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联合国将水的可持续利用纳入全球17项可持续发展目标(SDGs)之中,更成为2015-2030年期间的指导性纲领。同时我国生态文明建设对水污染处理新技术的研发也提出了更高的要求,特别是印染污水因其具有高浓度、高生物毒性,使得现行生物处理技术难以降解,化学污水处理技术存在着产生二次污染的缺陷,对该类污水处理的技术和设备研发迫在眉睫。介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge,DBD)作为一种新型的高级氧化污水处理技术,有望解决上述难题,但对影响水介质DBD性能的放电模式的研究鲜有报道。在研究和分析了大量相关文献的基础上,本文开展了新型水基DBD系统的研制、放电模式的研究、在废水处理中的应用研究。本文主要创新工作如下:(1)研制了新型水基DBD系统。其核心关键部件新型水基DBD采用空心针-水电极结构;(2)首次发现并定义了水基击穿-大气压汤生放电模式,提出了水基DBD放电模式的电学分析方法。采用自主构建的水基DBD系统等效电路,对水基Ⅰ型、水基Ⅱ型和水基Ⅲ型放电模式进行了系统研究,进而将其定义为水基击穿-大气压汤生放电(Water-based Breakdown-APTD,WB-BD-APTD)、水基大气压汤生放电(WB-APTD)和水基大气压辉光放电(WB-APGD)模式;(3)搭建了水基DBD废水处理系统。对以甲基橙为模拟污染物的废水进行处理,实验结果表明水基DBD可对500 mg/L超高浓度的甲基橙溶液高效降解,降解率可达97.5%;(4)提出了水基DBD废水处理的机理,并通过实验进行了验证。