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低温等离子体技术用于废水处理的研究进展

2019-02-13马可可周律辛怡颖白昱

应用化工 2019年1期

马可可,周律,辛怡颖,白昱

(清华大学 环境学院,北京 100084)

等离子体被认为是除固态、液态、气态之外物质存在的第四种形态[1]。低温等离子体水处理技术是指在气相或者气液混合相中放电产生大量活性组分(比如·OH、O3、H2O2等)的同时伴随多种物理化学效应(如紫外光照射、高能电子、冲击波等),使水中的有机物分子激发、电离或者化学键断键,从而达到降解的目的[2]。在众多的活性粒子中,·OH起到重要作用,其氧化能力在所知的氧化能力中仅次于F2,其氧化还原电位为E0(·OH/H2O)=2.80 V(SHE),与污染物的反应速率常数可达106~1010M-1s-1[3-4]。作为一种新型的高级氧化技术,低温等离子体集成了强氧化性粒子,紫外光分解、湿式氧化等技术,与其他技术相比具有无选择性、无二次污染、反应条件温和等优点[5]。

近年来,利用低温等离子体技术处理染料废水[6-9]、农药废水[6,10-11]、制药废水[12-13]的研究中取得了一定进展。

本文介绍了具有代表性的等离子体水处理技术,归纳总结了等离子体协同催化氧化以及放电电压、工作气体、初始浓度、pH、电导率、处理时间等不同参数对处理效果的影响,探讨了不同等离体处理装置能量利用效率的评价法,提出了该技术目前的不足及未来的发展方向。

1 等离子体的放电方式

等离子的产生根据放电方式可以分为电晕放电、介质阻挡放电、辉光放电和滑动弧放电等类型。Locke[14]和Jiang等[15]对于常见的等离子体放电反应器类型均做了详细介绍。电晕放电是指气体介质在曲率半径很小的电极附近,当电场强度高于气体的电离场强时气体就会被击穿发生电离。……

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