介质特性对DBD降解苯的影响

为了提高介质阻挡放电(dielectric barrier discharge,DBD)等离子体的处理效率,研究了内外介质组成分别为:(1)石英 石英;(2)陶瓷 石英;(3)陶瓷 陶瓷这3种情况下苯的降解情况.试验结果表明,在处理低浓度含苯废气时,陶瓷 陶瓷效果最好;陶瓷(内管) 石英(外管)在处理高浓度含苯废气时显示出优势.通过对气相产物和固相结焦产物的分析验证了DBD能有效降解苯,降解产物不会带来新的污染.进一步分析了实验条件和介质材料的变化对DBD降解苯的影响机理.     

介质阻挡放电和水吸收联合降解挥发性有机化合物

依据介质阻挡放电(DBD)和溶液吸收处理气态污染物的原理,设计出一种DBD和水吸收联合降解挥发性有机化合物(VOCs)的实验装置.研究其对甲苯的降解效果.考察了放电电压、甲苯初始浓度、模拟废气流量对甲苯降解效果的影响.分析了DBD和水吸收的相互作用.结果表明.DBD和水吸收联合可以提高甲苯的降解率.在放电电压为15.9 kV时甲苯的降解率为81.5%.比单独放电时提高了13.3百分点;甲苯的降解率随着放电电压增大而升高,随着气体流量和甲苯初始浓度增大而降低.该技术可以作为放电等离子体前处理工艺,为高效处理上业废气提供参考.     

气相介质阻挡放电氧化降解酸性红88的机理

为了有效处理难生物降解的染料废水，采用气相介质阻挡放电产生以羟基自由基为主的氧化性物质，对偶氮染料酸性红88（AR88）进行了氧化降解，并对放电过程中各化学效应对AR88降解的作用机理进行了分析。结果表明，当用相对湿度100％的空气为气源时，放电过程中生成的活性物种如OH·、O，和H2O2是引起放电过程中AR88氧化降解反应的主体，其中OH·在AR88的降解过程中起主要作用，O3参与了对AR88的氧化降解，H2O2对AR88的降解没有明显作用。采用GC／MS分析AR88的主要降解中间产物为萘磺酸、1，2-萘醌、1，2-苯并吡喃酮、萘酚和邻苯二甲酸。通过产物测定和前线电子密度理论，推测了降解途径。     

纳米TiO2薄膜在不同陶瓷表面的负载及其光催化性能研究

利用2种不同表面处理的陶瓷作为载体，用溶胶凝胶法在其表面进行了纳米TiO2光催化薄膜的负载。采用X射线衍射法（XRD）、X射线光电于能谱仪（XPS）和扫描电镜（SEM）对薄膜的粒径、横断面及表面组成进行了表征和分析，结果表明，TiO2的平均粒径约为15nm，釉面陶瓷TiO2薄膜分布均匀，膜厚约为300nm；无釉陶瓷TiO2薄膜分布不均，膜层不明显；2种载体中的一些基质离子在TiO2薄膜有渗透。苯酚的降解实验表明，以2种不同表面处理的陶瓷为载体的TiO2薄膜对苯酚的降解均符合一级反应动力学，就催化活性而言，TiO2／釉面陶瓷〉TiO2／无釉陶瓷，分析认为基质渗透的Ca^2＋有降低TiO2光催化活性的作用；该薄膜对实际生产多菌灵废水具有催化降解作用。重复降解实验20次，TiO2／釉面陶瓷和TiO2／无釉陶瓷对苯酚的去除率仅分别降低9％和6％。     

高压电弧放电处理偶氮染料废水

用高压电弧放电产生的低温等离子体对含偶氮染料的废水进行了处理，以甲基橙为例研究了电压幅值、处理时间、溶液初始浓度、溶液初始pH值、投加Fe^2＋和Fe^3＋对染料脱色的影响。实验结果表明，甲基橙浓度为50mg／L时其降解率随时间和电压幅值的增加而增加。溶液初始浓度对染料去除效果影响较为明显，同等条件下初始浓度越低降解率越高。酸性条件下有利于低温等离子体处理甲基橙。Fe^2＋和Fe^3＋对低温等离子体降解甲基橙有一定的催化作用。电压8kV处理3min，Fe^2＋为20mg／L时去除率由89．64％增至99．72％。Fe2（SO4），的最佳投加量为5mg／L（以Fe^3＋计），而FeCl，的最佳投加量为80mg／L（以Fe^3＋计）。     

5ASB反应器对芳香族化合物反硝化降解特性研究

以苯、联苯和萘为模型化合物，研究了上流式厌氧污泥床反应器（UASB）在反硝化连续流运行条件下对含上述污染物废水的处理效果，并以葡萄糖为补充碳源，考察了COD／NO3^--N（简称C／N）比对有机物反硝化降解特性的影响。研究结果表明，当进水COD浓度约为900mg／L，苯、联苯和萘总浓度约为60mg／L，NO3^--N为20～60mg／L时，UASB反应器能够在硝酸盐还原条件下稳定去除废水中有机污染物，其中COD平均去除率可达到85％，苯、萘和联苯平均去除率分别为90％、81％和71％。3种芳香烃反硝化降解速率顺序为苯〉萘〉联苯。C／N比对苯的降解影响不十分显著，在C／N为5～30范围内，苯的去除率稳定在87％～92％；萘和联苯去除率受C／N影响较大，在C／N比为15时萘和联苯的去除率均达到最大，分别为82％和77％。     

单介质和双介质阻挡放电低温等离子体降解甲苯的比较

为研究介质阻挡放电(DBD)反应器结构对低温等离子体降解甲苯的影响,设计了具有单层介质和双层介质的DBD反应器。对2种反应器的放电特征、甲苯去除率、矿化率、CO_2选择性和能量效率进行了比较,并对施加电压和初始浓度对甲苯降解效果的影响进行了分析。结果表明:在相同电压下,双介质反应器(DDBD)具有更高的电场强度,而单介质反应器(SDBD)的输入功率更高;当甲苯浓度和电压分别为616、1 027、1 848 mg·m~(-3)和14～24 kV时,双介质中的甲苯去除率为9.4%～100%、7.4%～99%、5.1%～64%,单介质为67%～98%、46%～90%、26%～59%。这说明低电压下单介质反应器的甲苯去除率更高,而高电压下则相反,并且,浓度降低、电压升高有利于甲苯的降解。单介质反应器的能量效率随电压升高而降低,双介质反应器则先升高后下降,且双介质反应器的能量效率高于单介质反应器(16～24 kV)。以上研究可为介质阻挡放电在VOCs去除方面的应用提供参考。     

介质阻挡放电联合锰基催化剂对乙酸乙酯的降解效果

采用等体积浸渍法制备锰基催化剂MnO_x/13X和MnO_x/γ-Al_2O_3,并在吸附-间歇放电模式下研究了其联合介质阻挡放电(DBD)等离子体对乙酸乙酯的氧化性能;对催化剂进行BET、SEM和XPS表征,以分析不同载体的Mn基催化剂氧化效果存在差异的原因。DBD氧化实验结果表明:与13X和γ-Al_2O_3相比,负载活性组分MnO_x后,CO_x产率分别提高了36.3%(MnO_x/13X)和29%(MnO_x/γ-Al_2O_3),CO_2选择性均提高至98%以上,副产物臭氧明显减少。表征结果显示,MnO_x/13X上的Mn~(4+)和晶格氧含量更高,更有利于乙酸乙酯的降解。结合吸附态乙酸乙酯的等离子体降解机理和不同填充材料的实验数据,建立了相应的动力学模型,为DBD降解挥发性有机物系统中催化剂的优化及其应用提供参考。     

介质阻挡放电低温等离子体技术处理3种代表性VOC

采用介质阻挡放电低温等离子体技术处理苯、乙酸乙酯和二氯甲烷,考察了反应器的结构、输出电压、初始浓度以及气速等条件对降解率和能量效率的影响。结果表明:3种VOC中,二氯甲烷最易被降解,乙酸乙酯次之,而苯的降解率最低;双介质阻挡放电反应器对VOC的处理效果优于单介质,在输出电压为15 kV的条件下,采用双介质反应器对VOC的降解率可达99%;输出电压越高,挥发性有机废气的降解率越高,在输出电压从15 kV(P=73.7 W)降低到10 kV(P=21 W),VOC的降解率从99%降低到6.6%;VOC浓度越高降解率越低,在VOC初始浓度从244 mg·m~(-3)升高到2 542 mg·m~(-3)时,降解率从96.9%降低到63.98%;气速直接关乎停留时间,停留时间延长,降解率提高,气速300 L·h~(-1)下降到100 L·h~(-1),降解率从78%提高到97%。     

介质阻挡放电低温等离子降解挥发性有机物的研究进展

介质阻挡放电(DBD)由于具有操作简单、安全可靠、反应快、电子能量高等优点成为低温等离子体研究的热点。综述了DBD单独作用、DBD-非催化剂填料以及DBD-催化剂协同技术在挥发性有机物(VOCs)处理方面的主要研究进展;讨论了温度、水蒸气含量、氧气含量、VOCs浓度、流量、放电功率等因素对DBD降解VOCs的影响;在此基础上,对DBD降解VOCs的研究前景进行了展望。     

Products of thermal degradation of dielectric fluids

Polychlorinated dibenzofurans (PCDFs) are formed in the combustion of polychlorinated biphenyls (PCBs), trichlorobenzene, and tetrachloroethylene transformer dielectric fluids. Polychlorinated dibenzodioxins (PCDDs) are also observed, but at lower levels.     

介质阻挡等离子放电臭氧氧化乙醛废水

对介质阻挡等离子体放电产生臭氧以及臭氧氧化乙醛模拟废水(乙醛水)的过程特性进行了研究。纯氧的介质阻挡等离子放电产生含有一定臭氧浓度的氧气流,含臭氧的氧气流通入模拟乙醛废水中对乙醛进行臭氧氧化。研究发现,乙醛可以被臭氧深度氧化成CO和CO2,CO2的选择性为66%~80%。乙醛去除反应是臭氧浓度的一级反应和乙醛浓度的一级反应。臭氧氧化乙醛的能量效率随能量密度的增加而降低。研究还表明,如能循环使用未能和废水中的乙醛发生反应的臭氧有望降低臭氧处理废水的成本。     

Removal of gaseous elemental mercury by dielectric barrier discharge

The removal of elemental mercury (Hg(0)) with the reactive species produced from dielectric barrier discharge (DBD) was studied. The effects of the operating parameters, such as the applied voltage, residence time, initial concentration and co-existence of other pollutants, were investigated. The removal of Hg(0) was significantly promoted by an increase in the applied voltage of the DBD reactor system. The presence of NO gas decreased the Hg(0) removal efficiency within the range of input powers tested compared to the case of Hg(0)-only due to the competition for ozone between Hg(0) and NO gas in the DBD reactor.     

Pyrolysis and combustion of Aroclor 1254 contaminated dielectric fluids

Pyrolysis and combustion products were determined for several levels of PCB contamination in mineral oil and other dielectric fluids. Yields of PCDFs were roughly proportional to the quantity of PCB in the feed.     

介质阻挡放电氧化降解木质素磺酸钠的动力学研究

为了有效地处理难生物降解的造纸废水，采用气相介质阻挡放电产生氧化性物质，对木质素磺酸钠进行了氧化降解研究。在不同操作条件下，对其降解动力学及矿化程度进行了研究。结果表明，介质阻挡放电能有效地降解木质素磺酸钠，其氧化降解反应遵循准一级动力学反应。当峰值电压为20 kV，被水蒸气饱和的空气为气源，流量为7 L/min时，氧化处理60 min后，木质素磺酸钠降解率达到70％。其速率常数K随峰值电压、气源、气体流量和木质素磺酸钠的初始浓度的变化而不同。气体流量越大，木质素磺酸钠的初始浓度越低，速率常数K越大，降解效果越好。随着处理时间的增加，氧化性物质能将部分木质素磺酸钠矿化使溶液TOC降低，当被水蒸气饱和的空气作为气源时，氧化处理120min，21.38%的TOC被去除。     

Immiscible fluid flow in porous media: dielectric properties

The movement and retention of immiscible fluids in porous media was determined using a microwave dielectric measuring technique. The technique was used to monitor the composite dielectric constant of columns containing model soil materials to observe the effect of displacement of various saturating fluids by water and determine the retained immiscible components. Various combinations of displacing fluids, both miscible and immiscible, were studied, yielding time-dependent flow characteristics as well as the total retention factor. The flow circumstances were similar to what would be encountered in an accidental spill of chlorocarbons or crude oil.The retention of chlorocarbons and crude oil was determined for model soils consisting of sand or glass spheres. The storage capacity of the sand for immiscible fluids was dependent on the fluid initially saturating the porous medium. For chlorocarbons, it was increased in water-wet compared to dry sands while the inverse was true for crude oil. The retention of crude oil in the sand was dependent on the water flow velocity and was much larger than that for chlorocarbons. The crude oil could be displaced by solvents such as cyclohexane in the sand but the net volume occupied by the two immiscible fluids after water flushing did not change appreciably, i.e. the crude oil component was replaced by the solvent. Application of a miscible fluid-water mixture or surfactants improved the ability of water to displace the immiscible fluid from the sand column.     

介质阻挡放电对湖泊水华蓝藻的去除

采用介质阻挡放电等离子体技术去除太湖水华蓝藻,考察了放电输出功率、空气流速、添加剂(异丙醇、腐植酸)等对蓝藻去除的影响。结果表明,介质阻挡放电能去除太湖水华蓝藻,放电功率100 W,空气流速1.0 L/min,放电18min,在光照强度2 000 lx和25℃下培养4 d,初始叶绿素a浓度为9.58 mg/L藻液中蓝藻去除率达87.8%。增加放电输出功率和空气流速能提高蓝藻的去除效率;腐植酸促进了介质阻挡放电对蓝藻的去除;而异丙醇添加剂抑制了介质阻挡放电的作用。放电处理后,蓝藻细胞内类胡萝卜素含量、SOD活性、MDA含量发生明显变化,介质阻挡放电破坏了蓝藻细胞内含物。