低温等离子体法去除苯和甲苯废气性能研究

对低温等离子体法去除苯和甲苯废气的性能进行了探讨，在理论分析的基础上进行实验研究。低温等离子体法去除苯和甲苯的机理是放电反应产生的高能电子与苯和甲苯分子发生非弹性碰撞并将能量全部或部分传递给目标分子，使其裂解、激化。被裂解、激化的分子与臭氧、活性基团发生一系列物理、化学反应后生成二氧化碳、一氧化碳和水。实验结果表明，苯和甲苯的去除率随着电场强度的增强而增大，随着气体流速的增大而减小。在较高电场强度下，有钛酸钡填料的反应器比无填料的反应器对苯和甲苯的去除率高得多，苯最高去除率可达92．6％，甲苯可达到96．8％。相同条件下甲苯比苯更容易去除。     

吸附联合低温等离子体法去除甲苯废气

对介质阻挡放电条件下产生的低温等离子体联合吸附去除低浓度甲苯废气进行了实验研究。考察了反应器内分别填充分子筛、陶瓷环和混合填料时,甲苯的吸附效果;比较了各种填充条件下,低温等离子体对甲苯的去除效果和副产物臭氧的产生量;并对填充混合填料时不同外加电压、不同操作条件下,吸附联合低温等离子体去除甲苯的过程进行系统的研究。结果表明,外加电压相同,混合填料对甲苯的去除率最高,大于97%,依次是分子筛、陶瓷环、无填充;同时混合填料的臭氧浓度小于其他填料;当电压为18 kV时,混合填料可获得较高的甲苯去除率,同时产生的臭氧副产物最少。     

低温等离子体法处理甲醛气体

报道用低温等离子体的方法去除甲醛气体,主要考察了电场强度、进口浓度及填料对于甲醛气体去除效率的影响。实验研究结果表明,随着电场强度的增加,进口浓度的降低和在反应器中加有填料都会提高甲醛气体的去除效率。低温等离子体方法去除甲醛气体的机理可分为2部分:电子与污染物分子的直接碰撞和电场产生的活性粒子与污染物分子之间发生的一系列化学反应。     

低温等离子体法处理甲醛气体

报道用低温等离子体的方法去除甲醛气体，主要考察了电场强度、进口浓度及填料对于甲醛气体去除效率的影响。实验研究结果表明，随着电场强度的增加，进口浓度的降低和在反应器中加有填料都会提高甲醛气体的去除效率。低温等离子体方法去除甲醛气体的机理可分为2部分：电子与污染物分子的直接碰撞和电场产生的活性粒子与污染物分子之间发生的一系列化学反应。     

介质阻挡放电处理甲苯及其放电参量的研究

采用等离子体反应器介质阻挡放电产生低温等离子体处理甲苯,在分析负载等效电路的基础上,利用电压-电荷Lis-sajous图形法对气体放电过程中的放电参量进行测量研究,并探讨了相关工况参数对甲苯去除率的影响.研究结果表明,该反应器所得能量随着电压的增大而增大;气隙等效电容随着外加电压和气隙厚度的增大而减小;电压较低时.电介质等效电容变化不大,随着电压的增大迅速升高,当电压达到一定值后,电介质等效电容变化平缓;该反应器采用粗电极对甲苯的去除率优于细电极;甲苯的去除率随着放电功率的上升而提高,但是能量效率却呈降低的趋势.此外,研究发现甲苯的初始浓度与气体流量与甲苯的去除率呈反比,而与甲苯的绝对去除量呈正比.     

吸附增效低温等离子体法去除甲苯废气的研究

采用150Hz中频高压交流电源作为低温等离子体发生源,选用典型的微孔γ-Al2O3球形颗粒吸附剂(以下简称γ-Al2O3)作为等离子体反应器填充材料,协同低温等离子体法催化降解甲苯废气。考察了在不同条件下,γ-Al2O3的甲苯吸脱附效果和吸附增效低温等离子体法的甲苯去除效果。结果表明,甲苯降解反应主要发生在γ-Al2O3的表面,甲苯的去除率在一定的浓度范围内与γ-Al2O3表面吸附的甲苯量成正比关系;填充γ-Al2O3有利于提高甲苯去除率及等离子体反应器能量利用率;γ-Al2O3对臭氧的降解表现出一定的促进作用。     

低温等离子体联合技术降解甲苯气体的研究

以自制的纳米钛酸钡基介电材料为催化剂,以电工陶瓷拉西环为载体,利用介质阻挡放电产生的低温等离子体对常压下流动态含甲苯的空气进行处理,研究了电场强度、空塔气速、甲苯初始浓度及不同填料情况下甲苯的降解及臭氧产生情况,初步探讨了等离子体联合技术降解甲苯的机制,并进行了产物分析.实验结果表明,甲苯降解率随电场强度的提高而上升,随空塔气速和甲苯初始浓度的增加而降低;随反应器内填料变化,甲苯降解率表现为催化剂填料》普通填料》无填料,其降解率最高可达95%.当电场强度》13.0 kV/cm时,臭氧浓度因受到过量的高能电子攻击而发生分解,表现为臭氧浓度随电场强度的继续增加而降低,故最佳电场强度为13.0 kV/cm.当9.0 kV/cm＜电场强度＜13.0 kV/cm,臭氧产量表现为催化剂填料＞普通填料＞无填料,纳米钛酸钡基介电材料大大增强了臭氧的产量.     

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。     

能量注入对放电等离子体去除气相苯系物的影响

采用正极性高压直流供电和串齿线放电极--管式接地极构成的放电等离子体反应器,研究了苯系物(苯、甲苯和对二甲苯)去除效率与供电电压之间的关系,以及放电极齿轮数对苯系物去除效率、COx(CO2 CO)生成量和能量效率的影响.研究结果表明,苯系物的去除效率、COx生成量皆随电压升高而增大.随着电压升高,能量效率先升后降,当电压为11 kV左右时,能量效率最高.对应放电齿轮数为31的苯系物去除效率、COx生成量和能量效率皆高于放电齿轮数为55或7,这表明对应特定的等离子体反应器,有一最佳放电齿数匹配.     

污水处理过程中BTEX迁移降解与去除途径研究

以某涂料废水为研究对象,采用实验检测废水中BTEX浓度和模式计算挥发量相结合的研究方法,对BTEX污染物在污水处理过程中的迁移降解与去除途径进行研究,分析隔油、气浮、氧化沟工艺对苯系物去除效果,同时研究了吸附、挥发和生物降解3大去除途径对苯系物去除的影响。研究表明,该工艺对BTEX的去除效率高,苯的总去除效率为88.11%,甲苯、乙苯、邻二甲苯和间、对二甲苯总去除率分别高达98.14%、98.09%、97.45%和97.68%。其中苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯主要都是在氧化沟中去除,间、对二甲苯在气浮池和氧化沟都有较高的去除率,隔油池工艺对BTEX的去除率较低。去除途径方面,苯以挥发为主,甲苯、乙苯和邻二甲苯都以生物降解为主要去除途径,而挥发和生物降解对间、对二甲苯的去除作用相当。     

Removal characteristics of trace compounds of landfill gas by activated carbon adsorption

The removal characteristics of trace compounds and moisture in raw landfill gas (LFG) were studied. The LFG from the extraction well was saturated with water and moisture was eliminated by physical methods including cyclone-type dehydrator and compressor. The moisture removal efficiency of dehydrator and compressor was above 80%. As the moisture contents of LFG decreased, the toxic compounds like aromatics and chlorinated compounds were effectively removed by using the granular activated carbon. The breakthrough time and adsorption capacity of benzene, toluene, and ethyl benzene decreased rapidly when the relative humidity is over 60%. The effect of moisture was more pronounced at lower adsorbate concentrations tested than at higher concentrations. The breakthrough curves for multi-component mixtures show displacement effects. In the course of competing adsorption, adsorbates with strong interaction force to displace weakly bounded substances. Adsorption by activated carbon is in descending order of xylene, ethylbenzene, toluene, tri or tetrachloroethylene, benzene, carbon tetrachloride and chloroform in LFG, respectively.     

Decomposition of benzene and toluene in air streams in fixed-film photoreactors coated with TiO2 catalyst

The decomposition of benzene and toluene in air streams by UV/TiO2 process was studied in different annular photoreactors under various operating conditions. The shells of reactors used in this research are made of stainless steel, Pyrex glass, or titanium. The TiO2 film was coated to the inner surface of the reactors by either rotating coating or sol-gel techniques. The TiO2 films coated by sol-gel technique were found to be smoother and more uniform than those coated by rotating coating. However, experimental results indicated that the photocatalysis of benzene or toluene in a glass reactor with rotating-coated TiO2 film delivered higher decompositions in air streams than that with sol-gel coated reactors. Benzene and toluene were decomposed more effectively in a coated glass reactor than in a coated stainless steel reactor under the same operating conditions. The presence of water vapor in air-stream plays an important role in the decomposition of benzene and toluene, and a relative humidity of approximately 5-6% was found to be adequate. The presence of excessive amounts of humidity retarded the decomposition to certain extents possibly results from the competitive adsorption of water molecules on the active sites of TiO2.     

Removal of BTEX vapor from waste gases by a trickle bed biofilter

The system performance of a trickle bed biofilter for treating single and mixed benzene, toluene, ethylbenzene, and o-xylene (BTEX) vapors from waste gases was investigated under different gas flow rates and influent BTEX concentrations. When a single substrate was fed, removal efficiencies of greater than 90% could be achieved for the loads below 64 g benzene/m3/hr, 110 g toluene/m3/hr, 53 g ethylbenzene/m3/hr, and 55 g o-xylene/m3/hr. When a mixed substrate was fed, removal efficiencies of each compound could be above 90% at BTEX loads below 96 g/m3/hr. The trickle bed biofilter appears to be an effective treatment process for removing both single and mixed BTEX vapors with low to high loads. Under similar substrate loads, BTEX vapors were preferentially biodegraded in the order of toluene, benzene, o-xylene, and ethylbenzene. The volumetric removal rates (elimination capacities) of BTEX vapors for a single-substrate feed were higher than those for a mixed-substrate feed under similar substrate loads; these differences were enhanced at higher substrate loads and less significant for a preferred substrate.     

利用UVC去除低浓度苯的实验研究

探讨了不同实验参数对苯的UVC去除效果的影响,获得了苯的去除率与苯的初始浓度、气体流量、相对湿度和氧气含量等参数之间的关系。数据表明,在实验条件范围内,苯的去除率的倒数与苯初始浓度、气体流量之间为线性关系;苯的去除率随相对湿度的增加呈现先升高后缓慢降低的关系,最佳相对湿度值在30%～50%之间;苯的去除率随氧气量的增加而缓慢增加;波长为185+254 nm的UV与254 nm的UV相比净化效果更为理想。还分析了苯降解产生的中间产物,探讨了苯的降解机理。     

汽车内微环境空气污染的初步探究

为了研究车内的污染水平,在2004-04-10至2004-06-20对车内空气进行了采样和分析.对车龄在2年内的91种型号轿车的车内微环境进行了静态检测,有效检测车辆共计802辆,同时对比检测20辆2002年以前出厂的旧车.检测项目包括甲醛、苯、甲苯、二甲苯和CO等.参照国家室内空气质量标准,新车中甲苯浓度超标率达82%,苯和甲醛浓度的超标率分别为75%和24%.在被检测车辆中,甲醛、苯、甲苯和二甲苯浓度均是新车比旧车高,只有CO浓度是旧车比新车高.初步分析判断苯系物主要来源于车内的胶粘剂,甲醛来自于车椅座套和座垫等,CO来源于发动机排放残留.     

生物过滤塔处理实验室废气

研究了生物过滤塔处理实验室排放的模拟混合废气,考察了反应器对苯、甲苯、二甲苯、乙醇、丙酮、乙酸乙酯和甲烷等废气的去除效果。运行结果表明,在设备稳定运行期间,进气中总挥发性有机物(TVOCs)的浓度为124～380 mg/m3,而出气浓度在10～40 mg/m3,去除效率保持在85%以上。实验室废气中的多种污染物在生物过滤塔中去除机理不同,亲水性污染物的去除效率高于疏水性污染物。通过系统关停后重启,污染物的去除效果在第2天就能恢复,这为生物过滤塔处理实验室废气过程的停运检修或者系统闲置提供了可行性。     

盆栽植物净化甲苯废气

采用动态模拟法模拟盆栽植物对甲苯污染气体的净化,考察吊兰和金绿萝两种盆栽植物在净化甲苯过程中,甲苯入口浓度与植物对甲苯净化速率的关系。结果表明,2种盆栽植物对低浓度甲苯废气具有长期明显的净化效果。在相同条件下,吊兰茎叶和土壤的净化速率优于金绿萝体系。在植物的耐受浓度范围内,2种植物茎叶和土壤的净化速率均随着甲苯入口浓度的升高而增大,且白天的净化速率明显高于黑夜时的净化速率。在实验过程中,吊兰土壤体系的降解率随着甲苯浓度的升高逐渐下降;金绿萝土壤体系的降解率基本不受甲苯入口浓度的影响。吊兰盆栽体系的降解率明显大于金绿萝的降解率。两种植物盆栽体系的降解率随甲苯进口浓度的影响可以忽略。     

膜生物反应器处理甲苯废气的降解特性及传质过程强化

设计了一种气相空间带方形扰流柱结构的平板膜生物反应器,进行了甲苯降解废气净化实验,并与未加入方形扰流柱结构的反应器进行了对比。实验研究了甲苯入口浓度和气体流量对甲苯降解效率和传质速率的影响,结果表明,随着甲苯入口浓度和气体流量的增加,膜生物反应器降解效率降低,甲苯的传质速率增大,气相空间加入方形扰流柱后,甲苯在反应器中的传输得到了强化,降解效率最大提高了8%。     

聚丙烯中空纤维膜生物反应器净化复合芳香族VOCs

采用中空纤维膜生物反应器(HFMBR)去除气态复合苯系物。挂膜后期,生物反应器的去除效率可以稳定达到80%左右(去除能力(EC)≥225 g/(m3.h))。研究了中空纤维膜生物反应器处理对于单一二甲苯以及混合二甲苯的性能,并且发现HFMBR对于去除单一二甲苯和混合二甲苯都有明显的效果,去除效率均达到90%以上;表明二甲苯之间竞争效应带来的相互抑制作用小。在低浓度的情况下,单一二甲苯和混合二甲苯的去除能力呈线性增加,在高浓度阶段,去除能力增加变缓。比较了混合二甲苯与甲苯联合降解,发现两者之间存在相互抑制作用,但相比传统生物反应器有明显的改善。与传统生物过滤系统比较而言,膜生物反应器有着很好的应用前景。