气液两相DBD反应器优化和染料脱色效果研究

【摘要】气液两相介质阻挡放电(DBD)水处理技术是一种新型的高级氧化技术,在放电的过程中会产生数量可观的高氧化活性粒子·OH、·O3、·HO2、·O2、·H2O2·H、等),它们与高能电子轰击作用以及紫外光辐射等多种因素协同作用,对于具有高毒性以及难以降解的有机废水具有非常明显的优势。近年来,该技术已经成为国内外有机废水处理的研究热点。本文中首先在原有的气液两相DBD反应器基础上进行反应器的优化,研究了优化后反应器的放电特性,探索最佳反应条件,并利用该反应器在最佳反应条件下对罗丹明B模拟染料废水进行脱色研究。主要的工作如下：(1)对原有的气液两相DBD反应器进行了优化,避免放电过程中液相水滴溅起到介质表面,造成短路和局部放电现象,使反应器放电更加稳定；(2)研究了不同的峰值电压、放电频率以及放电间隙条件下的气液两相DBD反应器的放电特性,对于气液两相DBD和气相DBD两种放电条件下的放电形式进行讨论和分析；(3)测量了气液两相DBD的李萨如图形(Lissajous),并分析了气液两相DBD放电的放电形式,研究发现：在空气条件下,很难实现大气压辉光放电；(4)通过发射光谱法来研究气液两相DBD生成活性物种的种类,研究发现气液两相DBD产生的活性物种主要是氮气的第2正带系(c3nu→B3ng)跃迁而产生的光谱,在实验中并没有发现其他的元素的光谱,实验中同时考察了放电的峰值电压对特征谱线强度的影响；(5)研究了在最优的放电条件下,气液两相DBD对罗丹明B模拟染料废水进行了脱色处理,实验结果表明：气液两相DBD对于罗丹明B模拟染料具有明显的降解效果。另外,还研究了不同实验条件下气液两相DBD对有机废水的降解率的影响,包括峰值电压,溶液初始pH值、以及初始电导率,实验表明：放电开始后,提升峰值电压可以极大的提高罗丹明B的脱除率；溶液初始pH值对于降解效果影响不大,但是初始电导率的提高会使降解效果变差。实验过程中,设置放电条件为峰值电压为20kV,放电频率为6.5kHz,放电间隙为3mm,溶液初始浓度为100mg/L,初始pH值为3.49,初始电导率为0.069mS·cm-1,放电60min后,罗丹明B的去除率可达95%以上。
【作者】秦薇；
【导师】孙冰；
【作者基本信息】大连海事大学，环境工程，2014，硕士
【关键词】气液两相；介质阻挡放电(DBD)；李萨如图形；发射光谱；罗丹明B；

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