试析液电等离子体降解有机污染物的研究

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1、广西大学硕士学位论文液电等离子体降解有机污染物的研究姓名：孙建华申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：刘自力20080524液电等离子体降解有机污染物的研究·摘要液相高压放电等离子体技术是一种新型的水处理高级氧化技术，该技术涉及等离子体物理、等离子体化学、光化学氧化、液电空化降解、超临界水氧化、臭氧化等多种水处理方法的综合效应。该技术通过等离子体产生的高能电子、活性物种(如自由基、活性分子等)与废水中的有机污染物作用，使有机污染物发生降解反应，乃至完全矿化。它不产生二次污染，是一种对水资源污染严重的造纸、制药、印染等

2、生物难降解有机废水较理想的和有潜力的水处理技术。本文自制了用于废水有机物降解的高压放电等离子体针．管连续式反应器，研究了反应器电极间距、放电时间、废水处理方式、放电电压和曝气条件等因素对诱导产生活性物质H202和03的影响。实验结果表明，电极间距和放电时间对产生H202和03的浓度有较大影响，放电电压和放电方式影响不大。曝入空气条件下进行高压放电时，水中会产生N02。、N03等阴离子，同时体系pH降低，电导率增大。本文研究了偶氮染料甲基红废水在针．管式反应器中的循环流动降解。在频率为150Hz，放电电压30kV，空气流量

3、为300mL·min～，电极间距2cm的条件下，300mL甲基红废水循环降解120min，降解率可达到95．2％。降解过程中，体系pH值不断下降，电导率逐渐增大。研究同时发现，增大空气曝气量，降低体系初始pH值有利于提高降解率；初始电导率的增加不利于降解。通过FT-IR、GCfMS分析甲基红降解过程的中间产物，降解过程可能是甲基红分子的偶氮双键被液电等离子条件下形成的自由基攻击所破’基金项目：国家自然科学基金资助项目(20466001)，广西大学科学技术研究重点基金资助项目(20心1)，广州市教育局科研项目(62040)

4、-I-坏。本文还对酚类废水的液电等离子体降解进行了研究。在电极间距2．0cm的针．管连续式反应器中，在曝入空气条件下，对硝基苯酚模拟废水降解120min，对硝基苯酚降解率可达到91．2％。研究了废水中对硝基苯酚浓度、体系初始pH值和电导率对对硝基苯酚的降解率影响。降低对硝基苯酚的初始浓度可提高其降解速率；初始pH值小对降解有利；初始电导率的增加不利于降解的进行。本文通过FT-IR、LC／MS技术跟踪降解过程中间产物，发现对硝基苯酚废水降解过程中有中间产物醌生成，在此基础上提出了对硝基苯酚的降解主要由于自由基攻击，并取代对

5、硝基苯酚的活性位所引起。关键词：液电等离子体降解有机污染物甲基红对硝基苯酚STUDYONDEGRADATIONoFoRGANICCONTAMINANTSBYHYDRO．PLASMA·ABSTRACTThetechnologyofhigh-voltagedischargeplasmaisanewlydevelopedadvancedoxidationtechnologyofremovinghazardousorganiccompoundsfromwastewater．Itrelatestoawiderangeofdisci

6、plinessuchasplasmaphysics，plasmachemistry，hydro—mechanics，thermodynamics，kinetics，high．voltagetechnology,andenviron—mentalengineering．Theplasmadegradationprocessesthesynergisticeffectsofmanywatertreatmenttechnologiessuchashightemperaturepyrolysis，photochemicaloxi

7、dation，liquidelectriccavitationdegradation，superciriticalwateroxidation，andozonization．Nonthermalplasmaisproducedduringthedischargeprocesseswherealargeamountofhighenergyelectrons，activespecies(suchasactiveradicalsandmoleculesetc)aregenerated．Thoseactivespeciesdir

8、ectlyreactwithorganicmoleculesdissolvedinwaterandoxidizethemorevengetthemcompletelymineralized．Itdoesnotcausesecondarypollutionintreatment．Itisoneofthepotentia