高压脉冲放电等离子体处理酸性橙染料废水的实验研究

第卷增刊北京理工人学学报年月鱼竺些些网旦‘文章编号一一增刊一一高压脉冲放电等离子体处理酸性橙染料废水的实验研究王慧娟’,李杰,全燮‘人连理工大学环境与生命学院,辽宁,大连人连理工大学静电与特种电源研究所,辽宁,大连摘要研究多针一板电极形式的高刊泳冲放电等离了体体系对酸性橙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休体系对酸性橙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,脉冲频率为,电极间距为的实验条件下,反应体系放电对酸性橙的脱色率可达此项研究结论为进一步研究多针一板电极形式的高旅脉冲放电等离子体体系的放电作用提供依据关键词高压脉冲放电等离子体多针一板电极酸性橙脱色中图分类号文献标识码一一一,,,,’、,,,,毛,几,,,,一一一一一,,,,,·,,一一一很一一一染料废水的处理是当今废水处理中的难题之一随着水处理技术的不断进步,多种高新技术不收稿日期一一加签金项目国家自然科学从金资助项作者简介上慧娟。一,女,博卜生一让介「匆全燮。一〕,男,教授博十生导师慧娟等高压脉冲放电等离子体对酸性橙染料废水的研究断涌现出来,如超声波、超临界流体、等离子体、中空纤维膜分离技术、高梯度磁分离技术、反渗透技术、光化学氧化法、光催化氧化法、湿式催化氧化技术等。,在众多的废水治理新技术中,高压脉冲放电等离子体技术是一种高效率、低能耗、处理量大、操作简单的环保新技术,从而成为近年来研究的热点有关高压脉冲等离子体处理染料废水的报道,最早由等发表于年的上他们研究了单针一板电极形式的高压脉冲放电系统在水溶液中的预击穿现象,并通过反应体系对蕙醒染料的脱色效果,研究放电反应装置中的化学反应而后国外有关高压脉冲等离子体处理有机废水的研究报道多集中于对苯酚、氯酚等的降解效果,考察的因素包括放电形式、电极间距、溶液值、添加量等我国在高压脉冲放电等离子体降解水溶液中的有机物方面也做了一些研究,华中理工大学的李胜利等人研究了脉冲电晕放电等离子体对印染废水的脱色机理’复日大学的朱承驻等人研究了等离子体在内电极通入氧条件下降解水溶液中甲基紫的机理归纳有关高压脉冲放电脱色实验机理研究的分析结果,普遍认为在外加电场的作用下,高压脉冲放电电极间形成了强电场和非平衡等离子体通道等离子体通道内的分子和电子相互碰撞,通道空间富集了离子、电子、激发态的原子、分子和自由基,提供了极活泼的反应性物种,如心,,心,·,·和等这些活性物种在通常的化学反应中不易得到,但在等离子态却可持续地产生,然后引发一系列复杂的物理、化学反应,破坏染料中的脱色基团,从而达到脱色目的在反应过程中起脱色作用的最主要的活性基团是·和在己有研究结论的基础上,本项研究建立了多针一板电极高压脉冲放电体系,以考察高压脉冲放电多等离子体通道对染料的脱色效果试验部分实验装盆实验用装置如图所示圆筒容器尺寸为直径,高多针电极由个注射器针头均匀分布在一个直径为的不锈钢圆盘上直径为的不锈钢平板作接地电极脉冲电源参数为脉冲电压峰值范围为。一,脉冲频率变化范围为。一,脉冲电容为户,脉冲宽度小于,脉冲前沿上升时间低于空气通过注射器针头由泵鼓入反应体系中,本研究过程中固定鼓气速率为示波器直电流最训图】实验装茬示意图分析方法实验研究以典型的偶氮染料酸性橙为处理对象,通过电压探头采集处理过程中电源的电压信号,由数字示波器处理显示数据波形型值测试仪测定溶液的值脱色效果由紫外分光光度计在酸性橙的最大吸收波长下测定的吸光度计算得出实验方法实验用水样用去离子水和酸性橙染料配制而成,溶液的初始浓度为,该浓度下水样的值约为实验过程中每取一定水样测定吸光度,计算相应的脱色率实验中总的处理时间为结论与分析脉冲频率的影响脉冲频率是脉冲放电等离子体体系降解有机物过程中一个重要的电气因素,因此实验最先考察了脉冲频率对酸性橙染料废水脱色效果的影响在脉冲电压固定脉冲放电峰值电压为,电极间距为的实验条件下,考察脉冲频率分别为,和时放电体系对染料废水的脱色效果,结果如图所示实验结果表明在本反应体系中,脉冲频率的变化对染料废水的脱色效果影响显著,随着系统脉冲频率的增大,染料溶液脱色率提高脉冲放电处理北京理下大学学报第卷八曰八曰﹄内日︸内日︺户月性曰岁、井。曰望日、’』图脉冲频率对酸性橙脱色效果的影响一后,染料溶液的脱色率由脉冲频率为时的提高到脉冲频率为时的这一实验结论与用脉冲放电系统能量的计算公式计算所得的结果基本相符万一】了户,式中砰为放电体系中的总能量牙与脉冲放电系统的成型电容、脉冲频率沪以及脉冲电压的平方成正比鉴于整个反应体系中总的能量在传输过程中的损失无从估计,但在系统成型电容及放电电压一定的条件下,随着系统脉冲频率的增大,传入脱色