脉冲电晕等离子体化学(PPCP)处理有害气体反应器的研究进展

本文概述了填充床式反应器、自由基喷淋系统、复合式反应器和线板式反应器中脉冲电晕非热等离子体化学（ＰＰＣＰ）处理有害气体的研究结果,介绍了反应器结构、脱除效率及应用情况     

脉冲电晕非平衡等离子体对烟气SO2、NO的氧化脱除

高压窄脉冲流注电晕放电的非平衡等离子体脱硫脱硝是开发中先进的燃煤烟气净化技术。采用模拟烟气和自行研制的脉冲电源及反应器，研究脉冲电晕对ＳＯ２、ＮＯ氧化脱除机理和规律。结果表明，正脉冲电晕将ＳＯ２、ＮＯ氧化成相应的酸很有效，远优于负脉冲电晕；正脉冲电晕氧化ＳＯ２、ＮＯ的能量利用率分别为６４．３ｇ．ＳＯ２／ｋｗｈ和９．９ｇ．ＮＯ／ｋｗｈ；加入氨水能有效地改善脱硫脱硝效率和能量利用率；温度对ＳＯ２、ＮＯ     

脉冲电晕法脱硫脱硝研究概述

本文概述了脉冲电晕脱硫脱硝研究所得的重要成果，着重总结了国内外有关电晕特性、反应机理、电源与反应器系统研究所得的重要结论。最后对该技术的前景作一展望。     

小型圆环状尖端脉冲电晕等离子体除尘器的研制

本文介绍一种小型的脉冲电晕等离子体除尘器，它采用圆环状端电晕极，电晕放电流较集中，不容易产生火花放电。     

介质阻挡放电与脉冲电晕放电修复芘污染土壤的对比研究

选取芘作为多环芳烃的代表污染物,利用介质阻挡及脉冲电晕2种放电方式产生的低温等离子体对芘污染的土壤进行修复。通过污染物处理率、影响因素和能量利用效率等实验计算结果对2种放电方式下土壤的修复效果进行比较,并从放电方式的原理、特点和反应器结构等角度进行分析。结果表明：在芘初始浓度为100 mg·kg-1、电极间隙为14 mm时,介质阻挡放电对土壤中芘的处理率较高,可达60.6%,经GC-MS图谱检测分析,其多数产物分子量小、结构简单,但该放电方式受电气参数影响较大,当电极间隙增大到20 mm时,处理率则低至28.3%,其最高能量效率仅为0.321 mg·kJ-1;而脉冲电晕放电在不同条件下处理效果稳定,电极间隙为14~20 mm时,处理率均能达50%左右,且在不同实验条件下,其能量效率为2.29~3.76 mg·kJ-1,是介质阻挡放电的10余倍。脉冲电晕放电方式在处理比污染土壤时要优于介质阻挡放电。     

翘片-筒式脉冲电晕流光放电装置对二氯甲烷的降解效果及其稳定性

传统结构线-筒式电晕放电装置在降解VOCs时生成的副产物会粘附在放电区域(线电极)上,使得放电间距减小,导致降解效果不稳定。翘片-筒式脉冲电晕流光放电等离子装置的电极结构可将放电区域(翘片尖端-筒)与副产物粘附区域(连接翘片的轴线)分开,从而维持装置的放电强度和稳定性。当翘片-筒式脉冲电晕流光放电反应器相邻翘片间距/放电间距为1,在37 kV下,反应器功率为0.95 W,能量体积密度为和23.6 mJ·L-1,为最优电极配置;处理二氯甲烷2 h后的降解效率呈现小幅度下降后稳定在35%。因此,放电形成的气溶胶部分沉积在凹槽处,可维持反应器稳定的放电强度及对二氯甲烷的降解效率。本研究结果可为低温等离子体处理VOCs废气的性能提升提供参考。     

基于等离子体反应器的室内空气净化装置研究

在对比若干室内空气净化方法之后，介绍了等离子体空气净化的能力、机理以及光催化反应，对基于等离子体反应器的室内空气净化典型装置进行系统分析。对等离子体空气净化技术的研究进行了展望，指出存在的问题和发展的方向。     

电极配置对多针-板脉冲等离子体反应器放电特性的影响

脉冲放电等离子体反应器作为低温等离子体技术处理气态污染物的关键部分,其电极配置很大程度上决定了放电等离子体的形成和放电能量的利用效率,研究反应器在不同电极配置下的放电特性可为改善脉冲能量注入形式和提高放电稳定性提供参考。实验研究了多针-板脉冲等离子体反应器的针板间距和针针间距对伏安特性和单脉冲注入能量的影响。结果表明,针板间距相同时,多针电极结构与单针相比,起晕电压较低、火花击穿电压较高,放电稳定性较好;相同条件下,放电电流随针板间距的增大而减小,而随针针间距的增大总体上呈上升趋势,当针针间距增大到20 mm时,相邻针尖的相互作用已很小,继续增大针针间距,放电电流出现下降趋势;针板间距对火花击穿电压的影响较大,针针间距对其影响较小。当针板间距为20 mm,针针间距为20 mm时,电晕放电具有最大单脉冲注入能量。     

高压脉冲放电等离子体对水中土霉素的降解

采用针-板式高压脉冲放电等离子体降解水中土霉素,考察了放电输出功率、空气流量、电极间距、溶液初始浓度、初始pH、初始电导率和添加Fe2+的量对土霉素去除率的影响。实验结果表明,高压脉冲放电等离子体对水中土霉素有较好的去除效率,在初始浓度200 mg/L,放电功率64 W,电极间距8 mm,空气流速0.05 m3/h,初始pH为2.6,初始电导率1.083 mS/cm条件下,反应12 min后,土霉素的去除率可达97%。向溶液中添加Fe2+,可提高土霉素的去除率。TOC随着反应时间的延长逐渐减小,反应12 min时,TOC去除率可达57%,说明大分子物质被降解为小分子物质,部分被完全矿化为CO2和H2O。     

高压脉冲电晕处理发动机尾气中的NO的实验研究

本文通过对高压脉冲电晕放电产生的等离子体活性物质对发动机尾气中的NO进行活化 ,研究其净化率与电压、频率、风速以及初始浓度的关系及其相互之间的影响 ,同时研究NO的产物NO2 随电压、频率、风速以及初始浓度的生成关系 ,实验表明 ,NO的净化率能够达到 5 0 %以上 ,在风速不大的条件下 ,NO转化的主要产物为NO2     

纳秒脉冲电源下电晕放电去除苯乙烯

设计一套纳秒量级的脉冲电源,测试结果表明脉冲上升沿为15 ns,脉宽30 ns,输出端串联后最大峰值电压为20 kV,并联后最大峰值电流为340 A。电源频率在50~600 Hz范围内变化且输出脉冲的极性可调节。纳秒脉冲源匹配反应器后产生电晕放电,在相同的电源输出能量下,负脉冲的能量注入效率只有37.4%,而正脉冲为87.3%。当脉冲频率为600 Hz时,反应器功率为59.4 W。以苯乙烯为目标处理物,当能量密度为27.4 J·L-1 时,苯乙烯降解效率达到98.6%。相同能量密度下,负脉冲放电下苯乙烯的去除率最高。     

Decomposition of simulated odors in municipal wastewater treatment plants by a wire-plate pulse corona reactor

Decomposition of simulated odors in municipal wastewater treatment plants was investigated experimentally by a wire-plate pulse corona reactor. A new type of high pulse voltage source with a thyratron switch and a Blumlein pulse forming network (BPFN) was adopted in our experiments, and the testing malodorants were ammonia, ethanethiol and tri-methyl amine, respectively. The maximum output power of the pulse voltage source and the maximum peak voltage were 1 kW and 100 kV. The experiments were conducted at the gas-flow rate of 4.0-23.0 m3 h(-1). Important parameters, including peak voltage, pulse frequency, capacitance (inductance) of the BPFN, gas-flow rate, initial concentration, which influenced on the removal efficiency, were investigated. The results show that the odors can be treated effectively. Almost 100% removal efficiency was obtained for 32 mg m(-3) ammonia at the gas-flow rate of 4.0 m(3) h(-1). The maximum removal efficiencies of 85 mg m(-3) ethanethiol and 750 mg m(-3) tri-methyl amine at 10.0 m(3) h(-1) were 98% and 91%, respectively. The energy yield of 110 mg m(-3) ammonia was 2.99 g kWh(-1) when specific energy density was 106 Jl(-1). In the cases of ammonia, ethanethiol and tri-methyl amine removal, ozone and nitrogen oxides were observed in the exit gas. The carbon and sulfur elements of ethanethiol and tri-methyl amine were mainly converted to carbon dioxide, carbon monoxide and sulfur dioxide. Moreover, the ammonium nitrates and sulfur were discovered in the reactor.     

反冲洗周期对生物除锰滤池去除效果的影响

反冲洗周期是生物除铁除锰滤池的一个重要运行参数,实验中分别设定反冲洗周期为24、48和72h,考察反冲洗周期对成熟稳定运行的滤柱出水铁、锰、氨氮和浊度的影响。结果表明,不同反冲洗周期,滤柱对铁、锰和氨氮均有很好的去除效果,出水中的总Fe、Mn“和NH？-N的平均浓度分别为0．018、0．003和0．016mg／L,0．010、0．001和0．014mg/L,0．013、0．001和0．014mg／L,均远低于国家标准,说明反冲洗周期变化对三者的去除效果没有影响。反冲洗周期为24、48和72h时,出水平均浊度分别为0．27、0．38和0．57NTU,反冲洗周期越长,出水浊度越高。滤柱沿程浊度分析发现,浊度主要在0～O．4m去除,出水浊度与滤层厚度无关。反冲洗后5rain出水浊度为3．16NTU,15min降到了1NTU以下,25min降到了0．5NTU,60min大约降到了反冲洗前的水平。     

反冲洗周期对生物除锰滤池去除效果的影响简

反冲洗周期是生物除铁除锰滤池的一个重要运行参数,实验中分别设定反冲洗周期为24、48和72 h,考察反冲洗周期对成熟稳定运行的滤柱出水铁、锰、氨氮和浊度的影响。结果表明,不同反冲洗周期,滤柱对铁、锰和氨氮均有很好的去除效果,出水中的总Fe、Mn²⁺和NH₄⁺-N的平均浓度分别为0.018、0.003和0.016 mg/L,0.010、0.001和0.014 mg/L,0.013、0.001和0.014 mg/L,均远低于国家标准,说明反冲洗周期变化对三者的去除效果没有影响。反冲洗周期为24、48和72 h时,出水平均浊度分别为0.27、0.38和0.57 NTU,反冲洗周期越长,出水浊度越高。滤柱沿程浊度分析发现,浊度主要在0~0.4 m去除,出水浊度与滤层厚度无关。反冲洗后5 min出水浊度为3.16 NTU,15 min降到了1 NTU以下,25 min降到了0.5 NTU,60 min大约降到了反冲洗前的水平。     

落地油泥土壤性质对超声除油效果的影响

落地油泥是油田产生的一类危险固体废弃物,其无害化处理是目前各大油田所面临的重大挑战之一。为了深入认识超声处理过程中油泥土壤性质与超声处理除油效果之间的关系,以不同油田典型落地油泥为研究对象,超声处理后对其土壤残留含油量、土壤颗粒级配、土壤化学组成等进行分析。结果表明：油泥中土壤颗粒粒径较大的大庆、大港落地油泥经超声处理后的除油效果均在60%以上,而土壤颗粒粒径较小的冀东落地油泥超声除油率仅为11%;同时,超声除油效果较好的大庆、大港落地油泥中的钙氧化物含量较低(分别为4.84%和5.94%),而超声除油效果差的冀东落地油泥中的钙氧化物含量较高(11.57%)。进一步的模拟实验结果表明,钙氧化物含量高的土壤对原油的吸附量大、吸附强度高、超声除油效果差,而钙氧化物含量低的土壤吸附量小、吸附强度低、超声除油效果好。以上结果可为油田落地油泥超声处理技术的开发及规模化应用提供指导。     

填埋结构对渗滤液中氨氮脱除的影响

建立了模拟填埋试验中试装置,研究了准好氧填埋渗滤液NH3-N的变化特性和稳定期垃圾对渗滤液NH3-N的处理效果.结果表明,准好氧填埋结构下渗滤液NH3-N衰减很快,下降率可达99.6%,没有出现传统填埋场累积的现象,为渗滤液后续处理解决了氨氮浓度过高的难题;随着水力负荷的增大,NH3-N的去除率呈下降趋势,去除率由低水力负荷时的99.9%,下降到高水力负荷时的87.7%;准好氧填埋垃圾对低可生化性、高浓度氨氮的渗滤液有很好的处理能力,但反硝化能力不足;较高有机物浓度有利于反硝化作用,使氨氮彻底转化为氮气.     

填埋结构对渗滤液中氨氮脱除的影响

建立了模拟填埋试验中试装置,研究了准好氧填埋渗滤液NH3-N的变化特性和稳定期垃圾对渗滤液NH3-N的处理效果.结果表明,准好氧填埋结构下渗滤液NH3-N衰减很快,下降率可达99.6%,没有出现传统填埋场累积的现象,为渗滤液后续处理解决了氨氮浓度过高的难题;随着水力负荷的增大,NH3-N的去除率呈下降趋势,去除率由低水力负荷时的99.9%,下降到高水力负荷时的87.7%;准好氧填埋垃圾对低可生化性、高浓度氨氮的渗滤液有很好的处理能力,但反硝化能力不足;较高有机物浓度有利于反硝化作用,使氨氮彻底转化为氮气.     

脉冲曝气活性污泥胞外聚合物的产生特性及其与脱氮效率的关系

为探讨脉冲曝气活性污泥胞外聚合物（EPS）的产生特性及其与脱氮效率的关系,研究了在脉冲曝气装置中曝气时间5 min及停曝时间10 min的条件下,松散结合型胞外聚合物（LB-EPS）与紧密结合型胞外聚合物（TB-EPS）的变化规律,并分析EPS与脱氮效率之间的关系。结果表明：脉冲曝气活性污泥LB-EPS的含量低于TB-EPS含量,且随着脉冲驯化的进行,EPS的含量持续增长。三维荧光图谱（3D-EEM）分析表明脉冲曝气的LB-EPS的色氨酸荧光峰产生红移,TB-EPS的色氨酸荧光强度增大,说明了脉冲曝气驯化过程导致了活性污泥胞外聚合物中色氨酸蛋白类物质含量呈增加趋势。对比研究表明：脉冲曝气氨氮（NH4+-N）去除率在80%左右,与连续曝气相近;而总氮（TN）去除率在50%左右,高于连续曝气20%。脉冲曝气下,EPS对于脱氮有抑制作用,EPS与NH4+-N及TN的去除率之间呈负相关的关系,LB-EPS与TN去除率之间负相关;TB-EPS与NH4+-N去除率负相关且关系显著。     

风道式光催化反应器降解VOCs的效果分析

针对室内挥发性有机化合物（VOCs）,搭建了带风道式反应器的模拟环境舱实验系统,选取甲醛、甲苯和苯为目标污染物,研究了光催化对各污染物的降解性能及其之间的相互影响。通过装置的优化,还对紫外光下目标VOC降解的主要副产物进行了检测。结果表明,单组分VOC的降解实验中,该净化器对3种污染物均具有良好的降解效果,其中对甲苯和苯的降解性能相似,对甲醛的降解性能更优。2组分VOCs降解实验中,目标组分会受到另一组分的不同程度影响;甲苯和苯无论是作为影响组分还是目标组分其实验结果均较接近;甲醛对甲苯、苯的降解影响明显大于两者的相互影响,即甲醛对两者的降解反应阻碍更大。甲苯的主要副产物为苯、苯甲醛和苯甲酸,苯的主要副产物为苯酚。     

高压脉冲电晕法治理有机废气实验研究

介绍了采用高压脉冲电晕法去除乙醇,甲醛,二氧甲灶模拟废气的情况。实验在线一板式电晕反应器内进行,考察了电压峰值,气体浓度,停留时间和含湿量等不同因素对去除率的影响。实验结果表明能达到较好的去除效果。