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1、第27卷 增刊河北大学学报(自然科学版)Vol.27Supp.2007年 10月JournalofHebeiUniversity(NaturalScienceEdition)Oct.2007高压脉冲放电等离子体水处理技术研究进展1211韩育宏,陆 彬,李 庆,刘志强(1.河北大学物理科学与技术学院,河北保定 071002;2.天津大学环境科学与工程学院,天津 300072) 摘 要:水中高压脉冲放电可引起多种物理和化学效应,该技术处理废水具有高能电子、紫外线、臭氧等多因素的综合作用,是集光、电、化学等多种氧化于一体的新型水处理技术,具有良好的发展前景.本文介绍了这一技术在水处理
2、方面的技术原理、高压脉冲电源、有机污染物的降解以及催化剂的应用等方面的研究进展,并提出了此技术存在的问题和前景.关键词:高压脉冲放电;等离子体;高级氧化技术;废水处理ResearchonWastewaterTreatmentbyHigh2voltagePlusedDischargePlasma1211HANYu2hong,LUBin,LIQing,LIUZhi2qiang(1.CollegeofPhysicsScienceandTechnology,HebeiUniversity,Baoding071002,China;2.CollegeofEnvironmentalScienc
3、eandTechnology,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Thepulsedhigh2voltagedischargeinwaterleadstobothphysicalandchemicalprocesses.Theprocessingtechnologyhasthecomprehensiveactionofhigh2energyelectron,ultravioletlight,ozoneetc.Thetechnologythatintegrateslight,electronicandchemicaloxid
4、ationintooneprocesshasagooddevelopmentprospect.Thepaperdiscussesthemechanism,high2voltagepulsedpower,degradationoforganicpollutantandapplicationofcatalystofthetechnology.Thenweputsforwardtheproblemsandapplicationofthetechnologyinwastewatertreatment.Keywords:pulsedhigh2voltagedischarge;plasma;
5、advancedoxidationtechnology;wastewatertreatment目前水污染治理中广泛关注的问题之一是对难降解有机物得处理,以羟基自由基作为氧化剂的高级氧化技术是去除难降解的有机污染物的有效办法.在众多的高级氧化技术中,高压脉冲体放电等离子水处理法已引起国内外许多研究者的关注.[1]高压脉冲放电等离子体水处理技术几乎是各种高级氧化技术的天然组合,具有广泛的应用前景,影响处理效果的因素很多,例如产生等离子体的方式、反应器结构、反应过程中各参数的控制等.到目前,还没发现有工业化应用的等离子污水处理设备,所作的研究都是为等离子体降解水环境中的某些污染物特别是
6、有机污染物提供了新思路.本文主要介绍高压脉冲放电等离子体降解的机理、高压脉冲电源、有机污染物的降解以及催化剂的应用等方面的研究进展,并提出展望.1 高压脉冲放电等离子体技术的作用机理高压脉冲放电是常压下产生等离子体的主要方法,水中高压脉冲放电脉冲前程短,脉冲宽度窄,因而在电场内不使离子加速的情况下,单使电子加速,从而形成无需屏蔽的高能自由电子,这些高能自由电子碰增刊韩育宏等:高压脉冲放电等离子体水处理技术研究进展·191·撞水分子,促使水分子激发裂解或电离,产生等离子体通道.这一过程同时伴随着某些物理效应和化学效[2-4]应,兼具高温热降解、高能电子辐射、臭氧氧化、紫外光降解、光
7、化学氧化、超临界水氧化、液电空化降解、高能电子、自由基、激发态分子等多种作用的综合效应,在等离子状态下发生的化学反应可突破传统化学的约束,发生一般条件下无法发生的反应.放电作用产生的这些活性物质及其高能电子轰击污染物质中C—C键及不饱和键,发生断键和开环等一系列反应,或使大分子物质变成小分子,从而提高难降解物质的可生化性,乃至最终将其去除.同时,放电过程产生的紫外光一方面单独作用分解有机物,另一方面和臭氧联合作用分解有害物质,其单独作用的机理是废水中的有机分子吸收光子后进入激发态
