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1、·22·Dec.2001HIGHVOLTAGEENGINEERINGVol.27No.6高压新技术应用脉冲电源污水处理技术StudyontheWastewaterTreatmentwithPulsedPower李冬黎,何湘宁(浙江大学电气工程学院,杭州310027)摘要论述了臭氧发生法、高压脉冲放电法和脉冲电解法[1]解决问题的关键在于改善臭氧的发生方法。等脉冲电源污水处理技术的研究现状及展望,重点论述了相早期采用的固定低频(50～60Hz)和固定中频关脉冲供电电源的最新探索,指出了限制脉冲电源污水处理技术广泛应用的主要障碍是能耗大、成本高等。然而脉冲电(400～6
2、00Hz)可变电压电源已有所改进。近年来,源污水处理技术的独特优点使其有广阔的应用前景。随着电力电子技术的发展,高频电源的制作变得简AbstractThepaperintroducesthecurrentresearchsitua-单,O3发生采用高频供电技术(1～100kHz)优点众tionanddevelopmentinthefutureofwastewatertreatment多:强化臭氧合成过程;减少装置体积和重量;降低usingozone,highvoltagepulseddischargeplasmaand发生器的工作电压;发生器产率不变时可靠性和耐pul
3、sedelectrolyse.Thelatestdevelopmentsofpulsedpower[2]appliedtowastewatertreatmentarediscussedemphatically.久性更好。研究表明,在各种脉冲波形的高频应用Themainproblemwhichrestrictstheapplicationofpulsed中供电电源采用高频快上升的方波或脉冲波形比传powertowastewatertreatmentisthatthecostofenergyis统正弦波合成臭氧效果更佳。另外,电源因放电产生high.Itisoutline
4、dthatpulsedpowertechnologyhaswide大量的热能,需要良好的散热工艺。andperspectiveapplicationsinthefieldofwastewatertreat-mentwithitsspecialadvantageandthedevelopmentofelec-2高压脉冲放电法水处理技术tricpowerindustry.关键词脉冲电源污水处理臭氧脉冲放电电解2.1基本原理Keywordspulsedpowerwastewatertreatmentozone易于实现高能化的高电压技术处理难处理工业pulsedischarg
5、eelectrolyse中图分类号TM832;X505文献标识码A污水已是当前研究热点之一。气水相间的混合系统[3～4]中施加高压窄脉冲可实现气体电晕放电。外加0引言电压幅值数10kV,上升时间ns级的高压脉冲时,电晕放电产生的电子温度高达几百度,而离子和中水环境质量恶化趋势使得传统水处理方法受到性气体温度接近常温。被这种非平衡等离子体包围挑战,相关污水处理技术逐渐成为研究热点。本文论的水滴同时承受4种效应:高能电子轰击;电晕述了臭氧发生法、高压脉冲放电法和脉冲电解法等放电产生的O3对水滴的杀菌消毒;放电产生的脉冲电源污水处理技术的应用和发展情况。紫外线对水滴起
6、光化学处理作用;放电等离子体1臭氧发生法水处理技术中产生某些活性自由基(OH基等)。它们的共同作[4]用使难处理的工业污水达到快速净化的目的。臭氧(O3)是一种可溶解于污水且氧化性很强高压脉冲放电等离子体水处理技术使放电生产的气体,通过与水中污染物反应实现净化。与其它常的臭氧与水直接作用。简化了传统臭氧净水技术的用氧化剂(如Cl2,NaClO等)相比,O3具有无色、无[5]程序,使装置小型化,既避免了O3质量浓度随时恶臭、无强腐蚀性和毒性,原料(空气)价廉易得,现[6]间的衰减,又发挥了放电产生的活性粒子的净化制现用等优点,尤其是使用后无二次污染还会增大[7]作用,
7、应用前景好。有益的区域含氧量。2.2技术关键突变电场电离空气生成活性O并与O2结合成2.2.1高压窄脉冲电源的设计O3的过程中,脉冲电源输出的电能仅7%～14%用设计脉冲电源时必须注意:电源可靠性设计,于O3的生成,其余全为热损失。电能利用效率低、其重点是电路散热和电磁兼容设计。因为电源高频工艺成本高是臭氧法水处理技术应用的主要障碍。国家教育部博士点基金资助(项目编号为200033526)2001年12月高电压技术第27卷第6期·23·放电产生大量的热能和电磁干扰。提高电源效率。2.2.2等离子体生成方法高压脉冲放电过程中非平衡等离子体的生成方
