高压脉冲电晕放电处理水中酚类化合物的实验研究

考察了多种因素对高压脉冲电晕放电法降解水中苯酚效果的影响。调节成形电容、提高脉冲电压峰值和放电频率、延长放电时间、降低废水的电导率等均可大大提高降解效果。100mg／L的苯酚废水溶液成形电容为320pF,脉冲电压为29kV,脉冲频率为50Hz,电极间距为30mm,放电处理80min,最高降解率可达48．5％左右。     

针-板式介质阻挡放电降解土壤中对硝基苯酚研究

采用针-板式介质阻挡放电(DBD)产生低温等离子体降解土壤中对硝基苯酚(PNP),考察了放电电压、载气气量、土壤含水率以及土壤pH值对土壤中PNP降解效果的影响。结果表明:针-板式DBD对土壤中PNP有良好的降解效果。在PNP初始浓度400mg/kg,放电电压18 kV条件下,放电处理60 min,PNP降解率达到87.3%。增加放电电压和含水率均能提高降解率。不通入载气,也有较好的降解效果。碱性条件有利于PNP降解。     

介质阻挡放电-微曝气降解苯酚影响因素的研究

以苯酚模拟有机废水,采用介质阻挡放电等离子体-微曝气对苯酚废水进行实验研究,并采用响应面分析法对苯酚降解影响因素:苯酚初始浓度、放电电压、气体流量及处理时间等进行优化。实验结果表明:苯酚初始浓度为40.41 mg/L,气体流量为150.38 m L/min,放电电压为34.71 k V,处理时间为29.71 min,苯酚降解率达到最高值74.21%。     

脉冲放电处理苯酚废水降解过程的分析

由于水中脉冲放电产生等离子体通道,水会发生复杂的等离子体化学反应,产生各种自由基,本文检测到放电形成的羟基自由基.对苯酚废水进行放电降解研究,利用紫外分光计、有机碳分析仪、液相质谱联用仪和气相质谱仪等仪器对降解产物进行检验.结果表明,苯酚废水在放电作用下生成的中间产物为:多羟基苯酚、酮、醛和酯等,最终产物为二氧化碳和水.此结果对苯酚废水在脉冲放电,甚至直流或交流电下的苯酚降解机理的进一步研究有参考价值.     

高压脉冲放电降解水中苯乙酮的研究

进行了高压脉冲放电降解水中苯乙酮的实验,2.1×10^-3M苯乙酮溶液放电处理30min,苯乙酮的最高降解率达92％,另外还探讨了苯乙酮降解途径及气体的存在对放电效果和苯乙酮降解率的影响．研究表明,用高压脉冲放电处理有机废水是可行的．     

放电等离子体降解三氯乙烯

采用2种放电方式和2种反应器对三氯乙烯进行降解,脉冲放电和交流放电均对三氯乙烯有较好的降解效果,且电压越高降解率越大.对脉冲放电,当气体停留时间为15s、三氯乙烯初始浓度1350mg/m³、电压42kV时空腔式反应器对三氯乙烯的降解率接近100%;对交流放电,使用32kV的电压可使降解率达98%,且频率越高降解效果越好.与脉冲放电相比,交流放电的功率消耗量大、能量利用率低,且填充式反应器的能量利用率也低于空腔式反应器.对于空腔式反应器,三氯乙烯降解率达80%时所需的脉冲和交流放电能量消耗分别为4.9W·h/m³和116W·h/m³.     

水力空化装置设计模拟及强化降解苯酚的研究

根据水力学原理,自制水力空化装置,基于Fluent软件模拟空化装置中文丘里管内部场的分布,并用其联合Fenton试剂强化降解模拟苯酚废水.考察了空化时间,入口压力,溶液p H值和苯酚初始浓度对苯酚降解效果的影响.实验结果表明:空化时间为120min,入口压力为0.4MPa,p H值为3.0,初始浓度为60mg/L时苯酚降解效果最好,降解率可达55.74%.水力空化/Fenton对模拟苯酚废水降解结果显示,当加入H_2O_2浓度为120mg/L,Fe~(2+)的浓度为30mg/L,空化120min,降解率可达96.62%,较单独使用水力空化时降解率提高了40.88%,较单独使用Fenton时降解率提高了55.65%.动力学研究表明,苯酚降解近似为一级反应,其强化因子f为2.46.最后,采用水力空化/Fenton联用处理新疆宜化实际煤气化废水,苯酚和COD降解率60min分别可达72.9%和78.6%,120min分别可达78.3%和84.2%.     

液相脉冲高压放电催化降解二甲基亚砜的研究

研究了液相脉冲高压放电Fenton催化对二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)的降解.自制了脉冲上升前沿400 ns、放电重复率96.2 Hz、峰值电压20 kV的脉冲高压系统,它驱动液相高压放电发生.对脉冲高压电极侧壁做了绝缘以考察新型电极对单脉冲功率的影响.溶液电导率对液相高压放电H2O2产率和DMSO降解的影响及Fe(Ⅱ)和O2流量对液相高压放电DMSO降解的影响进行了考察,对液相高压放电Fenton催化降解DMSO的产物浓度、产物选择性随高压放电时间的变化也进行了研究.结果表明,新型电极的单脉冲功率随电导率增加有一极限值;溶液电导率和O2流量对DMSO降解起阻碍作用;Fe(Ⅱ)对DMSO降解起Fenton催化作用;液相高压放电Fenton催化降解DMSO的降解率在高压放电45min时为80%,可生化性至少提高32%~48%,最大能量效率按G37%计为0.008 7 mol/(kW.h).并对DMSO降解机制做了探讨.本研究显示了液相等离子体联用催化剂处理有机污染物的良好效果.     

新型介质阻挡放电反应器同时处理废气和废液研究

为了充分发挥介质阻挡放电处理污染物的能力.本研究依据介质阻挡放电降解废气和废液的原理,设计了一种介质阻挡放电同时处理废液和废气的反应器,并对模拟废气甲苯和染料废水进行处理.实验过程中对甲苯和染料废水分别单独处理和两者同时处理的效果进行了比较.结果表明,甲苯在单独处理和同染料废水同时处理时都可达到较高的降解效果,两者同时处理时甲苯的降解效率可达88.6%.并且在甲苯降解效率基本保持不变的情况下,本反应器可以实现对染料废水的同步降解,其中处理50 mg·L-1活性艳蓝60min时,降解率可达95.4%,每小时处理量为35.8 mg.通过同时处理甲苯和染料废水提高了反应器的能量利用效率.     

新型负载型纳米TiO_2光催化降解苯酚的试验研究

以岩棉为载体制备一种新型负载型纳米TiO2,对有机污染物苯酚的降解效果较好。岩棉对苯酚有一定的吸附作用。经过120min的处理,苯酚基本上被完全降解。流速对降解率的影响较大,本试验选择流速为5mL/min。初始浓度越小,苯酚的降解效果越好。通入O2和加入适量H2O2均有利于苯酚的降解,且少量的H2O2可使苯酚的降解率大大提高。苯酚在pH=4.5时降解效果最好。     

Removal of phenol by activated alumina bed in pulsed high-voltage electric field

A new process for removing the pollutants in aqueous solution-activated alumina bed in pulsed high-voltage electric field was investigated for the removal of phenol under different conditions. The experimental results indicated the increase in removal rate with increasing applied voltage, increasing pH value of the solution, aeration, and adding Fe^2＋. The removal rate of phenol could reach 72.1% when air aeration flow rate was 1200 ml/min, and 88.2% when 0.05 mmol/L Fe^2＋ was added into the solution under the conditions of applied voltage 25 kV, initial phenol concentration of 5 mg/L, and initial pH value 5.5. The addition of sodium carbonate reduced the phenol removal rate. In the pulsed high-voltage electric field, local discharge occurred at the surface of activated alumina, which promoted phenol degradation in the thin water film. At the same time, the space-time distribution of gas-liquid phases was more uniform and the contact areas of the activated species generated from the discharge and the pollutant molecules were much wider due to the effect of the activated alumina bed. The synthetical effects of the pulsed high-voltage electric field and the activated alumina particles accelerated phenol degradation.     

苯酚电降解过程中能量计算、火花放电及控制研究

观察了脉冲电晕放电等离子体降解水中有机污染物苯酚过程中的电压波形图及参数,并对其进行了分析研究,讨论了降解过程中的能量计算问题,分析了放电过程中产生火花放电的原因,并提出了控制火花放电的方法。在其它放电参数相同的情况下,比较了泄放电路对苯酚降解率的影响。     

Pd-MWCNTs-泡沫镍电极对2,4-二氯苯酚的电催化加氢脱氯研究

为发展废水中氯代酚的处理技术和保护水环境安全,采用"浸渍-干燥-电沉积"法制备钯-多壁碳纳米管-泡沫镍电极,研究电极对2,4-二氯苯酚（2,4-DCP）的去除能力和动力学特征,并探讨了2,4-DCP的脱氯机理.结果表明,在MWCNTs和Pd负载量分别为0.7 mg·cm^-2和0.01 mmol·cm^-2时制备的电极对2,4-DCP去除效果最好;掺入多壁碳纳米管（MWCNTs）可增大电极的表面积,提高Pd的分散性,增强电极的催化效率.当Na₂SO₄浓度为0.05 mol·L^-1,工作电压为-1 V,反应液初始pH为7时,50 mg·L^-1的2,4-DCP降解90 min的去除率达到99.74%,降解过程符合一级反应动力学模型,速率常数为0.0667 min^-1.采用高效液相色谱法监测2,4-DCP的降解产物,发现苯酚为2,4-DCP还原的最终产物,降解途径包括直接脱去2个氯原子转化为苯酚和分步脱去2个氯原子再转化为苯酚,但以直接脱去2个氯原子为主要途径.活性基淬灭实验证明,电极通过产生的吸附态氢原子（H_ads）对2,4-DCP进行加氢脱氯.     

高压电晕放电对五氯酚的降解研究

研究了放电电压、溶液pH等因素对高压电晕放电降解PCP效果的影响,并对高压电晕放电处理PCP的动力学进行了初步探讨,同时对高压电晕放电降解PCP的COD和TOC的变化进行了分析。结果表明:放电电压和溶液pH值对PCP降解性能影响很大,放电电压和溶液pH值越高,PCP的降解速度越快。当溶液pH值为11.2、PCP初始质量浓度40 mg/L、电晕放电电压为25 kV时,经30 min电晕放电,PCP的降解率达90%以上,电晕放电降解PCP的反应符合一级反应动力学。在氧化过程中PCP可能转化为苯醌等中间产物,TOC几乎无变化,PCP分解成的小分子有机物使COD升高,可生化性提高。     

气中电晕放电对水中苯酚的氧化

讨论了一种新的去除水中有害有机分子的方法：在水溶液中形成低温等离子体电晕放电，产生具有化学活性的粒子扩散到水中，氧化水中的有机物，在本实验中用的是苯酚。实验测量了这种情况下的脉冲电晕放电的电压和电流波形图，讨论了自由基捕获剂的存在对溶液COD的影响和pH值对降解率的影响，并用气相色谱仪在吸收波长为210nm处测定脉冲电晕放电处理后的苯酚溶液的色谱图。     

辉光放电电解等离子体降解水体中的罗丹明B

用辉光放电电解等离子体(GDEP)对模拟染料废水罗丹明B(RhB)的降解过程进行了研究.通过发射光谱法测定了GDEP产生的活性粒子,采用紫外光谱分析了放电电压、溶液浓度、pH、Fe~(2+)等对RhB脱色率的影响,并用电导率仪和酸度计测定了降解过程中溶液的电导率和pH的变化,同时结合红外光谱粗略探讨了降解机理.结果表明,在最佳电压为600 V和放电60 min时,200 m L 20 mg·L~(-1)RhB的脱色率可达95.4%,降解过程符合动力学准一级反应;降解过程中溶液的电导率先增大后减小,溶液的pH呈现先减小后增大的趋势,说明在放电过程中产生了大量带电离子及酸性中间产物;加入0.03 mmol的Fe~(2+)对RhB的降解有催化作用,在pH=3.19条件下,放电5 min可使RhB的脱色率达到98.3%;羟基自由基(·OH)对RhB的降解起关键作用.     

TiO2光催化联合技术降解苯酚机制及动力学

主要研究了TiO2光催化体系结合H2O2或外加电催化(EC)体系对苯酚催化降解效率的影响,评价比较TiO2/UV、H2O2/UV、TiO2/UV/H2O2、TiO2/UV/EC体系下苯酚降解机制及动力学.结果表明,TiO2/UV/H2O2和TiO2/UV/EC体系下苯酚降解效率明显高于TiO2/UV体系,当苯酚溶液pH值为6,TiO2质量浓度0.2 g·L-1,紫外光照2 h,光催化降解效果达到86%,当电流密度为12 mA·cm-2,则苯酚可达到100%去除.比较了不同催化体系下的能量利用率,苯酚降解15 min,TiO2/UV/EC体系能量利用率最大为0.030 6 g·(kW·h)-1,其能量消耗为0.0640 kW·h-1,说明采用TiO2/UV/EC体系能更多地利用能量降解苯酚.通过不同催化体系下中间产物分析,建立苯酚及其中间产物对苯二酚、邻苯二酚和苯醌的拟一级降解动力学模型,通过模型验证各催化体系下苯酚的降解历程,同时也说明了TiO2/UV/EC体系有利于苯酚及其中间产物的降解.     

介质阻挡放电等离子体对亚甲基蓝的降解

研究了介质阻挡放电等离子体降解亚甲基蓝溶液过程。考察了放电电压、亚甲基蓝溶液初始浓度、初始pH值对降解率的影响和降解过程中亚甲基蓝溶液pH值的变化。结果表明:100mg/L的亚甲基蓝溶液在放电频率为10.5kHz,电压为22kV,pH值为5.68的实验条件下,降解40min后,亚甲基蓝降解率为99.8%。对降解产物进行气质联用分析,亚甲基蓝降解产物中存在甲苯、乙烷基环戊烷、苯并噻唑等物质。     

混合气液两相放电对水中有机物降解的机理研究

采用混合气液两相放电的方法来处理水中的有机物.结果表明,这种新型的水处理方法对于苯酚具有较好地去除效果．随着电压的增加和空气的通入,苯酚的去除率都有所增加. 对放电区域内产生的活性物种——过氧化氢和臭氧进行了定量的测定,并发现随着电压和空气的通入量的增加,这2种物质的量都有所增加．对于反应过程中的能耗进行分析得到随着电压的增加,能耗增加的幅度要大于苯酚降解率增加的幅度,能量效率增加较小. 空气的通入增加了能耗, 输入总能量中一部分能量使反应溶液温度升高,导致了能量的损耗.