/cm高压脉冲电场下外界因素对大肠杆菌杀灭效果的影响

在20kV/cm高压脉冲电场作用下,以大肠杆菌为研究对象,随着脉冲数的增加,探讨外部因素如介质温度、介质性质、微生物生长期对高压脉冲电场杀菌效果的影响,结果表明介质温度对大肠杆菌致死的影响并不明显,低pH值会对大肠杆菌的致死起到协同增效的作用,在大肠杆菌延滞生长期时的杀菌效果最好。     

气液混合方式和臭氧量对精制竹醋液的影响

由于原竹醋液是一种很复杂的混合物,很难有广泛的用途,为了更好地利用竹醋液的功能,必须对复杂的原竹醋液进行精制;采用臭氧氧化方法,气液混合的方式对原竹醋液进行了处理;讨论了氧化时间、氧化方式和通入臭氧量对竹醋液中理化性质的影响;可知实验条件最佳的是微孔曝气、氧化时间7 h和臭氧量为23.76 g/h,精制后的竹醋液吸光度、p H值、焦油量减少,而且提高了总酸度和醋酸的含量。     

牡蛎壳填料曝气生物滤池去除水源水中的氨氮

采用以牡蛎壳为填料的内循环曝气生物滤池,对模拟水源水中氨氮进行处理,考察了水力停留时间、曝气量、pH值等因素对氨氮去除效果的影响.结果表明,该系统在水力停留时间为4 h,曝气量为2.0 L/min,pH=7.5~8.0的最佳条件下,对氨氮的去除率达到90%以上,出水氨氮浓度达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)中Ⅱ类水体的水质标准.可见,牡蛎壳是一种较好的曝气生物滤池填料,内循环可以显著提高曝气生物滤池脱氮效果.