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难降解有机废水具有毒性大、成分复杂、在环境中停留时间长等特点,其处理技术的开发是目前水处理领域一个亟待解决的难题。脉冲等离子体技术的出现,为难降解有机废水的处理提供了一条新的途径。
本文首先对等离子体的概念、性质及该技术的发展现状进行了概述,重点介绍了等离子体处理难降解有机废水的基本原理,进行了等离子体处理难降解有机废水的可行性分析;然后在总结前人研究和一定试验的基础上,设计制作了一套等离子体水处理反应器;利用该反应器以苯酚为处理对象,进行了实验研究,考察了等离子体放电状态、水样的物理性质及外加试剂等因素对降解效率的影响;对等离子体处理苯酚的反应机理进行了分析讨论;得出结论如下:
1、等离子体技术通过脉冲放电在水中产生的羟基自由基、臭氧及紫外辐射等效应的作用,来破坏水中难降解有机物的分子结构,并将其分解。实验表明,提高放电电压,增加气源中氧的含量,可以提高苯酚的降解率。
2、研究废水本身的性质(初始浓度、pH值等)对苯酚降解率的影响。结果表明,在放电状态一定的条件下,减少污染物初始浓度可以提高废水的降解率。pH对降解也有较大的影响,过高或过低都会使降解率降低,实验过程中,当水样pH值接近中性时降解效果最好,比较而言,酸性条件下的降解率要优于碱性。
3、适当外界试剂(03、H202、Fe2+等)的加入,会诱发许多链式反应,可以缩短反应时间,提高反应速率,苯酚降解率也有不同程度的升高。
4、实验还发现等离子体在降低水样COD方面效果不佳。但处理后水样的可生化性能却有了很大的提高,用臭氧氧化法及SBR工艺分别对等离子体处理过的水样进行后续处理,其出水水质都可以达到污水综合排放一级标准。
目前该技术还处于实验研究阶段,要实现工业化应用还有许多问题需要解决,特别对反应机理、反应器各项参数的影响认识还不够,缺乏指导实际生产必要的理论支持,希望本课题的研究可以为等离子体水处理技术的实际应用起到一定的推动作用。