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低温等离子体耦合技术去除水中有机污染物的研究进展*

2021-12-28刘亚男陈露露孙铸宇

环境污染与防治 2021年12期
关键词:效率效果结构

刘亚男 陈露露 周 荃 张 艾 孙铸宇

(东华大学环境科学与工程学院,上海 201620)

不过,单纯的NTP技术仍有污染物处理适用性的问题[6-7]。将NTP技术与氧化剂、环境材料、微气泡(MBs)等耦合,可以实现绝大部分有机污染物的高效降解[8]683,[9]4,[10-11]。本研究结合国内外有关NTP技术在水中有机污染物去除方面的最新研究进展,从NTP技术与氧化剂、环境材料、MBs耦合对有机污染物的降解效能及机制进行了综述,以期为NTP技术在水处理领域的应用提供更多有益参考。

1 NTP与氧化剂的耦合技术

1.1 NTP与过硫酸盐(PS)的耦合技术

总之,NTP与PS的耦合技术可以普遍提高水中有机污染物的降解效果,但NTP对PS具体的活化机制尚未有深入的研究,目前推测是NTP产生的紫外线和O3激活PS[18]453,但不排除电子或局部热效应激活PS的可能性[19]。

1.2 NTP与过碳酸盐(PC)的耦合技术

PC是碳酸盐与H2O2的加成化合物。WANG等[20]68利用NTP处理邻苯二甲酸二甲酯(DMP)时发现,添加0.12 mmol/L的过碳酸钠(SPC)可使DMP在30 min内的降解效率提升30.7百分点,一级反应速率常数从0.029 0 min-1提升至0.067 0 min-1。TANG等[21]利用NTP降解TC时发现,加入52.0 μmol/L的SPC使TC在5 min内的降解效率从82.0%提高到94.3%,但当SPC的摩尔浓度为104.0 μmol/L时,TC的降解效率又会降至92.1%。GENG等[22]在利用NTP与SPC的耦合技术处理双酚A(BPA)时,也得到少量SPC促进BPA降解,而过量SPC抑制BPA降解的结论。

(1)

·O+H2O→·OH

(2)

(3)

综上,适量的PC对NTP技术处理水中的有机污染物有良好的促进作用。两者的耦合作用机制主要是通过增加反应体系中·OH的量来达到提高有机污染物降解效率、矿化率和能量效率的。该耦合技术的局限性在于需找到PC的最适投加量。

1.3 NTP与O3的耦合技术

NTP放电过程中产生的O3是NTP中寿命最长的活性物质,具有仅次于·OH的强氧化性,在NTP处理有机污染物的过程中起到重要作用。……

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