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脉冲放电等离子体水处理作为一种新型的水处理高级氧化技术,包含了高能电子轰击、羟基自由基氧化、臭氧氧化、双氧水氧化以及紫外光降解等多种效应。其优点是对有机污染物的处理可以无选择性、效率高、二次污染少等。由于该技术在常温下即可与有机物分子键发生高效的裂解反应,并且在过程中无需从添加外部试剂,因而是一项很有广阔的应用前景的水处理技术。本文运用脉冲介质阻挡放电等离子体,对实际废水垃圾渗滤液以及模拟废水罗丹明B溶液进行了处理和分析。主要研究内容为:1.建立了一套等离子体污水处理系统。该系统由电源和反应器构成。电源部分采用高压脉冲源供电,可以提供陡峭的脉冲前沿以及短脉宽,这就能够在不使电场内离子加速的情况下,单使电子加速,从而形成高能电子。反应器部分采用介质阻挡放电形式,这样可以获得大面积放电通道,利于水处理的规模化,而且电极被介质覆盖,避免了放电时的电解效应和焦耳热效应。2.以气-液两相混合的处理方式设计制作反应器A用以处理实际废水垃圾渗滤液。该结构的优点在于,在降解污水的过程中,强电场的作用可以直接作用于液体。此外,采用雾化喷头的方法进行水循环,增加放电产生的活性氧化剂与污染物的接触机会。研究了放电时间、通入氧气、初始pH值、结合芬顿反应等因素对垃圾渗滤液COD去除的影响。结果表明,将放电处理结合芬顿反应的效果,在通入氧气,pH=3,处理时间40min的条件下,垃圾渗滤液的COD去除率可以达到60%。同时,溶液的去色效果也很明显。3.以液相为接地极的处理方式设计制作反应器B用以处理模拟废水罗丹明B溶液。该结构的优点在于,将废水用来作为其中的一个电极,这样可以利用污水的高电导率,减少其对放电过程的负面影响。研究了一些因素的影响,例如脉冲峰值电压,放电频率、pH值以及紫外光的协同作用等等。结果表明,综合使用这些产生的反应物,可以有效地对该染料进行降解,并且臭氧在这一过程中,占据了极其重要的作用。随着输入能量的增加,降解效率也逐步增强。罗丹明B的去除率在高电导率的条件下可达99.9%。4.对脉冲放电等离子体水处理过程中所涉及到的主要强氧化剂(羟基自由基和臭氧)的产生过程以及降解有机物的反应机理进行了概括,由此对罗丹明B的降解历程和降解产物进行推断。罗丹明B的最终降解产物可能是一些有机酸、醇以及醛等等小分子物质。