介质阻挡放电降解水中微囊藻毒素的研究

微囊藻毒素Microcystin-LR,一种强烈的致癌剂,是蓝藻水华时产生的一种主要的藻毒素.本文研究了多根高压电极介质阻挡放电对该毒素的降解.从实验室培养的铜绿微囊藻中提取微囊藻毒素,经富集、纯化后于反相高效液相色谱对其分析检测.实验研究了峰值电压、频率、曝气量及电导率对介质阻挡放电降解微囊藻毒素的影响.研究表明:微囊藻毒素的去除率随峰值电压、频率、曝气量的增加而增大,但随电导率的增加而减小.     

填充床/沿面复合放电等离子体降解苯的研究

研究填充床/沿面复合放电等离子体反应器,用于对挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)的降解.该反应器以置于石英介质管内的不锈钢弹簧为高压电极,以附着在有机玻璃管内壁的不锈钢网为低压电极,将石英介质管放于有机玻璃管中央,并于石英介质管外与低压电极间填充玻璃珠.采用交流高压电源供电,实现在石英介质管内发生沿面放电,同时在石英介质管外发生填充床放电.含污染物的气体首先通过沿面放电区域,然后经填充床放电区域排出.以苯为目标物,考察了高压电极弹簧外径、玻璃珠尺寸对苯降解的影响,通过引入MnO2/γ-Al2O3催化剂参与反应,进一步提高了苯的去除率.结果表明:在玻璃珠直径6 mm、高压电极弹簧外径12 mm、放电间距12 mm、放电电压27 kV、苯的初始体积分数为0.011 4%的条件下,苯的处理效率高达75%.MnO2负载量为MnO2/γ-Al2O3催化剂质量的10%,并填充于反应器底部,苯的降解率达85%,去除效果提高.     

脉冲放电对铜绿微囊藻灭活效果研究

为应对水体富营养化的日益严重,利用高压脉冲引发的气液两相放电产生的等离子体灭活铜绿微囊藻.研究了动态停留时间、分批次动态处理、不同稀释物以及处理方式对铜绿微囊藻叶绿素a去除效果的影响.研究结果表明:动态停留时间越长,处理当天藻液的叶绿素a去除率越高,而随着放置培养时间的增加,叶绿素a浓度下降的趋势也越明显;当动态停留时间相同时,一次处理比分批次处理的叶绿素a去除效果明显;用灭菌水稀释的藻液与用灭菌的NaCl溶液(质量分数为0.85%)稀释的藻液相比,前者叶绿素a的去除率远远高于后者;静态实验由于停留时间的相对增加,叶绿素a的去除率明显高于动态实验.本系统最佳的叶绿素a去除率高达97.13%,为灭活藻类提供了一种新方法.     

185nm紫外光浸入式照射对铜绿微囊藻的去除

通过与常规照射方式对比,研究185nm紫外光浸入铜绿微囊藻溶液中接触式照射对铜绿微囊藻光密度、叶绿素a、可溶性蛋白及细胞结构的影响,考察不同初始质量浓度及通入空气量对各指标去除效果的影响.结果表明,光密度、叶绿素a质量浓度、可溶性蛋白质量浓度最终分别下降87.1%,99.8%和99.7%,去除效果明显优于常规方式的紫外照射.随着初始值的增加,叶绿素a的去除率,可溶性蛋白的降解速率减慢.通气量增加,各指标去除率有所增加,但差异不显著,在浸入照射方式下,氧对紫外光作用的催化效果不明显.185nm紫外光使铜绿微囊藻的细胞结构短时间受损,胞内物质结构及胞外物质均产生显著变化,藻细胞畸变.185nm紫外光在浸入方式下,短时间可以有效灭活藻细胞,降低其生理活性及生长速率.浸入式照射的强氧化性使各指标去除效果明显优于常规方式的紫外照射,并在后续培养中未出现光复活现象.     

紫外光浸入式照射对铜绿微囊藻的去除

通过与常规照射方式对比,研究185nm紫外光浸入铜绿微囊藻溶液中接触式照射对铜绿微囊藻光密度、叶绿素a、可溶性蛋白及细胞结构的影响,考察不同初始质量浓度及通入空气量对各指标去除效果的影响.结果表明,光密度、叶绿素a质量浓度、可溶性蛋白质量浓度最终分别下降87.1%,99.8%和99.7%,去除效果明显优于常规方式的紫外照射.随着初始值的增加,叶绿素a的去除率,可溶性蛋白的降解速率减慢.通气量增加,各指标去除率有所增加,但差异不显著,在浸入照射方式下,氧对紫外光作用的催化效果不明显.185nm紫外光使铜绿微囊藻的细胞结构短时间受损,胞内物质结构及胞外物质均产生显著变化,藻细胞畸变.185nm紫外光在浸入方式下,短时间可以有效灭活藻细胞,降低其生理活性及生长速率.浸入式照射的强氧化性使各指标去除效果明显优于常规方式的紫外照射,并在后续培养中未出现光复活现象.     

介质阻挡放电分解O2/N2的试验及机理分析

通过建立介质阻挡放电型低温等离子体反应器实验系统,利用Q-V Lissaious 图形法对反应器电学参量进行测试,研究了该反应器分解O2/N2混合气时,激励峰值电压、放电功率、电场强度对生成的臭氧及二氧化氮体积分数的影响.结果表明:反应器放电功率、电场强度随激励峰值电压和放电频率的升高而增大,放电频率对电场强度的影响较...     

高压脉冲气液相放电对双酚A降解的研究

本文运用高压脉冲放电等离子体技术研究对BPA溶液的降解效果,搭建反应器并研究了电场参数对降解去除率的影响,并使用最优电场参数结合环境因子变量研究去除效果。结果表明：电压高于30 kV、极间距1.5~2.5 cm有利于提高电场强度提高BPA去除效率;而提高放电频率可增加单位时长内的电场强度从而在反应前期BPA降解速率更高。溶液中BPA初始浓度和电解质的增加并不影响反应的进行;BPA放电降解较优的pH范围在7.0~9.0,而溶液初始pH值较低和较高时都将降低反应速率。可见在适当的理化条件下,高压脉冲放电对BPA有较好的去除效果。     

高压脉冲放电等离子体处理有机废水试验研究

采用针-板式高压脉冲放电等离子体反应器处理苯酚有机废水.考察了脉冲电压峰值、电极间距、氧气鼓入量等因素对苯酚去除率的影响.在脉冲电压峰值为25 kV,电极间距为20 mm,氧气鼓入量为150 mL/min,溶液初始pH值为5.5的试验条件下,苯酚废水放电处理60 min的去除率可达96.8%.研究表明,高压脉冲等离子体技术处理有机废水具有良好的应用前景.     

玉米芯吸附协同低温等离子体对H_2S的去除作用

为解决低温等离子体(NTP)高压放电后产生的副产物排放问题,采用玉米芯吸附协同低温等离子体系统来降解硫化氢恶臭气体。确定了电极放电特性参数,考察NTP中的极间电压、H_2S初始浓度和吸附反应器(CA)协同对H_2S降解的影响;并分析H_2S降解机理。研究表明,CA协同NTP系统能显著提高H_2S去除效率,当采用负极放电、极板间距40 mm、极间电压15 k V、H_2S初始浓度为500×10~(-9)(ppb)、吸附时间60 min时,CA协同NTP去除H_2S的去除率可达到90%以上。     

介质阻挡放电脱除气态环己酮的研究

利用介质阻挡放电反应器进行了脱除挥发性有机物废气——环己酮的研究.通过改变极间电压,所加频率等条件,考察这些因素对环己酮脱除率的影响.通过研究发现:环己酮的脱除率随着极间电压,所加频率的升高而增加.当环己酮初始浓度为100 mL/m3,极间电压9 000 V时,环己酮的脱除率达到92.7%,证明介质阻挡放电对于流动态中的环己酮有很好的脱除效果.同时通过对反应过程中发射光谱的观察,对介质阻挡放电等离子体脱除环己酮的机理进行了初步的探讨.     

双极性脉冲高压介质阻挡放电降解苋菜红

印染废水具有水量大、有机污染物质量浓度高等特点.利用双极性高压脉冲电源引发的介质阻挡放电产生的非平衡等离子体降解偶氮染料苋菜红(AR27),研究了影响色度去除的因素,如初始质量浓度、电导率、放电频率等,得到了较好的处理效果.结果表明:在初始质量浓度50 mg/L、电导率2.5×103μS/m、曝气量0.6 m3/h、频率50 Hz、电压18 kV时,放电处理90 min,脱色率可达到91%.     

空心针-板电极中较大体积的大气压均匀放电

利用空心针-板电极装置,在大气压空气中产生了直流激励的均匀氩气等离子体羽.电学和光学测量结果表明,虽然采用直流电源驱动,但放电为周期性的脉冲.每个脉冲对应一个等离子体子弹从空心针向着阴极的传播过程.对放电特性随放电电压、电极间距和氩气流量的变化关系进行了研究.发现放电频率随电压的升高而增大,随距离和氩气流量的减小而增大.以直流空心针-板电极作为放电单元构成阵列,得到了较大体积的大气压均匀放电.     

负电晕放电等离子体雾化水处理器的设计

为提高放电等离子体技术脱除水中污染物的效率,设计了一种采用负电晕放电方式的水处理装置:待处理水自放电喷嘴电极进入放电反应室,经放电雾化形成小液滴,大大增加了放电等离子体对水中污染物的作用几率.研究了不同喷嘴电极直径和雾化水流量对该处理器电气特性的影响,并对放电等离子体进行了发射光谱的测量.     

脉冲流光电晕脱硫反应器电极配置数值模拟

线-板式非热等离子体烟气脱硫反应器的电极配置形式是影响反应器脉冲流光电晕放电特性及脱硫效率的主要因素之一,线-板电极的配置在一定范围内存在最优方案.从工程应用角度出发,在分析脉冲流光电晕放电机理的基础上,进行了反应器静电场数值模拟,得出了不同电极配置的静电场分布,结合流光形成、发展和传播所必备的静电场条件,优化电极配置.数值模拟结果表明:在施加峰值电压为80kV,放电极半径为0.2cm,线-板间距为10cm时,线线最佳间距为6～8cm.     

脉冲电晕等离子体净化有机污染物甲苯的实验研究

对脉冲电晕等离子体技术净化有机污染物甲苯进行了实验研究,考察脉冲成形电容、脉冲峰值电压、脉冲频率、气体流量、气体入口质量浓度等因素对净化效率的影响;实验结果表明成形电容有一最佳值;净化效果随峰值电压、脉冲频率增大而升高,随气体流量、进口质量浓度增大而降低。     

水帘极板静电除尘模型的收集性能实验研究

建立了水帘极板电除尘器实验模型,研究了其电晕特性,以及极距、电场风速、水帘流量、供电电压、初始粉尘浓度等参数对除尘效率的影响.结果表明:水帘形成好坏对V-I特性曲线有一定影响,水帘流量影响形成水帘好坏的程度,因而影响除尘效率;极距对除尘效率有较大影响,极距300mm时除尘效率最高;供电电压对除尘效率的影响较为明显,随着电压的升高除尘效率也升高;风速增大除尘效率降低,初始粉尘浓度对除尘效率影响较小.     

高压电场中陶粒填充床对亚甲基兰的脱色效能

考察了高压脉冲电场中陶粒填充床对于亚甲基兰的脱色效能.实验结果表明,在高压脉冲电场与陶粒的相互作用下,亚甲基兰得到了有效去除.当反应条件为电压25 kV,通入空气流量为270 mL/min,亚甲基兰溶液初始质量浓度为5 mg/L,流速为40 mL/min,在反应180 min时,去除率稳定在78%左右.随着电压的增加,流速的减小,亚甲基兰初始质量浓度的减小和空气的通入,亚甲基兰的去除率都得到增加.在高压脉冲电场下,陶粒的存在增强了电场强度,同时放电过程也增强了陶粒对于亚甲基兰的吸附,二者的相互作用促进了亚甲基兰的降解.     

高电阻电极对微细电火花放电加工影响的研究

微细电火花放电加工过程中,由于单位脉冲放电的材料去除率(放电凹坑直径)决定了最小加工尺寸以及微细电火花加工的加工表面粗糙度,所以减少单位脉冲放电的材料去除率具有重要作用。为达到此目的,采用具有高电阻材料如单晶硅作为工具电极。分析结果显示,随着工具电极电阻提高,放电电流峰值逐渐降低,脉冲放电时间增加,放电能量减小。另外,研究并测试了硅电极加工不锈钢工件时电阻值对工件表面放电凹坑直径的影响。实验结果表明当硅工具电极电阻值提高时,放电凹坑直径逐渐降低;并达到最小值0.5μm;同时降低了工件表面粗糙度值0.03μm;提高了表面加工质量。