脈沖放電等離子體水處理技術(shù)

1、脈沖放電等離子體水處理技術(shù)脈沖放電等離子體水處理技術(shù)Wastewater Treatment by Pulsed Discharge Plasma System小組成員Contents脈沖放電等離子體簡介The Introduction of Pulsed Discharge Plasma1脈沖放電等離子體機理概況The Mechanism of Pulsed Discharge Plasma2應用及展望The Application and Outlook3Part 1脈沖放電等離子體簡介The Introduction of Pulsed Discharge Plasma1The Intr

2、oduction of Pulsed Discharge PlasmaPart 1The Introduction of Pulsed Discharge Plasma 水污染處理中廣泛關注的問題之一是對難降解有水污染處理中廣泛關注的問題之一是對難降解有機物的處理。以羥基自由基為氧化劑的高級氧化技術(shù)機物的處理。以羥基自由基為氧化劑的高級氧化技術(shù)是去除難降解有機物的有效手段。是去除難降解有機物的有效手段。 脈沖放電等離子體水處理技術(shù)幾乎是各種高級氧脈沖放電等離子體水處理技術(shù)幾乎是各種高級氧化技術(shù)的天然組合，它集合了化技術(shù)的天然組合，它集合了高能電子轟擊、羥基自高能電子轟擊、羥基自由基氧化、紫外光

3、降解、臭氧氧化由基氧化、紫外光降解、臭氧氧化等多種效應于一體，等多種效應于一體，對有機污染物的處理具有高效率、重復性好、無選擇對有機污染物的處理具有高效率、重復性好、無選擇性等優(yōu)點，且對有機污染物的降解具有廣泛的適用性，性等優(yōu)點，且對有機污染物的降解具有廣泛的適用性，因而吸引了越來越多的研究者關注，應用前景廣闊。因而吸引了越來越多的研究者關注，應用前景廣闊。Part 1The Introduction of Pulsed Discharge Plasma 通過加熱的方法可以使物質(zhì)在固、液、氣三相之間轉(zhuǎn)通過加熱的方法可以使物質(zhì)在固、液、氣三相之間轉(zhuǎn)變，稱為相變。當溫度進一步增高，原子變，稱為相變

4、。當溫度進一步增高，原子( (分子分子) )間的熱運間的熱運動動能與電離能相當?shù)臅r候，就會產(chǎn)生較多的電離過程從動動能與電離能相當?shù)臅r候，就會產(chǎn)生較多的電離過程從而變成了電離氣體，系統(tǒng)的基本組元變成了離子、電子、而變成了電離氣體，系統(tǒng)的基本組元變成了離子、電子、原子、分子以及自由基等物質(zhì)，其在整體上是呈近似電中原子、分子以及自由基等物質(zhì)，其在整體上是呈近似電中性的物質(zhì)狀態(tài)，這就是等離子體狀態(tài)。性的物質(zhì)狀態(tài)，這就是等離子體狀態(tài)。固體 冰冰液體 水水氣體 水汽水汽等離子體 電離氣體電離氣體00C1000C100000CPart 1The Introduction of Pulsed Discharg

5、e Plasma宇宙中90物質(zhì)處于等離子體態(tài)星星云云極極光光太太陽陽表表面面閃閃電電Part 1The Introduction of Pulsed Discharge Plasma 高壓脈沖放電是研究最多的電暈放電形式。高壓脈沖放電是研究最多的電暈放電形式。 由高電壓脈沖電源產(chǎn)生的極強電流在水中以極短的由高電壓脈沖電源產(chǎn)生的極強電流在水中以極短的時間時間( (納秒級納秒級) )向放電通道輸入，形成電子雪崩，巨大的向放電通道輸入，形成電子雪崩，巨大的脈沖電流使通道內(nèi)形成高能密度，由此引起局部高溫。脈沖電流使通道內(nèi)形成高能密度，由此引起局部高溫。 在放電過程中，電子與中性氣體分子和原子進行非在放

6、電過程中，電子與中性氣體分子和原子進行非彈性碰撞，使這些中性分子的激發(fā)、分解和電離更為強彈性碰撞，使這些中性分子的激發(fā)、分解和電離更為強烈，產(chǎn)生高氧化活性物質(zhì)烈，產(chǎn)生高氧化活性物質(zhì)(OH (OH 、H H2 2O O2 2等活性粒子等活性粒子) )、紫、紫外輻射、高能電子轟擊等，達到去除有機物的目的。外輻射、高能電子轟擊等，達到去除有機物的目的。高壓脈沖放電：高壓脈沖放電：Part 1The Introduction of Pulsed Discharge Plasma脈沖放電等離子體水處脈沖放電等離子體水處理系統(tǒng)一般有兩個部分理系統(tǒng)一般有兩個部分組成，一是脈沖電源供組成，一是脈沖電源供電設備

7、，另一個是等離電設備，另一個是等離子體反應器。子體反應器。高壓脈沖電源用于產(chǎn)生高壓脈沖電源用于產(chǎn)生等離子體；等離子體；反應器則利用產(chǎn)生的活反應器則利用產(chǎn)生的活性物質(zhì)以及伴隨產(chǎn)生的性物質(zhì)以及伴隨產(chǎn)生的熱、光、波等效應來凈熱、光、波等效應來凈化水質(zhì)?；|(zhì)。Part 1The Introduction of Pulsed Discharge Plasma 高壓脈沖放電產(chǎn)生的等離子體直接用于水處理始于高壓脈沖放電產(chǎn)生的等離子體直接用于水處理始于 1987 1987 年年 Cle ments Cle ments 的開創(chuàng)性工作。的開創(chuàng)性工作。2020世紀世紀9090年代中期，各國學者在此領域的研究較為活

8、躍年代中期，各國學者在此領域的研究較為活躍，研究重點集中在放電的物理效應和化學過程的實驗研究以研究重點集中在放電的物理效應和化學過程的實驗研究以及水體的殺菌消毒、難生化處理的污染物的降解、染料脫及水體的殺菌消毒、難生化處理的污染物的降解、染料脫色的應用性研究。色的應用性研究。近年來隨著等離子體應用和脈沖功率技術(shù)的發(fā)展，以及近年來隨著等離子體應用和脈沖功率技術(shù)的發(fā)展，以及污水處理環(huán)保的推動，各國科學家對脈沖放電等離子體技污水處理環(huán)保的推動，各國科學家對脈沖放電等離子體技術(shù)開展了廣泛深入的研究。歐盟委員會啟動了一個名為術(shù)開展了廣泛深入的研究。歐盟委員會啟動了一個名為“ytriDytriD”(Dir

9、ty(Dirty倒拼，意為倒拼，意為“消除污染消除污染”) )第第6 6框架計劃框架計劃的環(huán)保行動，積極積極開展污染物處理技術(shù)研究。其中參的環(huán)保行動，積極積極開展污染物處理技術(shù)研究。其中參加國有德國、比利時、荷蘭、以色列以及俄羅斯，就快脈加國有德國、比利時、荷蘭、以色列以及俄羅斯，就快脈沖放電等離子體用于難降解污水處理廠開展了廣泛的研究，沖放電等離子體用于難降解污水處理廠開展了廣泛的研究，得到了可觀的研究成果。污水中苯酚的去除率達到得到了可觀的研究成果。污水中苯酚的去除率達到9999，一些難降解的廢水一些難降解的廢水BODBODCODCOD比例提高，以便于進一步利用比例提高，以便于進一步利用生

10、物降解。生物降解。Part 1The Introduction of Pulsed Discharge Plasma日本日本GunmaGunma大學大學Masayuki SatoMasayuki Sato對脈沖放電等離子體污水對脈沖放電等離子體污水處理開展了系列研究，發(fā)現(xiàn)在水中通入氣泡可降低脈沖處理開展了系列研究，發(fā)現(xiàn)在水中通入氣泡可降低脈沖電壓、處理效果更佳。試驗驗證了在通有氧氣泡的芝加電壓、處理效果更佳。試驗驗證了在通有氧氣泡的芝加哥天藍印染廢水中進行脈沖等離子體放電處理，可達哥天藍印染廢水中進行脈沖等離子體放電處理，可達9595的脫色效果。的脫色效果。法國科學家法國科學家T TH HDa

11、ngDang研究了脈沖電壓以及能耗對處理研究了脈沖電壓以及能耗對處理效果的影響，發(fā)現(xiàn)更高的脈沖電壓對一氯酚有更好的降效果的影響，發(fā)現(xiàn)更高的脈沖電壓對一氯酚有更好的降解效率。對于含鹽較高的污水，通過添加解效率。對于含鹽較高的污水，通過添加FeCl2FeCl2發(fā)生發(fā)生FentonFenton反應產(chǎn)生更多的自由基，可以提高降解效率。反應產(chǎn)生更多的自由基，可以提高降解效率。Part 1The Introduction of Pulsed Discharge Plasma浙江大學有關學者近年來也開展了脈沖放電降解水中苯浙江大學有關學者近年來也開展了脈沖放電降解水中苯乙酮、對氯苯酚以及與臭氧聯(lián)用等的基礎性

12、實驗研究口乙酮、對氯苯酚以及與臭氧聯(lián)用等的基礎性實驗研究口引，證明了脈沖放電降解的有效性，最終使這引，證明了脈沖放電降解的有效性，最終使這2 2種物質(zhì)的種物質(zhì)的降解率達到降解率達到9090和和9696。研究發(fā)現(xiàn)向反應器通入氣體對。研究發(fā)現(xiàn)向反應器通入氣體對苯乙酮的降解非常有利，提高了苯乙酮降解率，并計算苯乙酮的降解非常有利，提高了苯乙酮降解率，并計算得到了光降解、熱解、氧化降解反應速率常數(shù)。得到了光降解、熱解、氧化降解反應速率常數(shù)。目前國內(nèi)研究水平與國際水平還存在一定差距，在機理目前國內(nèi)研究水平與國際水平還存在一定差距，在機理和應用方面都遠遠缺乏系統(tǒng)深入的研究，特別是還缺少和應用方面都遠遠缺乏

13、系統(tǒng)深入的研究，特別是還缺少高效、可靠的快脈沖電源關鍵技術(shù)，使得這項技術(shù)還沒高效、可靠的快脈沖電源關鍵技術(shù)，使得這項技術(shù)還沒有達到推廣應用的程度。為了使快脈沖放電等離子體技有達到推廣應用的程度。為了使快脈沖放電等離子體技術(shù)進一步走向應用，目前迫切需要解決其中涉及的關鍵術(shù)進一步走向應用，目前迫切需要解決其中涉及的關鍵技術(shù)問題。技術(shù)問題。Part 2脈沖放電等離子體機理概況The Mechanism of Pulsed Discharge Plasma2The Mechanism of Pulsed Discharge Plasma電子理論：電子理論：當高壓電場施加于電極上時，電極當高壓電場施加于

14、電極上時，電極間隙的自由電子會被加速，加速的電子可以與周間隙的自由電子會被加速，加速的電子可以與周圍離子化的分子碰撞生成更多的自由電子，形成圍離子化的分子碰撞生成更多的自由電子，形成等離子體通道。等離子體通道。Part 2The Mechanism of Pulsed Discharge Plasma熱力學熱力學( (氣泡氣泡) )理論：理論：強電場區(qū)域的電流引起強電場區(qū)域的電流引起液體的加熱并蒸發(fā)，進而形成氣泡，此時水溶液液體的加熱并蒸發(fā)，進而形成氣泡，此時水溶液中放電通過氣泡傳播的行為與其在氣相中的傳播中放電通過氣泡傳播的行為與其在氣相中的傳播過程相近。電場作用首先在每一個氣泡內(nèi)形成擊過程

15、相近。電場作用首先在每一個氣泡內(nèi)形成擊穿，最終導致水溶液中產(chǎn)生更高的熱量和更多的穿，最終導致水溶液中產(chǎn)生更高的熱量和更多的氣泡，直至水溶液的完全擊穿。氣泡，直至水溶液的完全擊穿。Part 2The Mechanism of Pulsed Discharge Plasma 電子理論中所描述的被加速的電子稱為高能電子電子理論中所描述的被加速的電子稱為高能電子(e(e- -，e e- -可以與其周圍的氣體分子發(fā)生一系列的化學反應，如可以與其周圍的氣體分子發(fā)生一系列的化學反應，如活化、分解、電子捕收和離子化?；罨⒎纸?、電子捕收和離子化。Part 2The Mechanism of Pulsed Di

16、scharge Plasma答辯人：XXXPart 2The Mechanism of Pulsed Discharge Plasmae-e-O2H2Oe-e-e-O3OH2O2OHHPart 2The Mechanism of Pulsed Discharge Plasma物理作用物理作用l紫外光紫外光l放電高壓放電高壓l沖擊波沖擊波Part 2The Mechanism of Pulsed Discharge Plasma化學作用化學作用l羥基自由基羥基自由基l雙氧水雙氧水H H2 2O O2 2l臭氧臭氧0 03 3Part 2The Mechanism of Pulsed Discha

17、rge Plasma 羥基自由基羥基自由基(OH)(OH)是一種重要的活性氧，從分子是一種重要的活性氧，從分子式上看是由氫氧根（式上看是由氫氧根（OHOH- -）失去一個電子形成。羥基）失去一個電子形成。羥基自由基具有極強的得電子能力也就是氧化能力，氧化自由基具有極強的得電子能力也就是氧化能力，氧化電位電位2.8v2.8v。是自然界中僅次于氟的氧化劑。是自然界中僅次于氟的氧化劑。 Part 2The Mechanism of Pulsed Discharge Plasma H H2 2O O2 2: :在紫外光照射下或與亞鐵離子在紫外光照射下或與亞鐵離子(Fe(Fe2+2+) )聯(lián)合作用聯(lián)合作

18、用均可以產(chǎn)生能氧化有機物的心均可以產(chǎn)生能氧化有機物的心H“H“在水溶液的脈沖放電過在水溶液的脈沖放電過程中，因為有高能電子的轟擊作用，可以在水溶液中生程中，因為有高能電子的轟擊作用，可以在水溶液中生成雙氧水，并在紫外光的作用下進一步分解為成雙氧水，并在紫外光的作用下進一步分解為OHOH，氧，氧化降解有機物?；到庥袡C物。Part 2The Mechanism of Pulsed Discharge Plasma 0 03 3是一種強氧化性氣體，易溶于水，其在水中的溶是一種強氧化性氣體，易溶于水，其在水中的溶解度約為氧氣的解度約為氧氣的1313倍。倍。0303以其高的氧化電位，能氧化降以其高的氧

19、化電位，能氧化降解多種難生物降解的有機物，特別是對染料分子的助色解多種難生物降解的有機物，特別是對染料分子的助色基團和發(fā)色基團有良好的選擇性和氧化性，基團和發(fā)色基團有良好的選擇性和氧化性，0 03 3的這一特的這一特性促成了其在放電廢水處理中的重要作用。性促成了其在放電廢水處理中的重要作用。Part 2The Mechanism of Pulsed Discharge Plasma 一是一是原生過程原生過程，即基本和初始過程。包括高能電子，即基本和初始過程。包括高能電子的沖擊的沖擊( (打碎大分子或開環(huán)打碎大分子或開環(huán)) )、強場及電解作用、強場及電解作用( (存在部存在部分放電形式中分放電形

20、式中) )，放電產(chǎn)物有紫外線、臭氧、自由基等。，放電產(chǎn)物有紫外線、臭氧、自由基等。 二是二是次生過程次生過程，包括紫外線、臭氧、自由基以及它，包括紫外線、臭氧、自由基以及它們的聯(lián)合作用、部分放電形式產(chǎn)生的激波作用，次生過們的聯(lián)合作用、部分放電形式產(chǎn)生的激波作用，次生過程主要由原生過程的產(chǎn)物產(chǎn)生。程主要由原生過程的產(chǎn)物產(chǎn)生。 三是三是再生過程再生過程，包括化學反應的產(chǎn)物再次受放電影，包括化學反應的產(chǎn)物再次受放電影響的過程及反應產(chǎn)物離開放電區(qū)域以后發(fā)生的反應過程，響的過程及反應產(chǎn)物離開放電區(qū)域以后發(fā)生的反應過程，主要由廢水的化學成分決定。主要由廢水的化學成分決定。 四是四是附屬過程附屬過程，包括電

21、極和容器材料參與的反應過，包括電極和容器材料參與的反應過程。程。Part 2The Mechanism of Pulsed Discharge PlasmaPart 3在水處理中的應用The Application of Pulsed Discharge Plasma3The Introduction of Pulsed Discharge PlasmaPart 3The Introduction of Pulsed Discharge Plasma 國內(nèi)外利用高壓脈沖放電技術(shù)處理水中不同污染物國內(nèi)外利用高壓脈沖放電技術(shù)處理水中不同污染物的研究較多，主要集中于有毒有害的生物難降解的有機的研究較

22、多，主要集中于有毒有害的生物難降解的有機污染物的處理，例如苯環(huán)類有機物污染物的處理，例如苯環(huán)類有機物( (苯酚、苯、甲苯、氯苯酚、苯、甲苯、氯酚、硝基酚、苯胺和多氯聯(lián)苯等酚、硝基酚、苯胺和多氯聯(lián)苯等) )、四氯乙烯、甲基叔丁、四氯乙烯、甲基叔丁基醚、乙烷基苯、蔥醒和有機染料基醚、乙烷基苯、蔥醒和有機染料( ( 如甲基藍和甲基橙如甲基藍和甲基橙) ) 等，等， 其中還包括殺菌消毒的研究。其中還包括殺菌消毒的研究。 高壓脈沖放電方式按外加電壓可分為交流、直流、高壓脈沖放電方式按外加電壓可分為交流、直流、脈沖脈沖3 3種種; ; 按介質(zhì)與反應的相態(tài)可分為按介質(zhì)與反應的相態(tài)可分為氣相氣相( (液膜表面

23、的液膜表面的氣體放電氣體放電) )、液相液相( (水中放電水中放電) )、氣液混合兩相氣液混合兩相放電等幾種。放電等幾種。Part 3The Introduction of Pulsed Discharge Plasma 氣相放電是指放電在氣相中發(fā)生氣相放電是指放電在氣相中發(fā)生的放電方式。如圖的放電方式。如圖1 1所示，反應器內(nèi)所示，反應器內(nèi)的空間一般可分成的空間一般可分成 2 2個區(qū)域：在高壓個區(qū)域：在高壓電極附近為等離子區(qū)域，放電開始后，電極附近為等離子區(qū)域，放電開始后，高壓電極首先將其附近的氣體分子電高壓電極首先將其附近的氣體分子電離，產(chǎn)生高活性的粒子。若存在氣體離，產(chǎn)生高活性的粒子。若

24、存在氣體為空氣，則可生成為空氣，則可生成 O O、H H、OHOH、和、和O O3 3等等活性粒子，在等離子區(qū)以外的區(qū)域，活性粒子，在等離子區(qū)以外的區(qū)域，電場強度比等離子區(qū)的弱，在這個區(qū)電場強度比等離子區(qū)的弱，在這個區(qū)域，氣體分子利用電能產(chǎn)生域，氣體分子利用電能產(chǎn)生 O O、O O2 2- -、 O O3 3- -、H H- -和和OHOH- -等負離子，這些離子在電等負離子，這些離子在電場力的作用下快速向液體表面運動，場力的作用下快速向液體表面運動，與水反應生成與水反應生成OHOH、OOHOOH、O O3 3等，等， 氧化降解水中污染物。氧化降解水中污染物。氣相放電氣相放電Part 3The

25、 Introduction of Pulsed Discharge Plasma 國內(nèi)朱承駐等人自制了水膜表面介質(zhì)放電反應器， 利用不銹鋼針作為內(nèi)電極，石英玻璃作為介質(zhì)，研究了在內(nèi)電極通氧氣的條件下降解水中甲基紫甲基紫，結(jié)果表明甲基紫的降解率與電壓和處理時間呈線性關系，與甲基紫初始溶液濃度呈指數(shù)關系，溶液的 pH 值隨處理時間的增加而下降，100mg/L甲基紫經(jīng)等離子體處理3s，其降解率可達 95% 以上，COD下降了50%。 Hoeben等人利用氣相放電降解苯酚廢水苯酚廢水，研究表明苯酚可有效降解，生成產(chǎn)物為苯二酚、乙醛、有機酸、水及二氧化碳， 并且對分別通入氬氣和空氣2種氣體時的降解進行研

26、究。Sano等人利用直流電暈放電針對平板結(jié)構(gòu)反應器在氣相中產(chǎn)生等離子體處理苯酚，實驗表明氣相中O2的存在對降解有利，并指出降解過程中 O3并不起主要作用，放電電極為負極時更有利于有機物降解。實驗還考察了氣體停留時間、正負電極間距、O2的濃度等因素對降解效果的影響。Part 3The Introduction of Pulsed Discharge Plasma 液相放電的整個放電過程均液相放電的整個放電過程均在溶液中進行，在溶液中進行， 一般在極不均勻一般在極不均勻電場中由尖電極產(chǎn)生。近年來發(fā)電場中由尖電極產(chǎn)生。近年來發(fā)展起來的改進形式是液電空化技展起來的改進形式是液電空化技術(shù)，即尖電極在水中

27、放電的同時術(shù)，即尖電極在水中放電的同時向溶液中通入氣體，如圖向溶液中通入氣體，如圖2 2所示。所示。向反應器中通入氣體，由于氣體向反應器中通入氣體，由于氣體的密度很小，介電常數(shù)為的密度很小，介電常數(shù)為1 1，而液，而液體的介電常數(shù)為體的介電常數(shù)為8080，因而，在液，因而，在液體中氣泡的存在是有利的，易于體中氣泡的存在是有利的，易于引起氣泡的局部放電，最終導致引起氣泡的局部放電，最終導致等離子體通道的形成，氣泡的局等離子體通道的形成，氣泡的局部放電還增加了反應活性分子，部放電還增加了反應活性分子，易于污染物的降解。易于污染物的降解。液相放電液相放電Part 3The Introduction

28、of Pulsed Discharge Plasma 國內(nèi)方面，國內(nèi)方面， 許正等人驗證了用脈沖等離子技許正等人驗證了用脈沖等離子技術(shù)降解術(shù)降解TNTTNT的可行性。的可行性。 浙江大學的文岳中等人進行了浙江大學的文岳中等人進行了苯乙酮苯乙酮的實驗，的實驗，最高降解率達最高降解率達 92% 92% ，而后又進行了高壓脈沖放電，而后又進行了高壓脈沖放電與臭氧氧化聯(lián)用降解水中對氯苯酚的實驗，與臭氧氧化聯(lián)用降解水中對氯苯酚的實驗， 結(jié)果結(jié)果表明增加臭氧濃度及降低電極間距，提高了降解表明增加臭氧濃度及降低電極間距，提高了降解效率。效率。Part 3The Introduction of Pulsed

29、Discharge Plasma混合兩相放電：混合兩相放電：氣中噴霧氣中噴霧 該放電形式一般是該放電形式一般是在極在極 不均勻電場中由不均勻電場中由尖尖( ( 線線) ) 電極產(chǎn)生，如電極產(chǎn)生，如圖圖3 3所示，所示， 利用機械噴利用機械噴霧形成氣液混合霧形成氣液混合 兩相兩相體，使放電易于發(fā)生，體，使放電易于發(fā)生，同時放電產(chǎn)生的活同時放電產(chǎn)生的活 性性粒子和液體有大的接觸粒子和液體有大的接觸面積。面積。Part 3The Introduction of Pulsed Discharge Plasma 此種放電方式處理印染廢水印染廢水的研究，用直接藍2B染料進行實驗，以直接藍2B和活性艷紅X-

30、3B進行脫色實驗， 結(jié)果發(fā)現(xiàn)等離子體可有效破壞染料發(fā)色基團。 周愛姣等進行了垃圾滲濾液垃圾滲濾液的處理研究，發(fā)現(xiàn)放電1次，COD 升高20% ，BOD5升高 59.7%，提高了滲濾液的可生化性，不調(diào)節(jié)pH值時放電1次的氨氮 去除率為30%40%，調(diào)節(jié)pH后去除率可達到60%以上。 李為等進行了放電等離子體與飼養(yǎng)酵母聯(lián)合處理味精廢水味精廢水的研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn) COD Cr 的去除 率比單獨 使用飼養(yǎng)酵母法處理增加了38.3%。 江白茹等對焦化廢水焦化廢水的處理實驗發(fā)現(xiàn)，廢水中氰化物和酚的處理效果較好，氰化物去除率達90%以上，酚的去除率達70%以上，并且提高了焦化廢水的可生化性。 Yee 等人利用

31、高壓脈沖放電等離子體與好氧生物法耦合降解四氯乙烯和四氯乙烯和2 2、4-4-二氯苯酚二氯苯酚，實驗表明前段放電處理能有效脫氯，有利于后續(xù)的生化處理。Part 3The Introduction of Pulsed Discharge Plasma 水中氣泡水中氣泡此種放電形式即電極置此種放電形式即電極置于水中同時在水中吹進于水中同時在水中吹進微小氣泡時的放電，現(xiàn)微小氣泡時的放電，現(xiàn)以玻璃器壁形以玻璃器壁形 成介質(zhì)成介質(zhì)阻擋放電，如圖阻擋放電，如圖4 4所示。所示。氣體以微小的氣泡分散氣體以微小的氣泡分散于水中，有利于放電產(chǎn)于水中，有利于放電產(chǎn)生的高生的高 能電子、臭氧、能電子、臭氧、 活性粒子

32、以及紫外光與活性粒子以及紫外光與水充分接觸，易于產(chǎn)生水充分接觸，易于產(chǎn)生羥基等自由基羥基等自由基。Part 3The Introduction of Pulsed Discharge Plasma催化劑的應用催化劑的應用 利用液電體系的化學與物理性質(zhì)，投加催化劑可以促利用液電體系的化學與物理性質(zhì)，投加催化劑可以促進更多活性物質(zhì)的產(chǎn)生，達到提高污染物去除率和電源功進更多活性物質(zhì)的產(chǎn)生，達到提高污染物去除率和電源功效的目的效的目的. . 因此，近幾年來開始了這方面的研究，將催化因此，近幾年來開始了這方面的研究，將催化劑引入到高壓脈沖放電反應器中以提升反應器性能。劑引入到高壓脈沖放電反應器中以提升反

33、應器性能。均相催化：均相催化：向反應器中加入向反應器中加入 FeFe2+2+，F(xiàn)eFe2+2+和放電產(chǎn)生的和放電產(chǎn)生的H H2 2O O2 2、紫外光發(fā)生光助芬頓反應，促進了羥基自由基的產(chǎn)率，紫外光發(fā)生光助芬頓反應，促進了羥基自由基的產(chǎn)率， 羥基自由基的增多使得苯酚的降解加快，大幅度提高了降羥基自由基的增多使得苯酚的降解加快，大幅度提高了降解率。但難于把解率。但難于把FeFe2+2+和和 FeFe3+3+從處理后溶液中分離出來，需從處理后溶液中分離出來，需要進一步的后續(xù)處理，這可能會限制它的應用。要進一步的后續(xù)處理，這可能會限制它的應用。Part 3The Introduction of Pu

34、lsed Discharge Plasma非均相催化非均相催化活性炭：活性炭：在液相針在液相針- - 板反應器中加入顆粒粒活性炭后苯板反應器中加入顆粒粒活性炭后苯酚的去除率增加近酚的去除率增加近1 1倍，模型計算和實驗結(jié)果的比較證明倍，模型計算和實驗結(jié)果的比較證明活性炭對苯酚降解具有催化作用?；钚蕴繉Ρ椒咏到饩哂写呋饔?。分子篩：分子篩：氣液混合反應器中投加不同得分子篩催化劑，氣液混合反應器中投加不同得分子篩催化劑，發(fā)現(xiàn)加入鐵型分子篩后得聯(lián)合處理過程具有協(xié)同效應。發(fā)現(xiàn)加入鐵型分子篩后得聯(lián)合處理過程具有協(xié)同效應。溶膠凝膠法制做了負載鎳或鈷的活性炭，并將它們分別溶膠凝膠法制做了負載鎳或鈷的活性炭，

35、并將它們分別作為地電極使用時提高了苯酚的降解率，并且負載鎳的作為地電極使用時提高了苯酚的降解率，并且負載鎳的活性炭地電極大大提高了活性炭地電極大大提高了TOCTOC的去除率。的去除率。TiOTiO2 2催化劑：催化劑：脈沖放電與二氧化鈦光催化劑的聯(lián)合作用脈沖放電與二氧化鈦光催化劑的聯(lián)合作用可有效地產(chǎn)生羥基、臭氧、過氧化氫等活性物種，提高可有效地產(chǎn)生羥基、臭氧、過氧化氫等活性物種，提高了苯酚、了苯酚、4-4-氯酚的降解。氯酚的降解。Part 3The Introduction of Pulsed Discharge Plasma混合催化混合催化 在液電體系和氣液混合放電體系中引入活性在液電體系和氣液混合放電體系中引入活性炭與炭與FeFe2+2+離子，在液電體系中發(fā)現(xiàn)離子，在液電體系中發(fā)現(xiàn) FeFe2+2+離子加速了離子加速了H H2 2O O2 2的分解，同時活性炭的吸附、傳質(zhì)和表面反應的分解，同時活性炭的吸附、傳質(zhì)和表面反應促進了苯酚的降解；在氣液混合放電體系發(fā)現(xiàn)至促進了苯酚的降解；在氣液混合放電體系發(fā)現(xiàn)至于氣相得多孔網(wǎng)狀玻璃質(zhì)炭的地電極促進臭氧的于氣相得多孔網(wǎng)狀玻璃質(zhì)炭的地電極促