等离子体降解酸性橙Ⅱ的人工神经网络模型

基于人工神经网络用于多因素复杂系统建模的优越性,建立了多针-板电极形式脉冲放电等离子体降解酸性橙Ⅱ(AO7)的人工神经网络模型(ANNs),考察了多因素脉冲放电水处理系统中主要的电气参数(脉冲峰值电压、脉冲频率)和结构参数(针-板电极间距)对AO7脱色效率的影响,并利用BP神经网络模型对多因素条件下AO7的脱色效率进行仿真预测.结果表明:所建立的BP人工神经网络模型可以有效预测脉冲放电水处理体系中各参数对AO7脱色效率的影响趋势.根据预测结果可以归纳:较佳的脉冲峰值电压可以同时保证较好的AO7脱色效果和较高的系统能量利用效率;脉冲频率的增加能有效提高AO7的脱色效率;较小的电极间距有利于AO7脱色.     

高压脉冲放电等离子体处理有色染料

为了满足有色染料难降解的特殊处理要求,研究建立了多针-板电极的高压脉冲放电等离子体体系,以酸性大红作为有色染料的代表,进行脱色.其脱色率随着电压上升、电极间距缩小,电极数量的增大而升高.     

脉冲放电等离子体技术处理偶氮染料废水

为有效处理染料废水,以甲基橙和刚果红溶液为例研究高压脉冲放电等离子体技术的脱色效果.通过测定脉冲放电处理前后甲基橙和刚果红溶液的紫外-可见吸收光谱来计算脱色率,考察放电参数、添加剂对染料脱色率的影响.实验结果表明,脉冲放电对甲基橙和刚果红溶液脱色效果显著,且相同条件下甲基橙(单偶氮)比刚果红(双偶氮)脱色率高.两者脱色率均随峰值电压、脉冲频率的增大而提高,随溶液电导率的增大而降低,随H2O2的加入而提高.当电极间距由15 mm增大到25 mm时,放电形式也由火花放电逐渐向电晕放电转变,溶液的脱色率由90%降到44%.     

针-水电极正直流高压放电对甲基橙染料废水的脱色

采用针-水电极反应器,研究正直流高压放电处理甲基橙染料废水的效果.考察了不同放电形式和实验参数下对甲基橙染料废水脱色效果的影响.实验结果表明,电晕放电在处理时间0～25 min脱色效果比击穿流光放电处理效果好,而在处理25 min后击穿流光放电脱色效果好于电晕放电.在电压18 kV、电流15 mA、处理初始质量浓度为40 mg/L的甲基橙溶液30 min时,脱色率达到98％.该反应符合一级动力学反应,反应速率常数为0.127 mg/(L·min).经过放电处理,甲基橙的特征吸收峰(465 nm)强度逐渐减弱并基本消失,分子结构中的偶氮基团与苯环组成的共轭体系被破坏,甲基橙分子被有效降解.     

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.     

多电极接触辉光放电等离子体降解水中酸性橙的研究

研究了不同反应液体积、阳极直径、电解质浓度和初始浓度对多电极接触辉光放电等离子体降解酸性橙(AO)的影响.在电压515 V和3根不锈钢阳极条件下,反应液体积350 mL、阳极直径0.9 mm、电解质2.0 g/LNa2SO4有助于提高AO脱色率和能量效率,当AO初始浓度为50 mg/L时,放电60 min脱色率可达98.71%,COD去除率为82.79%,能量效率为0.86 g/kW.h,表明不锈钢多电极接触辉光放电等离子体能有效提高染料废水的脱色率,增加处理量,缩短反应时间.     

高压脉冲气液同时放电对甲基橙的脱色

利用针板式放电,研究了水中脉冲放电对甲基橙的脱色效果.向反应体系中通入气体,可实现气液同时放电,生成的自由基增加,可提高高压脉冲液相放电体系的能量效率.对峰值电压、添加剂过氧化氢、放电形式及气体种类等因素对甲基橙溶液脱色效果的影响进行了研究.结果表明:当提高峰值电压、加入H2O2,改变放电形式(由电晕放电向火花放电转变)以及通入气体特别是氧气时甲基橙溶液的脱色效果得到显著提高.通过紫外光谱研究表明甲基橙经放电处理后分子结构中的偶氮键发生断裂,破坏了偶氮-苯环共轭发色体系,从而达到了脱色的目的.     

滑动弧等离子体降解染料废水及电极腐蚀机理

采用气液两相滑动弧等离子体工艺降解酸性橙Ⅱ废水,研究了放电电压、电极材料、溶液初始pH值和电导率对其降解率的影响。运用GC-MS方法,测定3种气氛下染料的降解产物。根据扫描电镜(SEM)和能谱(EDX)结果,分析电极上脱落的金属废片。结果表明:当氧气流速为0.4m3/h,废水流量为20mL/min,电极间最窄处距离为3.5mm,溶液初始浓度为300mg/L时,放电电压升高,降解率增大,综合考虑能量效率电压选择10kV;以不锈钢为电极时,体系中形成Fenton效应,污染物降解效果最好。初始pH为2～11的酸性橙Ⅱ溶液,经滑动弧放电循环降解一次的溶液,降解率差别较明显,中性条件下最差;强酸和强碱条件下,降解率较高;但4次循环降解后,pH影响不再明显。电导率对溶液降解率的影响不大。3种气氛下,自由基攻击发色基团,苯环、萘环开环,染料脱色,生成中间体和小分子化合物。电极腐蚀主要集中在非平衡等离子区,Fe原子发生选择性溶解;氧元素的含量很高,腐蚀产物主要由Fe2O3和Fe3O4组成。     

高压脉冲放电降解染料废水的实验研究

染料废水是水处理领域的重点和难点。该文分别使用棒棒电极和多针 -板电极系统 ,基于水中脉冲放电法 ,研究了高压脉冲电流对多种典型染料废水的处理效果。实验表明 ,经过高压脉冲放电处理后 ,染料废水脱色效果明显 ,同时其试品含沉淀后的清液化学需氧量 T- COD值有明显升高。这说明高压脉冲放电所产生的臭氧、超声以及紫外辐射等可以有效地破坏染料废水中染料分子的发色基团和染料分子中的苯环以及萘环 ,有利于提高染料溶液的可生化性。但是电极形状对不同类型染料废水的处理效果有着一定影响。研究说明高压脉冲是处理染料废水潜在的有效途径。     

高压脉冲放电对靛蓝二磺酸钠脱色效能研究

研究了针-板电极高压脉冲放电对靛蓝二磺酸钠的脱色效能.试验表明,单纯高压脉冲放电对靛蓝二磺酸钠具有一定的氧化脱色效果,其脱色率随着电压上升、电极间距缩小、溶液电导率降低及pH值降低而升高.Fe2 对该过程具有良好的催化效果.在0.1 mmol/L Fe2 的作用下,高压脉冲放电在20 m in内可以将5 mg/L靛蓝二磺酸钠脱色98.6%,比不加Fe2 相同条件下的脱色效率(11.9%)提高了7倍多.试验结果表明,脱色过程与该过程中产生的过氧化氢以及Fe3 有关,由于Fe2 的投加,脱色过程中可能发生了Fenton反应.     

Evaluation of energy transfer and utilization efficiency of azo dye removal by different pulsed electrical discharge modes

The degradation of an azo dye, acid orange 7 （AO7）, caused by different high voltage pulsed electrical discharge modes （spark, streamer and corona discharge） induced by the various initial conductivities was investigated. A new type of pulsed high voltage source with thyratron switch and Blumlein pulse forming net （BPFN） was used. The typical discharge waveforms of voltage, current, power, pulse energy and the pictures of spark, streamer and corona discharge modes were presented. The results indicated that pulsed electrical discharges led to complete decolorization and substantial decrease of the chemical oxygen demand （COD） of the dye solution. The main intermediate products were monitored by GC-MS. The discharge modes changed from spark to streamer and to corona discharge, and the streamer length decreased with the liquid conductivity increasing. At a constant input power, the peak voltage, peak current, peak power and energy per pulse of the three discharge modes ranked in the following order： spark 〉 streamer 〉 corona. The effective energy transfer efficiency of AO7 removal was higher for spark discharge （57.2%） than for streamer discharge （40.4%） and corona discharge （27.6%）. Moreover, the energy utilization efficiency of AO7 removal for spark discharge was 1.035×10^9 mol/J, and for streamer and corona discharge they were 0.646×10^-8 and 0.589×10^-8 mol/J. Both the energy transfer efficiency and the energy utilization efficiency of spark discharge were the highest.     

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。     

大气压下针状电极电晕放电静电消除效果实测与特性研究

为了研究高压静电消电效果和静电防护有效性,采用离子化测试方法,对影响大气压下针状电极电晕放电的电压、频率、消电距离、电极间隙、平衡电压等因素进行了系统测试与分析.结果表明,交流高压电晕放电在频率[1.8 kHz,2.0 kHz]区间内具有最佳消电效果;直流和脉冲高压电晕消电具有明显逆带电现象,且消电效果随电压升高、消电距离减小而提高.      

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.     

填充床放电等离子体反应器对铜绿微囊藻的去除

研究了多根高压电极型填充床放电等离子体反应器对铜绿微囊藻光密度的去除.探讨了高压电极材料、气量、峰值电压和脉冲频率对填充床放电等离子体反应器中铜绿微囊藻光密度去除的影响.结果表明:高压电极材料对铜绿微囊藻光密度的去除不太明显;铜绿微囊藻光密度去除率在处理当天随气量、峰值电压、频率增加而增强的作用效果不明显;而是在放置培养期间,铜绿微囊藻生长受抑制的程度加强,光密度去除率增加.     

玉米芯吸附协同低温等离子体对H2S的去除作用研究

为解决低温等离子体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、H2S初始浓度和CA协同对H2S降解的影响,并分析H2S降解机理。研究表明,CA协同NTP系统能显著提高H2S去除效率,当采用负极放电,极板间距40mm,极间电压15KV,H2S初始浓度为500ppb,吸附时间60min时,CA协同NTP去除H2S的去除率可达到90%以上。