介质阻挡放电联合脉冲电晕放电灭活水中维氏气单胞菌的效果与机制

将介质阻挡放电(DBD)与脉冲电晕放电(PCD)联合用于水中维氏气单胞菌的灭活,分析了DBD与PCD的协同效应,考察了电压、pH值、载气种类和流量等对DBD联合PCD(DBD/PCD)灭活维氏气单胞菌的影响,探讨了维氏气单胞菌的失活机制,分析了活性物质的种类和作用,并通过斑马鱼攻毒实验验证了DBD/PCD的安全性.结果表明:DBD/PCD对维氏气单胞菌的灭活效果明显高于DBD和PCD单独灭活效果,且二者的协同系数均大于1;经过420s的处理,DBD/PCD可将维氏气单胞菌的浓度降低7个数量级;增加放电电压可显著提高维氏气单胞菌的灭活效率;碱性条件下,氧气作为载气有利于维氏气单胞菌的灭活;在0.5~1.5L/min的范围内,空气流量对灭活效率的影响并不明显.DBD/PCD系统中产生的活性物质首先作用于维氏气单胞菌外膜,使其破裂,然后进入细胞内造成胞内蛋白和毒力基因的损伤,最终导致维氏气单胞菌失活.DBD/PCD系统产生的活性物质·OH、^(1)O_(2)和O_(2)·^(-)在维氏气单胞菌灭活过程中起到了重要作用.斑马鱼攻毒实验表明:DBD/PCD是一种安全高效的水体病原微生物灭活方法.

脉冲电晕放电—膜催化耦合装置降解甲苯的性能研究

用陶瓷膜管包裹不锈钢电极,通过对陶瓷膜管进行Co、Mn负载改性,构建一种新型的脉冲电晕放电—膜催化耦合体系去除模拟烟气中的甲苯。结果表明,甲苯的降解效率随放电电压、反应温度的升高而提高,螺纹状电极更有利于在高压电场作用下降解目标污染物。Co-Mn复配改性进一步提高陶瓷膜管的催化性能,当陶瓷膜管Co、Mn负载量(以质量分数计)分别为1.00%、0.11%,反应温度为30℃,气体流速为1.32 L/min,甲苯体积分数为16×10^(-6)时,脉冲电晕放电—膜催化耦合体系对甲苯的去除率可高达88.0%。同时,改性陶瓷膜管还具有抑制副产物生成、过滤去除细小颗粒物的作用。多物理场模拟软件(COMSOL)模拟分析表明,反应器中气体均匀通过电晕放电区域,电极附近气体流速较小,可以保证甲苯分子的充分降解。研究结果可为实际工业生产过程中有机废气净化提供技术支持。

脉冲电晕放电对印染废水脱色效果的实验研究

用高压毫微秒脉冲产生直接与废水接触的非平衡等离子体，能使印染废水在处理数１０秒内脱除颜色。对模拟印染废水的实验研究表明：当脉冲峰值电压达３８ｋＶ时，脱色率不受试样ｐＨ值影响，在处理４０ｓ后，脱色率达９５％以上；当脉冲峰值电压较低时，脱色率与试样ｐＨ值有关，中性试样的脱色率较低，处理４０ｓ后脱色率在４０％－５０％，而当ｐＨ＜４或ｐＨ＞７时，处理４０ｓ后脱色率最高也可达８０％以上。试样中加入ＮａＣｌ和Ｎａ２ＳＯ４的实验结果表明：Ｃｌ－使脱色率降低，而ＳＯ使脱色率提高．

脉冲电晕放电处理焦化废水的研究

焦化废水中的难降解有机酚、氰化物等不仅很难被活性污泥法完全降解 ,而且会引起活性污泥中好氧微生物的休克甚至死亡。针对这一问题 ,采用脉冲电晕放电非平衡等离子体技术对焦化废水进行处理 ,研究结果表明 ,焦化废水中的有机物酚、氰化物可以被有效地降解 ,为后续活性污泥法处理创造了有利条件 ,使焦化废水的排放污染得到有效降低。

脉冲电晕放电等离子体降解含4-氯酚废水

考察了多种因素对高压脉冲电晕放电等离子体降解废水中 4 氯酚效果的影响 ,同时对 4 氯酚降解过程动力学进行了研究 .提高脉冲电压峰值和气体的流量以及降低废水溶液的电导率均可提高 4 氯酚的降解效果 ,而醇类化合物的存在将明显降低 4 氯酚的降解率 .4 氯酚的降解过程符合一级反应 ,降解速率常数与降解温度的关系符合Arrhenius公式 .当废水的初始 pH值为 7 0、电导率为 80 μS·cm-1、脉冲电压峰值为 30kV、放电频率为 6 0Hz、放电电极直径为 0 6mm、放电距离为 3 0cm时 ,指前因子A =1 36 5× 10 -2 min-1,实验活化能Ea=5 12 9kJ·mol-1.得到了降解速率常数与脉冲电压峰值、放电频率。

脉冲电晕放电协同烟气脱硫脱硝试验研究

脉冲电晕放电对PM2.5具有一定的凝并作用,与直流静电除尘器相结合可以提高燃煤电厂烟气中粉尘的脱除效率,基于脉冲电晕放电还可以将烟气中的NO、SO2氧化成NO2、SO3等易吸收的物质成分,与传统的液相吸收洗涤技术相结合可提高NO、SO2的脱除效率.文中进行了脉冲电晕放电协同烟气脱硫脱硝的试验研究,研究了影响NO、SO2转化效率的主要因素.实验结果表明,提高脉冲峰值电压、脉冲频率、脉冲放电电极数目,延长停留时间,降低气体初始浓度有助于提高NO、SO2的转化效率;增加空气湿度可以显著提高SO2的转化效率.在本试验中,当NO、SO2初始浓度为150×10-6左右时,其相应的转化效率可以分别达到70%、90%.

高压脉冲电晕放电等离子体降解废水中苯酚

考察了多种因素对高压脉冲电晕放电低温等离子体法降解水中苯酚效果的影响 .提高脉冲电压峰值和放电频率、延长放电时间等均可大大提高降解效果 .自由基清除剂如正丁醇和缓冲剂如硼酸盐的存在均会显著降低降解效果 .1 0 0mg·L- 1苯酚废水溶液放电处理 1 80min ,最高降解率达 67 3 % .当放电处理 42 0min时 ,废水的TOC下降 83 8% .

脉冲电晕放电去除NO的反应途径研究

对脉冲放电等离子体条件下去除ＮＯ的宏观反应机理进行研究结果表明，不同氧含量的氮气流中ＮＯ的脱除均同时存在氧化、分解与还原三条途径。气流中氧含量不同，起主导的反应也不相同。还考察了ＮＨ３气、Ｈ２Ｏ蒸气等调质剂对反应途径的影响。ＮＨ３的加入有利于ＮＯ通过还原途径脱除，但同时导致生成Ｎ２Ｏ反应的加剧，而产生二次污染，由此说明ＮＨ３加入位置的重要性。水蒸气在等离子体作用下产生氧化性物种，有利于ＮＯ的氧化脱除。本实验条件下加入气流量１％的水气即能使ＮＯ氧化脱除率增加２０％左右。实验还考察了电参数（峰值电压、脉冲重复频率等）对ＮＯ脱除反应的影响。最后对本实验条件下的反应机理进行推断，所得结果对脉冲电晕等离子体烟气脱ＮＯ工艺研究具有一定的指导意义。

脉冲电晕放电烟气脱硫的影响因素

脉冲放电脱硫反应器电极结构采用线 板式电极 ,正极性窄脉冲高电压供电 ,试验烟气流量为 1 0 0 0～30 0 0m3/h .主要研究了脉冲放电脱硫的运行参数对脱硫效果的影响 ,目的是为脉冲放电烟气脱硫工业应用提供科学依据 .得出的试验结果 :烟气中SO2 浓度在 1 0 0 0～ 2 0 0 0ml/m3 范围内 ,烟气温度在 60℃～ 80℃范围内 ,氨加入量按摩尔比NH3∶SO2 =2∶1加入 ,能耗 3～ 5W·h/Nm3,SO2 脱除率达到 80

脉冲电晕放电中OH自由基的发射光谱研究

采用发射光谱法测量了在加湿的空气、氮气、氩气3种气体背景下脉冲电晕放电产生的OH自由基,通过对发射谱线的分析,研究了在3种背景条件下,脉冲峰值电压、脉冲频率等因素对OH自由基产生过程的影响,着重研究了气体湿度对OH自由基产生过程的影响以及OH自由基在放电电场中的分布特性。实验表明OH自由基的生成量随脉冲峰值电压和脉冲频率的增大而增大,而湿度变化对其影响则与放电背景环境有关,不同背景气体下其变化规律也不相同。空气中放电时产生的OH自由基数量随湿度的增大而增大,氮气中OH自由基的生成量随湿度增大呈先增大后减小趋势,而氩气中OH自由基数量随湿度的增大呈先减少后增大趋势。OH自由基在放电电场中的分布呈从针电极中心向四周逐渐减少趋势。

脉冲电晕放电处理低浓度硫化氢气体

采用线筒式脉冲电晕反应器对硫化氢气体进行去除,考察了影响硫化氢去除率的主要参数。当气体的停留时间为17s、硫化氢的初始质量浓度约为100mg/m3、峰值电压为48kV时,对硫化氢的去除率接近96%,且增加峰值电压、气体停留时间或气体中的氧气含量可提高硫化氢的去除率。对放电作用下硫化氢的去除动力学进行了研究,并对硫化氢的分解产物进行了初步分析。

脉冲电晕放电等离子体降解苯酚废水的研究

考察了多种因素对高压脉冲电晕放电等离子体降解废水中苯酚效果的影响 ,同时对苯酚降解过程动力学进行了研究。提高脉冲电压峰值和气体的流量以及降低废水溶液的电导率均可提高苯酚的降解率 ,而醇类化合物的存在却明显降低苯酚的降解效果。苯酚的降解过程符合 1级反应 ,降解速率常数 (k)与降解温度(T)的关系符合 Arrhenius公式。即 C=C0 exp(- kt)、k=Aexp(- Ea/ RT)。当废水的初始 p H值和电导率分别为 7.0和 80μS· cm-1、脉冲峰压和放电频率分别为 32 k V和 6 0 Hz、放电电极直径和放电距离分别为 0 .6mm和 3.0 cm时 ,指前因子 A=36 .0 min-1,表观活化能 Ea=2 4.7k J· mol-1。

脉冲电晕放电等离子体降解4-氯酚废水的研究

在废水中进行直接高压脉冲电晕放电产生的非平衡等离子体可以有效地氧化降解水溶液中的有机物。研究表明,在不同的放电条件下废水溶液中4-氯酚的降解过程均符合一级反应,即C=C0e-kt。提高脉冲峰压和放电频率可以提高4-氯酚的降解速率,而增大放电电极与接地电极间的距离将严重降低4-氯酚的降解速率。在一定的放电条件下,4-氯酚降解速率常数k与脉冲峰压Vp、放电频率f和放电距离l的关系符合:k=10-8(Vp)4.22、k=4.78×10-6 f 1.81和k=-1.184×10-2lnl+0.02153。

脉冲电晕放电等离子体去除污染土壤热脱附尾气中的DDTs

为探索新型产业化应用热脱附尾气处理技术,采用脉冲电晕放电等离子体技术对含DDTs的热脱附尾气进行处理,考察了工艺参数如脉冲电压、脉冲频率、ρ(DDTs)和停留时间对DDTs处理效果的影响,分析了DDTs经低温等离子体处理后的分解产物.结果表明,DDTs的去除率随脉冲电压的升高、脉冲频率的增大和停留时间的延长而增加,随进气中ρ(DDTs)的升高而降低,但去除量随进气中ρ(DDTs)的升高而增大.进气中的ρ(DDTs)为30.0 mg/m^3,停留时间为10 s,脉冲电压为30.0 kV,脉冲频率为50 Hz时,DDTs的去除率为82.5%.低温等离子体处理后,尾气中的ρ(p,p'-DDT)、ρ(o,p'-DDT)和ρ(p,p'-DDD)降低,ρ(p,p'-DDE)反而升高,另有微量的二苯甲烷、二苯甲醇、4,4'-二氯二苯甲烷、2,4'-二氯苯甲酮和1,1-双(对氯苯)-2-氯乙烯等分解产物被检出.研究显示,脉冲放电等离子体技术具有去除效率高等特点,可有效去除含DDTs的热脱附尾气.

脉冲电晕放电脱硫产物研究

模拟烟气的脉冲放电等离子体活化法脱除ＳＯ２产物分析结果表明：在温度６０℃～７０℃，氨硫化学计量比为１∶１条件下，（ＮＨ４）２ＳＯ４含量占脉冲放电脱硫产物含量的８０％以上；５０％左右的产物吸附于反应器内，其余部分随着尾气排出；提高电压有利于正盐的生成；尾气与反应器中（ＮＨ４）２ＳＯ４比值也随之增大．测定了不同温度下（ＮＨ４）２ＳＯ３的化学平衡常数，得出在氨硫化学计量比１∶１，温度６０℃～７０℃的脉冲烟气脱硫条件下，均相的尾气中不存在亚硫酸盐产物．证实了在多相的胶体反应气中，ＳＯ２首先与ＮＨ３等结合生成ＨＳＯ－３，后经过链反应机制被脱除是脉冲脱硫的主要氧化途径；

脉冲电晕放电治理有机废气的研究——放电反应器结构

对脉冲电晕法治理甲苯有机废气进行了实验,考察了放电反应器结构及参数对其性能的影响。结果表明,对线—筒式反应器,当直径较小时,去除率较高,但易发生火花放电,实验条件下直径20mm的反应器效果较好。若采用陶瓷管反应器,其效果较金属管明显提高,脉冲峰值电压VP为42kV时,可使甲苯的去除率由40％提高到61％左右。对线—板式反应器,放电间隙越大,甲苯的去除率越低,使用陶瓷板反应器可使甲苯去除率明显提高。

脉冲电晕放电特性研究

对脉冲电晕放电系统的伏安特性进行了理论分析，以便为脉冲放电系统的实际应用提供依据． 推导出了脉冲放电电压、放电电流和脉冲上升时间的理论公式；分析了回路参数对脉冲放电特性的影响；并将理论计算和实际测得的两个波形进行了比较． 确定出实际应用电路所采用的元件参数，即电容要采用介损小和电感量低的高频脉冲电容，脉冲成形电容应大于反应器的静态电容，实际设计中一般脉冲成形电容为反应器静态电容的３～５倍．

采用脉冲电晕放电离子源的离子迁移谱仪

尝试采用脉冲电晕放电作为离子迁移谱仪中的放射性离子源以简化离子迁移谱仪结构。研究了脉冲电晕放电的特性,测量了单次脉冲电晕放电产生的正离子数,以及正离子数与高压脉冲的关系,正离子数与电极间距的关系以及在不同针尖曲率半径下,正离子数随高压脉冲的变化。确定脉冲电晕放电离子源的各电极参数后,设计了脉冲电晕放电离子源及相应的离子迁移谱仪主体结构。最后,利用自行设计的离子迁移谱仪,探测了空气中反应物离子H+(H2O)n的迁移谱。结果显示:离子迁移谱的峰值对应时间为47.5ms,峰值半高宽为7.5ms,由此算出离子迁移谱仪的谱分辨率为6.33。实验验证了脉冲电晕放电作为离子迁移谱仪离子源的可行性。由于脉冲电晕放电结构极易采用微机电系统(MEMS)技术实现,其对应的迁移管和传统迁移管相比去除了离子门,简化了离子迁移谱仪的结构。

脉冲电晕放电下焦化废水脱硫的研究

在脉冲电晕放电条件下用武汉钢铁厂的炼焦废水进行了烟气脱硫实验 .研究表明 ,焦化废水具有良好的脱硫能力 ,在实验温度范围内 ,其脱硫能力随烟气温度升高而增加 .在烟气流量 4 2 8m3 /h ,烟气温度 6 5℃ ,废水流量 10 7L/h时 ,脱硫率为85 % ;引入脉冲电晕进一步提高了脱硫率 ,在电压 5 2kV时脱硫率提高到 90 % .在脱除烟气中SO2 的同时 ,脉冲电晕放电使焦化废水中的油和酚的含量分别降低了 39 2 6 %和 6 8 75 % ,并使 99 98%的氰化物被除去 。

脉冲电晕放电降解CFC-113和CCl_4

催化降解ＣＦＣ－１１３和ＣＣｌ４难度较大．采用脉冲电晕与吸附相结合，在电晕反应器中加入吸附剂（如γ－Ａｌ２Ｏ３），显著提高了降解效果．实验结果揭示吸附剂的比表面与孔径大小显著影响ＣＦＣ－１１３和ＣＣｌ４的降解反应活性以及副产物臭氧浓度．本研究开发出一种Ａｌ２Ｏ３－Ⅱ吸附剂，它的比表面为９４．４ｍ２／ｇ，孔径＜０．０５μｍ，当它与高压脉冲电晕放电相结合时，一方面提高了降解率，另一方面抑制了臭氧生成。