气相介质阻挡放电活性粒子喷射降解水中有机污染物的研究

论文摘要

本文采用气相介质阻挡放电活性粒子喷射降解水中有机污染物的方法,研究了两种类型的反应器,即线一筒式介质阻挡放电和沿面介质阻挡放电反应器,对水中有机物的降解效果及其影响因素进行了相关研究,同时分析了产生相关结果的原因,希望通过实验考察,为该技术的进一步深入研究和工业化应用提供基础数据和设计依据。研究结果如下:1.线一筒式介质阻挡放电和沿面介质阻挡放电体系活性粒子喷射降解苯酚均达到良好的效果。苯酚降解效果均随外加电压、频率的升高而升高;氧气为载气时效果要明显好于空气条件下;溶液电导率对苯酚的降解效果几乎没有影响;碱性条件下有利于苯酚降解;高的初始浓度会引起降解率的降低;2.线-筒式介质阻挡放电结构反应器在处理1000 mL初始浓度为50 mg/L苯酚溶液,电压11.5 kV,频率50 Hz,空气流量1.6 L/min,电导率10μS/cm,中性溶液条件下处理60 min,苯酚降解率可达到90%;3.沿面介质阻挡放电结构反应器在处理300 mL初始浓度为100 mg/L苯酚溶液,电压13.1 kV,频率200 Hz,氧气流量1 L/min,电导率100μS/cm,中性溶液条件下处理30 min,苯酚降解率可达到90%;4.沿面介质阻挡放电协同TiO2光催化可以达到提高苯酚降解率的目的。在外加电压11.6 kV,频率200 Hz,苯酚初始浓度100 mg/L,单次处理水量300 mL,氧气为载气,鼓气速率1 L/min,电导率100μS/cm,中性条件下,协同效果最好,处理10 min可提高苯酚降解率13%左右。同时,中间产物产生量分析结果表明,协同作用使有机物的矿化效果得到提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 绪论
• 1.1 难降解有机污染物的特性及其危害
• 1.2 难降解有机污染物的处理方法
• 1.2.1 物理化学处理法
• 1.2.2 生物处理法
• 1.2.3 高级氧化技术
• 1.3 低温等离子体技术
• 1.3.1 辉光放电
• 1.3.2 微波放电
• 1.3.3 电晕放电
• 1.4 低温等离子体水处理技术研究进展
• 1.4.1 高压电极位于液相中的放电水处理技术
• 1.4.2 高压电极位于气液混合相中的放电水处理技术
• 1.4.3 高压电极位于气相中的放电水处理技术
• 1.5 本课题的研究内容
• 2 线-筒式介质阻挡放电反应器降解苯酚的研究
• 2.1 实验仪器及方法
• 2.1.1 目标物简介
• 2.1.2 实验原料
• 2.1.3 实验仪器
• 2.1.4 实验装置
• 2.1.5 实验方法
• 2.2 实验结果及讨论
• 2.2.1 外加电压对苯酚降解率的影响
• 2.2.2 鼓气速率对苯酚降解率的影响
• 2.2.3 电导率对苯酚降解率的影响
• 2.2.4 pH值对苯酚降解率的影响
• 2.2.5 溶液初始浓度对苯酚降解率的影响
• 2.3 本章小结
• 3 沿面放电反应器降解苯酚的研究
• 3.1 实验仪器和方法
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 实验装置
• 3.1.4 实验方法
• 3.2 沿面放电反应器气体参数的影响
• 3.2.1 通入气体种类对苯酚降解率以及臭氧量的影响
• 3.2.2 通入气体流量对苯酚降解率的影响
• 3.3 沿面放电反应器电气参数的影响
• 3.3.1 外加电压对苯酚降解率的影响
• 3.3.2 频率对苯酚降解率的影响
• 3.4 沿面放电反应器溶液参数的影响
• 3.4.1 溶液电导率对苯酚降解率的影响
• 3.4.2 pH值对苯酚降解率的影响
• 3.4.3 初始浓度对苯酚降解率的影响及其能量利用率
• 3.5 本章小结
• 2光催化降解苯酚的研究'>4 沿面放电协同TiO₂光催化降解苯酚的研究
• 4.1 实验仪器及方法
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验装置
• 4.1.3 实验仪器
• 4.1.4 实验方法
• 4.2 不同实验条件下苯酚降解效果分析
• 4.2.1 载气种类的影响及动力学分析
• 4.2.2 外加电压的影响及动力学分析
• 4.2.3 频率的影响及动力学分析
• 4.2.4 自由基捕收剂的影响及动力学分析
• 4.2.5 苯酚降解的中间产物分析
• 4.3 本章小节
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢