雾化协同低温等离子体去除氨气的实验研究

采用雾化协同低温等离子体方式,对模拟氨气恶臭气体进行降解研究。考察了电极特性、极板间距、放电电压、初始浓度、气体停留时间及雾化增强等参数对系统去除氨气性能的影响。研究结果表明:放电参数和雾化增强过程对氨气的去除率有较大影响。在极板间距40 mm,放电电压15 k V,初始氨气浓度1000×10-9,气体停留时间10 s,负极电晕放电时,低温等离子法对氨气的去除率可达80%以上,雾化增强低温等离子体对氨气的去除率最高可达97%。     

负载无机铵盐改性活性炭纤维对甲醛去除能力的影响

在不同热处理温度(60℃、160℃)和热处理时间(2h、12h)条件下,通过负载不同质量分数的氯化铵、氟化铵、草酸铵、硫酸铵、过硫酸铵等无机铵盐溶液对活性炭纤维(ACF)进行改性实验,并利用扫描电镜(SEM)分析表征改性后的ACF,研究其对甲醛去除率的影响.结果表明,不同无机铵盐对ACF的改性效果良好,甲醛去除率均大于50%.其中,经草酸铵改性后的ACF对甲醛的去除率最高,可达67.7%.SEM观察发现,无机铵盐大多堆积在ACF表面,不能进入其孔径内部,减小了ACF与外界的接触面积,但对其吸附面积影响不大.因此,利用无机铵盐改性ACF来提高甲醛去除率是可行的.     

脉冲放电等离子体协同TiO_2/沸石去除甲醛的实验研究

脉冲放电等离子体和催化剂联用处理甲醛是一种新型的高级氧化技术,实验采用线-筒式脉冲放电协同制备的负载型TiO_2/沸石催化技术去除甲醛,进行了脉冲放电分别协同沸石、TiO_2、TiO_2/沸石三种催化剂去除甲醛的对比实验,实验结果表明:在一定实验条件下,采用溶胶-凝胶法制备负载型催化剂,当焙烧温度为450℃,焙烧时间为2 h时,制备的负载型TiO_2/沸石光催化剂具有更强的催化活性,与脉冲放电等离子体协同效应加强,对甲醛的去除率明显高于脉冲放电协同沸石、TiO_2的效率。     

低温等离子体改性对Fe2O3/ACF低温选择性催化还原NO的影响

利用N2低温等离子体对过量溶液浸渍法制备的Fe2O3/ACF（活性炭纤维）催化剂进行了改性,运用BET比表面积、扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射光谱（XRD）和傅立叶变换红外光谱（FT\|IR）对催化剂进行表征.同时,对催化剂的NH3选择性催化还原（SCR）NO的催化性能进行了研究.结果表明,活性组分最佳负载量的质量分数为10.3%;N2等离子体改性最优改性电压为6kV,改性时间为3min;随着反应温度的升高,空白ACF上NO转化率先升高再下降,而催化剂上NO转化率呈上升趋势.在NO体积分数1000×10-6、NH3体积分数1000×10-6、O2体积分数5%、空速10040h-1和反应温度240℃的条件下,催化剂3.7%Fe2O3/ACF和10.3%Fe2O3/ACF经N2等离子体改性后,其NO转化率（相对于未改性的）分别提高了16.43%和6.84%.N2等离子体改性催化剂提高了活性组分在ACF上的分散度,增加了ACF表面的含氮官能团,从而提高了催化剂的SCR低温活性.     

填料吸附-等离子体氧化协同处理苯酚废水

采用低温等离子体协同填料吸附净化苯酚废水。实验结果表明:COD去除率随放电时间延长而增大,随电压的增大COD去除率先增加后略有下降;随原水初始p H值和曝气量的增加COD去除率呈现先增加后减小的趋势。多孔陶瓷、陶粒、4A分子筛、陶瓷拉西环4种填料对苯酚废水COD去除率均有促进效果,但4A分子筛吸附净化效果最佳。实验表明在低温等离子体协同4A分子筛条件下,苯酚废水净化效果明显高于单独采用填料或低温等离子体处理。正交实验结果表明影响COD去除率因素的顺序为放电时间>放电电压>废水p H值>4A分子筛装填量。在放电时间为130 min,电压为35 k V,废水初始p H值为5.5,4A分子筛投加量为200 g的最佳条件下,COD去除率达到最大,为90.28%。     

等离子体协同改性凹凸棒石催化脱除NOx的研究

采用等离子体协同改性凹凸棒石催化脱除NOx,研究了等离子体反应器输入电压和凹凸棒石煅烧温度对NO和NOx脱除率的影响规律.结果表明,当反应器输入电压30kV时,NO和NOx脱除率随等离子体输入电压增加而增大.凹凸棒石煅烧温度对催化活性也具有显著影响,当煅烧温度600℃时,部分凹凸棒石被烧结熔融, NO和NOx脱除率都不高;当煅烧温度为400~600℃时,凹凸棒石活性较高, NO和NOx脱除率可达最大值.本实验条件下最佳工艺参数为等离子体输入电压>30kV, 凹凸棒石煅烧温度为400~600℃,NOx最大脱除率可达89.6%.     

改性沸石对餐厨垃圾释放的恶臭气体吸附研究

通过课题组的前期调研发现,餐厨垃圾处理过程中释放出的恶臭气体以氨气和甲硫醇居多,实验以改性沸石为吸附剂对混合恶臭气体甲硫醇和氨气进行吸附性能变化研究。利用不同浓度的磷酸溶液对沸石进行浸渍改性,考察烘干温度、浸渍浓度和浸渍时间对沸石结构和吸附性能的影响,探讨吸附机理。实验结果表明,改性之后的沸石物理结构发生了变化,烘干温度、浸渍浓度和浸渍时间对吸附效果的影响均呈现先增大后减小的趋势,沸石比表面积和表面酸含量共同作用于改性沸石对混合气体的吸附能力,其中在烘干温度为70℃、浸渍浓度为15%和浸渍时间为2.5 h条件下改性的沸石对混合气体的吸附能力最佳,此时氨气和甲硫醇的吸附量分别为224.727和4.527 mg/g,与未改性沸石相比增大了79.3%和143%。     

PAN—ACF吸附洗车废水的实验研究

实验以洗车废水为研究对象,研究了聚丙烯腈活性炭纤维（PAN—ACF）去除水中LAS的效果,考察了PAN—ACF的用量、时间、温度以及pH对吸附效果的影响。模拟废水和实际洗车废水的实验研究表明：当废水中LAS浓度为10mg／L时,在处理最佳时间为5min、最佳用量为0．5g/L、常温弱酸性的条件下,LAS的去除率能达到92％以上。此外PAN—ACF对废水中的CODcr及NH3-N也能有效地去除,用NaOH溶液再生后对LAS吸附性更好。     

改性活性炭纤维对废水中2,4-D的吸附性能研究

以改性活性炭纤维作为吸附剂,研究了改性活性炭纤维(activated carbon fiber,ACF)在不同初始浓度、p H、温度、吸附剂投加量、吸附平衡时间条件下对2,4-D的吸附特性。结果表明,HNO3改性活性炭纤维吸附能力较好;改性ACF的吸附平衡时间为90 min;2,4-D初始溶液最佳p H值为2.0;改性ACF的吸附速率随温度的升高而增加,升高温度有利于吸附进行。改性ACF对2,4-D的吸附符合Langmuir吸附模型;吸附动力学符合拟二级模型;热力学计算结果显示ΔG0、ΔH0、ΔS0,吸附是自发、吸热、熵增加的物理过程;吸附过程中主要有范德华力、氢键力、电子供体/受体和静电力作用。实验表明,改性活性炭纤维对废水中2,4-D的去除具有实际应用的潜力。     

等离子体净化TCB影响参数实验

等离子体对污染物拥有高效破坏能力。利用自行设计的脉冲放电实验平台,用1,2,4-三氯苯(TCB)模拟二噁英,考察等离子体体系的运行参数,如电源电压、频率、TCB浓度、流量、O_2含量、水分含量对净化TCB的影响。电压和频率增大,输入功率增加,TCB去除率增加;在10～90 mg/m~3浓度内,初始浓度增加,TCB去除率先增加后降低;气体流量所反映的停留时间,在低频率时去除率随停留时间增加而增加,高放电频率时停留时间对TCB去除率影响较小。     

介质阻挡放电脱除H2S影响因素研究

恶臭污染物的危害已引起世界各国的广泛关注.选取恶臭污染物的典型代表硫化氢(H2S)气体,采用介质阻挡放电低温等离子体反应器在常温常压下对H2S气体进行去除,考察了在高频放电条件下,H2S去除率与放电电压、频率、浓度、停留时阃、湿度、和放电间隙、占空比的关系.实验结果表明,较高的放电电压、较长的停留时间、较大的放电间隙有利于提高H2S去除,合适的湿度、放电频率、脉冲调制有利于提高反应器的效率.反应器参数与电源的有效匹配对于提高H2S去除率及节能降耗十分重要.     

高频电晕放电等离子体法处理甲醛的研究

采用高频电晕等离子体法进行去除甲醛气体的试验研究.主要考察了甲醛气体处理效果与电源频率和停留时间的关系,并进行了无填料、填加亚硝酸钠填料和钛酸钡填料对甲醛气体处理效果的对比试验.结果表明,高频电晕放电等离子体法可有效地实现对甲醛气体的去除.电源频率越高,停留时间越长,甲醛的去除效果越好;在相同条件下有填料填加对甲醛气体的去除效果优于无填料填加的去除效果;钛酸钡填料优于亚硝酸钠填料的去除效果;在电源频率为55 kHz、流量0.3 m3·h-1、进口浓度12 mg·m-3钛酸钡填料存在的条件下对甲醛的去除效率接近100%.     

低温等离子体与絮凝剂处理印染废水的协同效应

采用低温等离子体和絮凝剂协同处理印染废水.结果表明,染料废水脱色率和COD去除率随输入电压增大和放电时间延长而增加;电极间距、废水初始浓度、通入空气流量等因素对印染废水处理效果也有很大影响;气相中放电效果优于液相中放电,阳极电极在液面以上8mm左右时放电效果最好,在其他条件不变情况下随废水初始浓度和通入空气流量增大废水脱色和COD脱除率先增大再减小,有一最佳峰值.印染废水先经过等离子体处理后再加入絮凝剂处理效果优于先加絮凝剂后放电、仅有等离子体放电的过程.在本实验中初始浓度200mg/L(CODCr初始值572)印染废水在外加电压40kV、放电时间20min、电极间距8mm、通入空气流量16L/h条件下,与絮凝剂PAC相互协同作用可达到96%脱色率、63%COD去除率.     

低温等离子体对复合CVOCs的降解特性

以难生物降解的氯苯和二氯乙烷为目标污染物,以低温等离子体作为VOCs处理技术,考察了不同频率电源条件下工艺参数对混合气体降解过程的影响,并对降解产物进行了分析,为后期与生物技术耦合提供理论依据.结果表明,高低频电源条件下等离子体中的能量效率均随着SIE的增大先升高后降低.在低频电源的等离子体中,SIE=7 167 J·L~(-1)时,能量效率最大;而在高频电源的等离子体中,SIE=6 111 J·L~(-1),能量效率达到最大.在两种频率电源的等离子体中,各组分的去除率都随着SIE的升高先增大后逐渐减小;去除率随着停留时间的延长而增大,但去除负荷却会出现降低,当停留时为5s时,高频和低频电源的等离子体中气体的去除负荷都达到最大,本实验选取5 s的停留时间进行后续的产物分析.经产物分析发现,CO_2的生成量和选择性随着SIE的升高而增大;臭氧浓度随SIE的升高而增大,高频电源的等离子体中O3生成量较大;TOC浓度随SIE的增大先增大后迅速减小,能量效率最大时产物水溶性最佳.     

浸渍热解法制备铁改性生物炭活化过硫酸盐去除2,4-二硝基甲苯

为探究并优化浸渍热解法制备铁改性生物炭（MBC）活化过硫酸盐（PS）对有机污染物去除的试验条件及影响因素,以2,4-二硝基甲苯（2,4-DNT）为目标污染物,考察了热解参数（热解温度、升温速率和停留时间）、FeCl₃浸渍浓度及初始pH值对2,4-DNT去除的影响,并采用电子自旋共振波谱技术及自由基猝灭试验鉴定了PS/MBC体系中生成的自由基。结果表明:1）热解温度对MBC活化PS去除2,4-DNT的影响最显著,其次为升温速率和停留时间;当热解温度、停留时间和升温速率分别为300℃、3 h和10℃/min时,热解制备的MBC对活化PS去除2,4-DNT的效果最佳;2）FeCl₃浸渍浓度是影响MBC活化性能的重要因素,随着FeCl₃浸渍浓度的升高,2,4-DNT的去除率先增后减,当FeCl₃的浸渍浓度为100 mmol/L时,5 h内2,4-DNT的去除率可达到100%,2,4-DNT去除的准一级动力学常数（k_obs）为1.373 min-1;3）当初始pH值为5.0~9.0时,2,4-DNT均具有较好的去除效果,其去除率为94.5%~83.6%,k_obs为0.606~0.345 min-1;4）PS/MBC体系中生成的·OH是2,4-DNT去除的主要原因,其强度随MBC的热解温度和FeCl₃浸渍浓度的不同差异较大。研究结果表明,浸渍热解法制备的MBC可有效活化PS实现污染物的高效去除,为PS化学氧化处理有机污染水体提供了新思路。     

电晕放电等离子体技术处理水中四环素的研究

采用电晕放电等离子体技术降解水中的四环素,研究了在反应体系中,初始浓度、输入功率、电极间距、空气流量及初始pH对四环素去除效率的影响.同时,还对四环素在降解过程中不同时段的COD、TOC和B/C变化进行了研究,并对其降解产物进行了分析和讨论.实验结果表明:电晕放电等离子体对水中四环素具有较好的去除效果,在四环素初始浓度为200 mg·L-1、pH=2.47、初始电导率为1.50 mS·m-1、空气流量为0.06 m3·h-1、电极间距为4 mm、输入功率为45.0 W的条件下,反应20 min后,四环素的去除率可达到99.1%,COD去除率可达31.2%,TOC去除率可达80%左右,其B/C比提高为0.30,有效地改善了废水的可生化性.     

电晕放电等离子体同时去除水中Cr(Ⅵ)和苯酚的实验研究

采用电晕放电等离子体同时去除水中Cr（Ⅵ）和苯酚,考察了输出功率、空气流速、初始pH值、初始浓度以及Cr（Ⅵ）和苯酚的比例关系对Cr（Ⅵ）和苯酚去除效率的影响.实验结果表明,电晕放电等离子体对水中Cr（Ⅵ）和苯酚有好的去除效率.在初始浓度均为30mg·L-1、pH=2.1、空气流量0.05m3·h-1、初始电导率2.26mS·m-1、电极间距6mm、输出功率为60W的条件下,反应时间40min,Cr（Ⅵ）的去除率可达98.8%,苯酚去除率99.9%.实验结果证明,苯酚的存在可以提高Cr（Ⅵ）的去除效率,过量的苯酚对Cr（Ⅵ）的去除没有促进作用,Cr（Ⅵ）的存在对苯酚的去除没有影响.     

介质阻挡放电去除NO的实验研究

设计了一套高压电源和同轴圆柱 -筒介质阻挡放电反应器装置 ,进行了冷等离子体去除NO的实验研究 ,结果表明该方法是有效的 .研究了气体流量、NO初始浓度、放电电压、O2 含量以及中心电极尺寸对NO去除效率的影响 .当流量较小或NO初始浓度较低时 ,有较高的去除率 ;流量变大和NO初始浓度增加时 ,NO的去除率将下降 .放电电压升高 ,NO去除率将增大 .O2 的存在会降低NO的去除率 .放电管其它特征尺寸给定条件下 ,中心电极存在一个最佳直径 ,使得NO的去除效果最为理想 .     

一种低温等离子体协同光催化的空气净化装置

工业企业生成的大量废气、废水对我国环境造成了严重污染,缓解方式为采用高效空气净化装置和污水处理装置。该文针对低温等离子体易产生副产物氮氧化物和臭氧,光催化对可见光响应弱、光量子利用效率低的缺点,设计了一种高效能的空气净化装置,以达到减少副产物排放,提高净化能效的目的。通过实验研究了单独低温等离子体、单独光催化及2种技术协同情况下对污染物甲醛去除效果的影响,并对比了三者作用时的降解率。实验结果表明,风管为九宫格形与风管为普通方形相比,有利于提高光催化去除甲醛的效率;2种技术协同后可有效提高污染物甲醛的去除效果,同时减少氮氧化物的排放,提高净化能效,并可将臭氧变废为宝用以工业废水处理。     

流向变换等离子体催化系统去除甲苯

将低温等离子体、催化和流向变换技术相结合,以反应系统参数（接地极方式、反应管壁厚）和电源参数（电压、频率）为影响因素,探究了上述因素对系统温度升高（△T）、放电能量密度（SED）和能量效率（EE）的影响,考察了不同条件对甲苯的去除效果（η）和反应产物的影响.结果表明：流向变换低温等离子体协同催化系统中,甲苯去除效果最好,能量利用率最高,为3.76g/（kW·h）.连续升压时,3种接地条件下的温度升高△T差距不明显;铝箔接地时,O₃浓度最高、甲苯去除率η、SED和EE最高;增加反应管壁厚,系统△T、η、SED和EE减小.3种技术结合时,NO₂生成浓度低、有机副产物生成种类较少,CO₂选择性高,甲苯矿化率最高.固定频率,改变电压时,△T、η、SED与电压值呈正比,EE则相反,铝箔接地时,17kV时△T达到110.7℃,η达到74.05%;副产物O₃浓度先上升后下降,最终趋于0mg/m³;固定电压,改变频率时,变化规律一致.