高压脉冲电晕放电等离子体降解煤制天然气含酚废水

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1、学兔兔www.xuetutu.com第5期李隽：高压脉冲电晕放电等离子体降解煤制天然气含酚废水49高压脉冲电晕放电等离子体降解煤制天然气含酚废水李隽(江苏食品职业技术学院生物化工系，江苏淮安223003)摘要：在废水中进行直接高压脉冲电晕放电产生的等离子体可以有效地降解其中的有机物。考察了多种因素对高压脉冲电晕放电等离子体降解含酚废水效果的影响。减小放电电极的直径、提高废水的pH、光催化剂以及过氧化氢的存在等均可提高含酚废水的降解率。对质量浓度为lOOmg／L的对氯苯酚废水而言，高压脉冲放电降解与过氧化氢降解的协同效应可达17．

2、81％。关键词：高压脉冲电晕放电；等离子体；降解；含酚废水；过氧化氢；协同效应中图分类号：0646文献标识码：A文章编号：1001—9219(2011)05-49—04随着现代工业特别是有机化工、石油化工、医波器联合测量脉冲放电特性参数。用高效液相色谱药、农药等生产工业的迅速发展，有机化合物的产仪测定废水中对氯苯酚或苯酚的浓度。量和种类与13俱增。目前已知的有机化合物超过700万种，且每年以成千上万种的速度在增加。这导致天然水体中污染物的种类急剧增加。利用色谱一质谱(GC—Ms)分析技术检测到原水中有超过2221种有机物，约有7

3、56种存在于饮用水中。其中约有20种致癌物、23种可疑致癌物、l8种促癌物、56种致突变物【”。废水中的毒性成分主要是重金属和毒1-PulsedDischargeGenerator；2-DegradationReactor；3-EarthElectrode；性有机物。重金属可通过电沉积法有效回收。而可4-DischargeElectrode；5-High-vohageProbe；6-Oscilloscope；7-Flowmeter；溶性的有机物如酚用常规工艺如生物处理法难以~--GasCylinder将其有效除去。近年来，利用在

4、水溶液中进行直接图1实验装置示意图Fig．1Schematicdiagramofexperimentalsetup高压脉冲放电降解有机物的研究也有报道。近年来，国内煤制天然气行业发展迅猛，对该过程产生除考察因素发生变化以及特别说明外，本文所的含酚废水的处理仍然是一个富有挑战性的课题。有实验涉及到的降解条件为：废水体积(V)250mL、本文以含酚模拟废水为对象，研究了高压脉冲放电废水中对氯苯酚初始浓度(co)100mg／L、脉冲电压峰降解工艺中多种参数和因素对废水降解效果的影值(V)35kV、放电频率(／)60Hz、放电电极直径(

5、∞响。0．6ram、电极间距(d)3．Ocm、废水的初始pH(pH0)7．0、废水温度(T)25~C以及从放电电极通人的氧气流量1实验方法(Q02)200mL／min。实验废水由化学纯对氯苯酚或苯酚和纯水配2结果与讨论制。实验装置如图l所示。主要由高压脉冲发生器、降解反应槽以及辅助设备构成。放电反应器材质为2．1放电电极的直径对对氯苯酚降解率的影响绝缘材料。放电电极为针型电极，接地电极为金属在脉冲放电过程中，放电电极的直径是一个重钢板。脉冲电源的特性参数为：脉冲宽度~<400ns，要的参数。其对废水中对氯苯酚降解率的影响如图脉冲

6、前沿上升时间~50ns。采用高压探头和高频示2所示。由图2可见，随着放电电极直径的增大，废水收稿日期：2011-08·12；作者简介：李隽(1975一)，女，硕士，讲师，从事精细化工和废水处理的研究，电邮ljeym515@163．中对氯苯酚的降解率急剧下降。这里所用的接地电COm极为直径等于4．6cm的钢板，而放电电极直径很小学兔兔www.xuetutu.com天然气化工2011年第36卷由图3可见，在保持表观电场强度不变的条件下，对氯苯酚的降解率随脉冲电压峰值(同时电极间距成比例地增加)的提高而上升。这说明，提高脉冲电压峰值对

7、对氯苯酚的降解率的促进作用大于增大电极间距对对氯苯酚降解率的抑制作用。这与由文献报道的高压脉冲放电降解废水的数学模型得出的结论相一致翻。2．3废水pH对含酚废水降解率的影响各个行业的废水性质和酸碱度不尽相同，因此有必要研究废水酸碱度对脉冲放电降解效果的影响。由于放电会产生过氧化氢和将有机物氧化降解◆一de=O．6mm■一de=O．9mm▲一de=1．6mm为有机酸，因此废水溶液的pH在放电过程中不断图2放电电极直径对4一氯酚降解率的影响下降，让其保持不变是不现实的。因此这里只考察Fig．2Effectofdischargeele

8、ctrodediameterondegradationofp-chlorophenol(最大直径1．6ram)。放电电极直径越小，放电电极与接地电极尺寸就越不对称，放电就越易形成。提高放电电极直径将提高脉冲放电的起晕电压网，使得放电产生的流光强度和单次放电过程中