Abatement of mixed volatile organic compounds in a catalytic hybrid surface/packed-bed discharge plasma reactor

In this study, post plasma-catalysis degradation of mixed volatile organic compounds (benzene, toluene, and xylene) has been performed in a hybrid surface/packed-bed discharge plasma reactor with Ag-Ce/g-Al₂O₃ catalyst at room temperature. The effect of relative air humidity on mixed VOCs degradation has also been investigated in both plasma-only and PPC systems. In comparison to the plasma-only system, a significant improvement can be observed in the degradation performance of mixed VOCs in PPC system with Ag-Ce/γ-Al₂O₃ catalyst. In PPC system, 68% benzene, 89% toluene, and 94% xylene were degraded at 800 J·L^–1, respectively, which were 25%, 11%, and 9% higher than those in plasma-only system. This result can be attributed to the high catalytic activity of Ag-Ce/γ-Al₂O₃ catalyst to effectively decompose O₃ and lead to generating more reactive species which are capable of destructing the VOCs molecules completely. Moreover, the presence of Ag-Ce/γ-Al₂O₃ catalyst in plasma significantly decreased the emission of discharge byproducts (NO_x and O₃) and promoted the mineralization of mixed VOCs towards CO₂. Adding a small amount of water vapor into PPC system enhanced the degradation efficiencies of mixed VOCs, however, further increasing water vapor had a negative impact on the degradation efficiencies, which was primarily attributed to the quenching of energetic electrons by water vapor in plasma and the competitive adsorption of water vapor on the catalyst surface. Meanwhile, the catalysts before and after discharge were characterized by the Brunauer-Emment-Teller and X-ray photoelectron spectroscopy.

Open image in new window

     

低浓度VOCs废气处理技术进展

叙述了低温等离子体、光催化和生物处理三种新技术的废气净化原理和国内外研究进展情况,并对其发展前景和研究方向进行了探讨.这些新技术不但可有效解决以往的技术难题,而且具有投资少、运行费用低、停留时间短、高效、稳定、反应彻底且无二次污染等,克服了传统方法中的许多缺陷,将在低浓度VOCs废气治理方面发挥重要的作用.     

非热平衡等离子体处理VOCs的研究

非热平衡等离子体技术在处理挥发性有机物(VOCs),特别是低浓度VOCs治理方面具有重要作用.介绍了非平衡等离子体产生的方法、处理VOCs的机理以及几种放电方法在脱除VOCs方面的研究现状和成果,最后探讨了非平衡等离子体发展的趋势.     

光-Fenton/TiO2催化氧化法降解酸性红B的研究

以钛酸丁酯为前驱体,采用溶胶-凝胶法制备TiO2,将TiO2与Fenton试剂联合用来处理酸性红B模拟废水,研究了在紫外光条件下的降解效果,确定最佳反应条件.实验结果表明,采用TiO2与Fenton试剂联合的方式对酸性红B染料废水进行处理,其降解效果明显优于单一使用TiO2和Fenton法的处理方式.对于初始浓度为100 mg/L的酸性红B模拟染料废水,在TiO2投加量为1 g/L,pH为3,Fe2+为0.15 mmol/L,H2O2为1mmol/L,UV光照时间为60 min时,脱色率可达最佳.     

脉冲放电等离子体处理焦化废水技术研究

用放电等离子体处理焦化废水,研究了放电次数对焦化废水中氰化物和氨氮及COD的影响,比较了焦化废水中氨氮与COD的关系,总结了放电等离子体处理焦化废水过程中氰化物、氨氮和COD的变化规律。     

高压脉冲放电处理含氰废水的影响因素探讨

焦化废水中含有大量的氰化物,必须采取有效措施进行去除,传统去除方法运行成本高、操作复杂,针对此问题,提出了用高压毫微秒脉冲产生的非平衡等离子体处理含氰废水的方法,对其影响因素pH值、放电时间、气流量、放电条件等进行了大量的实验研究。结果表明,当溶液初始pH值为9．09,放电2h,放电电压46kV时氰化物的去除率最高可达93．2％,氰化物的质量浓度可降至0．26mg／L。实验对比了放电与不放电氰化物的去除效果,结果表明相同条件下放电后氰化物的去除率大大提高,为焦化废水中氰化物的去除提出了一种新的方法。     

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.     

低温等离子体处理废液技术

低温等离子体技术包括热等离子体技术和冷等离子体技术。该技术处理废液具有范围广，快速，高交，无二次污染等优点，尤其对难降解有毒废液的处理，其先进性和优越性更为突出，被认为是21世纪环境污染物处理领域中最有发展前途的新技术之一。综述了低温等离子体处理废液技术的研究和应用进展，重点分析了冷等离子体技术处理难降解有机废液的作用机理，探讨了两种技术现存的主要问题，并指出了今后需要研究的方向。     

微波辐照技术在活性炭脱硫中的应用

采用微波辐照技术对煤质活性炭进行加热,研究了不同的微波功率、辐照时间和样品粒径等因素对活性炭脱硫性能的影响,找出了合适的处理条件.同时,将改性活性炭和原炭对SO2的吸附和催化性能做了比较,说明了微波辐照活性炭具有比原炭更好的吸附和催化性能.采用氮气吸附仪、pH精密酸度计、XPS、元素分析等测试了改性活性炭和原炭的物理化学性能:活性炭的表面积和孔结构没有显著改变;活性炭的脱硫性能与活性炭的pH值有着一定的关系;具有较低氧含量和较高的氮含量的活性炭具有较好的脱硫活性;CH2　和　CO(烯酮基)官能团含量相对增加有利于SO2的吸附.     

重度滴滴涕污染土壤低温等离子体修复条件优化研究

采用介质阻挡放电产生的低温等离子体对重度滴滴涕(DDTs)污染土壤进行修复处理实验,主要研究了土壤性质参数(土壤粒径和土壤含水量)和设备工作参数(放电功率、处理时间和放电气氛)对DDTs去除的影响.结果表明,采用介质阻挡放电产生的低温等离子体对土壤中的DDTs具有较好的去除作用,去除率随着处理时间的增加而升高.当处理时间增加至20min时,DDTs的去除率为95.3%～99.9%.同时确定优化条件为:放电功率1 kW、处理时间20 min、空气放电气氛、土壤粒径0～0.9 mm以及土壤含水量4.5%～10.5%.研究结果还表明,o,p’-DDE可能是o,p’-DDT氧化脱氯脱氢的中间产物.