电晕放电等离子体降解酸性嫩黄2G及其机理探究*

本文运用电晕放电等离子体来降解染料废水中的酸性嫩黄2G,探讨了不同条件对酸性嫩黄2G的去除率的影响。实验结果显示,电晕放电等离子体可有效降解酸性嫩黄2G溶液。在放电功率90W、频率5kHZ、初始浓度20mg?L_-1、电极间距5mm、空气流速1.6L?min_-1条件下反应30min,酸性嫩黄2G的去除率可达到98.46%。降解反应遵循一级反应动力学。酸性嫩黄2G废水经放电处理后的中间产物主要为甲酸、乙酸、哌嗪、乳酸、R-3氨基哌啶、对硝基苯酚、对甲基苯甲酸、2.3-氨基-1丁烯、1-羟基-2-氨基-丙烯、2-氨基-丁烷、丙二酸、顺丁烯二酸等,这表明酸性嫩黄2G的降解过程中也有N=N的断裂,以及苯环上的Cl原子被取代等反应。     

电晕放电等离子体与H_2O_2氧化降解甲基蓝的光谱行为比较

采用紫外-可见光谱和FT-IR研究了电晕放电等离子体与H_2O_2氧化两种方法降解甲基蓝过程溶液的颜色变化和光谱行为差异。紫外-可见光谱结果表明,电晕放电等离子体降解甲基蓝过程溶液的颜色先加深再逐渐变浅,而H_2O_2氧化甲基蓝过程溶液的颜色一直变浅;H_2O_2氧化甲基蓝过程产生的中间物质在紫外-可见谱图中279 nm与372 nm处产生新吸收峰,而电晕放电等离子体降解甲基蓝过程的紫外-可见谱图中603 nm处甲基蓝发色基团吸收峰的强度先增强后减弱,并无新吸收峰出现。FT-IR分析结果表明,电晕放电等离子体技术破坏了甲基蓝结构中不稳定的环外C=C及C=N,在1 692.4 cm-1和1 400.4 cm-1处分别生成C=O和N=O的吸收峰;而H_2O_2氧化过程只破坏了C=N,在1 386.4 cm-1处产生N=O的吸收峰,表明这两种处理方法均对甲基蓝溶液有一定的降解能力。     

用活性炭吸附和TiO2光催化降解法处理酸性红G染色废水

用活性炭吸附、二氧化钛光催化降解处理酸性红G染色废水．用正交试验法研究了活性炭用量、吸附时间、二氧化钛用量、紫外灯照射时间对酸性红G去除率的影响．结果表明：若使用活性炭吸附,在20mL浓度为5．26×10^-5mol／L的废水中加0．8g活性炭,搅拌30min,废水中酸性红G去除率达97．1％．若用二氧化钛光催化降解,则在20mL相同浓度的废水中加二氧化钛0．05g,在300W紫外灯下照20min,废水中酸性红G去除率为99．2％．     

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.     

等离子体协同絮凝降解乳化油废水COD的研究

乳化油废水COD浓度高,若直接排放其对环境污染较大。采用低温等离子体协同絮凝剂处理乳化含油废水,实验研究了放电电压、放电时间、废水初始pH,放电间距、絮凝剂添加顺序、曝气量等因素对COD去除率的影响规律。结果表明:乳化油废水的COD去除率随放电电压增大和放电时间延长而增大,在气相放电对废水处理效果优于液相中通入曝气放电效果;鼓入空气对净化效果有明显影响,随曝气量增大废水COD去除率增加;但当曝气量较大时将降低废水净化效果,因为减少了反应停留时间,以及大量气流带出部分活性物质。在本研究中乳化油和去离子水体积比1∶200、初始pH为5、曝气量12L/h,放电间距8mm,先放电120min后在加入2ml絮凝剂PAC,此条件下乳化油废水COD最大去除率为90.2%。     

废铁屑活化过硫酸盐降解偶氮染料RB5废水

采用废铁屑活化过硫酸盐(PS)降解偶氮染料废水,研究铁屑投加量、过硫酸盐浓度和初始pH值对活性黑5(RB5)降解过程的影响及动力学模型.结果表明:初始pH值为6,PS浓度为0.5 mmol·L^-1,废铁屑投加量为1 g·L^-1条件为最优的反应条件;反应50 min后,活性黑5去除率可达到90.22%,180 min后去除率可达到96.97%,反应后溶液中总铁的溶出量为97.32 mg·L^-1;RB5降解后,产生的副产物苯胺的质量浓度为0.13 mg·L^-1,反应后出水的pH值从初始的6变为4.01,废铁屑/PS体系降解RB5的降解动力学符合一级动力学反应;采用废铁屑活化过硫酸盐工艺降解偶氮染料废水具有反应速度快,不需调整初始pH值、运行成本低等优势.     

废水中十六烷基三甲基溴化铵的Fenton氧化降解

研究了废水中阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)的Fenton氧化降解.考察了H2O2及Fe2+的浓度、pH值和反应时间对去除效果的影响.优化后的降解反应的条件是:pH为3.0,H2O2与CTAB浓度质量比为1:2.3,Fe2+质量浓度为20.0 mg·L-1.当CTAB初始质量浓度为20.0 mg·L-1时,在最佳反应条件下,CTAB的去除率可在30 min达到90%以上,H2O2浓度的增大有助于提高TOC的去除率.降解产物中检出CHOOH和CO2等.实验结果表明Fenton氧化降解法可以快速有效除去废水中的季铵盐阳离子表面活性剂.     

强电离放电等离子体洗消沙林模拟剂DMMP试验

利用强电离放电等离子体对沙林的模拟剂甲基磷酸二甲酯(DMMP)进行处理,通过试验考察pH值、放电气体流量、放电功率、放电室压力、等离子体流量等因素对DMMP处理效率的影响.试验结果表明,碱性条件下DMMP的降解效率要高于酸性条件下的降解效率,酸、碱性条件下DMMP的降解分别符合零级和一级反应动力学特征;DMMP降解效率随着等离子体体积流量和放电功率的增加而上升;随着放电气体流量和放电室压力的增加,DMMP的降解效率先上升后下降;在最佳反应条件下50 mg/L的DMMP水溶液可以在7 min内被完全降解.     

辉光放电等离子体降解生物染料橙黄G

利用辉光放电等离子体技术降解橙黄G偶氮染料废水,借助紫外光谱分析了其降解过程,考察了多种因素对其降解效果的影响.结果表明,提高染料初始浓度和电解质浓度可提高橙黄G的降解率.改变溶液的初始pH值,橙黄G的降解率随溶液的初始pH值升高而增加.橙黄G降解60min后,无催化剂时,降解率达到71.68%;在催化剂Fe^2＋和Mn^2＋存在时降解率达到92.48%和89.69%,COD去除率为95.85%和63.44%;H2O2存在时,降解率达到78.91%.     

高压脉冲放电等离子体处理酸性橙Ⅱ染料废水的实验研究

研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果,并研究脱色机理.结果表明,实验中所采用的多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系对酸性橙Ⅱ染料废水的脱色效果明显.在相同的脉冲电压下,系统的脉冲频率、电极间距以及溶液初始pH值和初始浓度等因素对溶液的脱色效果影响显著.在脉冲电压为30 kV,脉冲频率为75 Hz,电极间距为2.5 cm的实验条件下,反应体系放电60 min对酸性橙Ⅱ的脱色率可达92.7%.此项研究结论为进一步研究多针-板电极形式的高压脉冲放电等离子体体系的放电作用提供了依据.     

纳米铁对过硫酸盐降解酸性品红的影响研究

通过实验研究利用纳米铁活化过硫酸盐产生硫酸根自由基(·SO4-),降解染料废水中的酸性品红.通过实验研究了纳米铁的加入量、过硫酸钾的浓度、p H值、温度等因素随时间变化对酸性品红去除率的影响.结果表明:酸性品红的去除率随反应时间的延长而升高,30 min后基本趋于稳定;当酸性品红溶液初始浓度为50 mg/L时,在p H值为6.0、反应温度为80℃、过硫酸钾浓度为0.23 g/L、纳米铁浓度为0.13 g/L的条件下,酸性品红降解效果最佳,去除率可达99.7%.     

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.     

辉光放电电解等离子体降解水体中的亚甲基蓝

用辉光放电电解等离子体(GDEP)技术对模拟染料废水亚甲基蓝(MB)的降解过程进行了研究.通过紫外光谱(UV)分析了放电电压、催化剂对其脱色率的影响,用电导率仪和酸度计测定了降解液的电导率和pH值的变化.结果表明,在最佳电压为600V和放电120min时,可使200mL 20mg·L-1的MB的脱色率达到95.40%,脱色降解过程符合动力学一级反应的特征;降解过程中溶液的最大吸收波长发生蓝移,溶液的电导率先迅速增大后逐渐减小,溶液的pH值先减小后存在增大的趋势,说明在放电过程中产生了大量带电离子及酸性中间产物;Fe2+和Fe3+对MB的降解有催化作用,5min时可使MB的脱色率分别达到95.61%和93.16%;羟基自由基(·OH)对MB的降解起关键作用.     

低温等离子体净化切削液废水的研究

为了探索处理切削液乳化废水新方法,采用低温等离子体技术处理,考察放电时间、废水pH、添加无机盐、电极间距、曝气量及电压的变化等因素。结果表明:随等离子体放电处理时间延长废水净化效率提高,最后趋于平缓;酸性条件有利于废水净化处理;添加少量无机盐可提高废水的处理效率,添加氯化钙的效果优于加入硫酸铝、硫酸亚铁、氯化钠;气相放电处理效果好于液相放电和气液两相界面放电处理效果;鼓入部分空气可提高废水的处理效果,鼓入空气量太大时,废水处理效率反而下降;随输入电压增大废水净化效率增加。最后得出:输入电压25 kV、电极间距35mm、曝气量0.2L/min、氯化钙加入量1.6 g/L,放电处理30min后COD和浊度最大去除率分别为90%和92%。     

脉冲介质阻挡放电降解三氯乙烯的研究

研究了不同操作条件下脉冲介质阻挡放电等离子体对三氯乙烯的降解效果,通过红外分析探讨了降解的反应历程.结果表明:当载气为N2时,脉冲介质通过阻挡放电等离子体可实现三氯乙烯的有效降解,降解率随放电参数及气体流量的变化而变化,在保证体系能量效率最大的基础上可获得三氯乙烯降解的最佳处理条件,即输入电压25 V、脉冲频率500 Hz、脉冲占空比50％、放电间隙5 mm、气体流量300 mL/min;当载气中含O2时,三氯乙烯的降解率随输入电压的变化而变化,即输入电压小于25 V时,三氯乙烯降解率随O2的增加而提高,输入电压大于25 V时,三氯乙烯降解率随O2的增加而下降.三氯乙烯降解过程中会产生CHCl2 COCl、CCl3-CN或ClCH2CH2NH2,终产物中除含有HCl、CO2和CO外,还含有COCl2.     

无声放电和电晕放电转化温室气体比较研究

在无声放电和电晕放电条件下 ,研究了温室气体甲烷和二氧化碳的转化特性 .实验结果表明 ,甲烷和二氧化碳在不同放电形式下反应得到不同的产物 .甲烷、二氧化碳电晕放电反应的主要产物是合成气 ,无声放电反应的产物包括合成气、烃、含氧化物和高聚物等 ,类似于Fischer- Tropsch合成的产物 ,但分布不符合 Schulz- Flory方程 .在实验条件下 ,电晕放电反应体系的能量产率是 2 .2 6 mol/ (k W· h) ,无声放电反应体系的为 0 .34 mol/ (k W· h) .输入功率对等离子体反应影响较显著 ,甲烷和二氧化碳转化率随体系输入功率的提高而很快增加 .将 13X分子筛催化剂引入无声放电反应 ,提高了烃类产物选择性 ,抑制了炭黑和高聚物的生成 ,但甲烷和二氧化碳转化率分别由 6 4.3%和 5 5 .4%降低至 5 1.6 %和 41.7% ,合成气的H2 / CO比由 1.7降至 1.4     

辉光放电等离子体降解酸性橙及其生物毒性变化（英文）

采用发光细菌为受试生物考察接触辉光放电等离子体(CGDE)降解酸性橙过程中的毒性变化.研究结果表明,放电电压500 V、酸性橙浓度20 mg/L、电解质为5.2 m S/cm Na2SO4时,放电120 min,酸性橙脱色率达88.50%,TOC去除率为23.02%;对发光细菌的抑制率从最初的71.78%减小为7.51%.相同条件下,以Na Cl为电解质时,放点60 min,脱色率高达97.70%,TOC去除率为20.78%.放电10 min,降解液对发光菌的抑制率从最初的65.40%上升为79.16%,可能生成较高毒性的中间产物或联合毒性较高,随着放电时间的延长,毒性逐渐减小,放电60 min,抑制率减小为43.13%.     

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.     

FeVO4-H2O2体系中酸性品红的降解性能研究

为提高印染废水的高效、快速降解,进行了FeVO₄催化降解酸性品红水溶液的研究,考察了双氧水的初始浓度、催化剂用量和反应温度对脱色率和反应速率常数的影响。结果表明:在使用FeVO₄作为非均相Fenton催化剂时,酸性品红的氧化降解反应可以使用假一级反应动力学模型进行描述。FeVO₄投加量的增加和温度的增大都可以显著提高酸性品红降解反应速率常数。在H₂O₂浓度为13.6 mmol·L^-1,FeVO₄投加量为1.0 g·L^-1,温度25 ℃条件下,60 min时FeVO₄对酸性品红水溶液的降解率达到94.5%。同时,根据不同温度下的反应速率常数,并结合Arrhenius方程计算出酸性品红降解过程的假一级反应的活化能Ea为60.24 kJ·mol^–1。为利用多相类Fenton催化剂方法处理含酸性品红的印染废水提供理论依据。     

微气泡臭氧氧化处理酸性大红3R废水的影响因素

为了研究微气泡臭氧氧化技术处理废水的影响因素,采用微气泡臭氧氧化技术处理酸性大红3R废水,考察臭氧投加量、酸性大红3R废水初始浓度和投加活性炭对微气泡臭氧氧化过程中脱色率、TOC去除率、pH值以及臭氧利用率的影响。结果表明,提高臭氧投加量或降低酸性大红3R废水的初始浓度,酸性大红3R废水的脱色速率和TOC去除速率均有所上升,但臭氧利用率下降。煤质活性炭对微气泡臭氧氧化具有较强的催化活性,能够显著提高酸性大红3R废水的脱色速率和TOC去除速率。臭氧投加量为48.3 mg/min、酸性大红3R废水的初始质量浓度为100mg/L时,处理效果较好。此条件下,处理30min时脱色率达到100%,处理120min时TOC去除率达到78.0%,TOC去除表观反应速率常数为0.015min~(-1),臭氧利用率始终高于99%。而投加5g/L煤质活性炭后,处理15 min后脱色率达到100%,处理120 min时TOC去除率可达到91.2%,TOC去除表观反应速率常数提高至0.037min~(-1)。处理过程中出现中间产物小分子有机酸的积累并继续氧化降解,使得废水的pH值呈现先下降后升高的趋势。可见,对微气泡臭氧氧化影响因素进行优化,可提高污染物去除速率及臭氧利用率,显著改善处理性能。