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TNT(2,4,6-三硝基甲苯)是重要的军事战略物资。TNT废水主要来源于TNT生产加工和废旧弹药处置过程,排放量大,而且难以生物降解,目前传统处理方法对TNT废水的降解尚未达到满意的效果。液中放电等离子体技术是近年来新兴的一种高级氧化技术,集高温热解、光化学氧化、液电空化降解、超临界水氧化等多种效应于一体,具有常温常压、高效、无选择性、无二次污染、能耗低等优点,在难降解废水的处理中具有明显的优势。本研究中自行研制了液中放电水处理试验装置,以TNT废水为研究对象,对液中放电降解TNT废水的影响因素、降解机理、联用工艺和降解产物分析等方面进行研究,得出以下主要结论。①系统研制了液中放电试验装置,比较了不同试验装置对TNT的降解效果。设计的高压脉冲系统可使普通低压电(220/380V)最高升至100kV。试验装置的接地电阻为0.86Ω,满足试验安全要求。设计并加工不锈钢圆柱体反应器(水平放电和垂直放电),45#碳钢圆柱体反应器;设计并加工四种形式电极,尖-尖式、尖-板式、多尖-板式、中空电极;设计并加工三种不同材质的尖-尖式电极,不锈钢、铜、碳钢。试验结果表明:45#碳钢反应器对TNT的降解效果优于不锈钢反应器;研究的三种电极材料对TNT的降解效果依次为:铜>碳钢>不锈钢。多尖-板式电极对TNT的降解率最好,尖-尖式和尖-板式电极次之,中空电极最差。增长电极绝缘,减小电极裸露面积可提高降解效果。垂直放电反应器对TNT的降解效果优于水平放电。②采用45#碳钢反应器、水平放电、尖-尖式45#碳钢电极,进行液中放电等离子体对TNT模拟废水的降解试验,研究TNT降解的影响因素,并进行了动力学和能量效率分析。结果表明:在TNT初始浓度50.00mg/L、废水体积7L的条件下,300次放电后,液中放电对TNT降解率达到87.00%,TNT浓度降为6.50mg/L;放电500次后TNT降解率为91.20%,TNT浓度降为4.40mg/L,满足国家排放标准。液中放电等离子体降解TNT的反应符合表观一级反应动力学特征,活化能为14.5kJ/mol。本试验装置的能量效率G值为6.56×10-2~ 9.33×10-2molecule/heV,具有较高的能量效率。③较深入地探讨了液中放电对水中污染物的降解机理。分析液中放电的原理和过程,概括了液中放电的降解模式,论证了液中放电中的高能电子轰击、高温热解、H2O2和O3等物质的氧化、超临界水和超声空化效应的降解、冲击波、紫外光解、活性粒子氧化对有机物的降解作用,并测试了液中放电的流光光谱和活性物质的发射光谱。④进行了液中放电/纳米TiO2、液中放电/通气对TNT废水的降解研究。利用溶胶-凝胶法制备纳米TiO2粉体,对粉体进行表征,进行了液中放电/纳米TiO2降解TNT的试验,研究TNT降解的影响因素。结果表明:在液中放电过程中投加纳米TiO2可以提高降解效果。同样试验条件下,单独液中放电对TNT的降解率仅为63.00%;投加纳米TiO2 0.035g/L后,TNT降解率提高至90.47%。在液中放电试验装置的基础上设计了通气装置,采用通气电极(中空电极),进行了液中放电/空气或臭氧对TNT的降解试验,并研究了TNT降解的影响因素。结果表明:在液中放电过程中通入空气或臭氧均可以提高降解效果。同样试验条件下,单独液中放电对TNT的降解率为59.80%;通入空气后TNT降解率为63.12%;通入臭氧后TNT降解率为82.95%。⑤在研究液中放电/Fenton试剂降解TNT废水的基础上,提出液中放电与铁屑内电解法协同降解TNT的方法。进行液中放电/Fenton试剂对TNT的降解试验,研究TNT降解的影响因素,结果表明:放电中单独添加H2O2或Fe2+均不能大幅度地提高TNT的降解效果,但同时添加H2O2、Fe2+(Fenton试剂)能大幅度地提高TNT降解效果。同样试验条件下,单独液中放电对TNT时降解率仅为63.00%,添加FeSO4 25.00mg/L,H2O2(30%V/V)0.50ml/L,TNT降解率为79.38%。进行液中放电/铁屑降解TNT的试验,研究TNT降解的影响因素,结果表明:同样试验条件下,单独液中放电对TNT的降解率仅为63.00%;投加铁屑40.00g/L,液中放电/铁屑协同处理TNT的降解率为92.16%,TNT浓度降为3.92mg/L,满足国家排放标准。液中放电/铁屑联用对TNT降解率高、可以减少放电次数、而且铁屑具有良好的重复使用性,具有应用于实际的可能。鉴于此,本论文推荐铁屑内电解法为液中放电降解TNT废水的最佳联用工艺。⑥研究液中放电降解TNT过程中CODcr、BOD5的变化,对TNT降解产物进行GC/MS联机分析,并探讨了TNT降解产物可能的生成途径。结果表明:放电300次后水样的TNT降解率为97.36%; CODcr去除率为34.29%。这说明在液中放电过程中TNT分子没有完全矿化,其中一部分仍以有机物的形式留在水中。放电前TNT模拟废水中的BOD5为“未检出”,放电50次以后的水样都检测出了BOD5,说明放电后水样中出现了可生化的有机物。GC/MS联机分析结果表明:TNT分子在液中放电中得到降解,有芳香族化合物(1,4-二甲苯、苯乙烯)和脂肪烃类结构有机产物(正十四烷、正十七烷)产生。