快脉冲放电等离子体污水处理新技术分析.pptVIP

* * * * * * * * * * * 实验方法 实验药剂：罗丹明B，分子式C28H31ClN2O3，难降解有机染料，废水色度高，可生化性差 实验过程 放电模型及能效计算 单个脉冲总能量0.25J,有效放电能量0.14J;以f=250Hz计，则放电室平均注入功率63W，等离子消耗35W； 能效＝有机物降解量/（平均功率x时间） 罗丹明B降解实验结果 罗丹明降解效果 实验条件： RhB初始浓度120mg/L,体积2.5L,脉冲电压峰值21kV, 脉冲频率50Hz,空气通入12L/min 土霉素降解效果 结构式： 实验条件--20kV/250Hz/2.0L/60min 废水COD由7400mg/L下降到2900mg/L，去除率61% 毒死蜱降解效果 污水处理工艺流程图 六、 关键技术 高压纳秒脉冲功率源 高效的等离子体放电反应器 增大羟基自由基生成率，提高处理效果 特定的污水处理效果试验 配套污水处理工艺设计 谢谢！ 还我青山绿水！ * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 快脉冲放电等离子体治理高浓度难降解有机污水新技术 主要内容 需求背景 基本原理 国内外研究现状 应用前景分析 我们的研究工作 关键技术 一、需求背景 环境问题日益突出, 水污染导致环境恶化 水污染已影响国民经济可持续发展 淮河告急！ 太湖蓝藻泛滥！ 松花江大片水域有毒工业废水泄漏！ 珠江三角洲水系大面积污染！ 水污染对地球生物造成极大破坏 难降解有机物对人类危害巨大 目前处理高浓度难降解有机废水的主要方法及存在的问题 目前的主要方法： 化学氧化法、萃取法、吸附法、焚烧法、催化氧化法、生化法 主要存在问题： 工艺流程长、外加物(如外加碳源物、调节pH药剂等)量大且费用高。 以焦化废水为例, 目前较为理想的处理焦化废水的单位水量成本至少在(人民币) 10～8元/ m3以上 以羟基自由基OH为标志的 高级氧化技术（AOP）受到关注 现有的高级氧化技术 臭氧氧化法（O3） 紫外/臭氧（UV+O3） 光催化氧化法（UV+TiO2） Fenton 法 （Fe2++H2O2） 高能辐射（γ射线，加速器） 缺点： 氧化剂消耗量大，运行费用高 存在运输、腐蚀等问题 二、新型高级氧化法---快脉冲放电等离子体技术 理论基础 高压快脉冲放电能在脉冲放电瞬间形成导电区，并且产生强的低温等离子体，这种等离子体可以产生各种活性氧化剂（ *OH, *H, *O, O2, *HO, H2O2, O3等）。 高压脉冲在水中的放电过程还可产生强电场，紫外光和臭氧的协同作用。 羟基自由基与有机物RH反应生成游离基R﹡, R﹡进一步氧化生成CO2和H2O, 大大降低COD。 水中放电羟基自由基产生机理 多种物理效应协同“高级氧化”作用，处理效率高，耗能低 ； 集紫外光催化、臭氧、高能辐射技术于一体； 可随时处理，不需要化学药剂，仅仅消耗一定的电能，不存在氧化剂生产和存储问题，工艺结构简单； 快速、高效、无二次污染 处理有机物范围广，具有“广谱性”； 同时具有脱色、杀菌、灭毒效果； 可对浓缩液降解处理； 也可用于预处理，提高废水的可生化性。 特色及优势 光谱分析－－活性自由基产生 水中放电产生H2O2 三、国内外研究状况 2002年欧盟将其列为重点研究项目，并制定了名为“ytriD”的研究计划 美国、日本、德国积极开展研究 http://www.phys.tue.nl/EPG/YTRID/ 气、液两相反应器 不同形式等离子体反应器 ＋ Tap water 针-板放电结构 高压纳秒脉冲放电 苯的降解率随处理时间的关系 芝加哥蓝溶液脱色率随脉冲电压、使用的能量关系 4－氯苯降解率随电能的关系（90％降解率每吨水为5度） 四、应用前景分析 可处理高浓度、难降解、有毒有害有机污水 多环芳烃 硝基化合物、 氯苯类（多氯联苯） 有机磷农药 表面活性剂 有机染料 适应于多种污染行业 医药 化工 印染 皮革 石油 农药 军工废水（TNT） 成本分析 4－氯苯降解率随电能的关系（90％降解率每吨水为5度） 按95%降解率计算，每升4－氯苯水溶液耗能30kJ, 每吨耗能30MJ, （已知每度电电能3.6MJ）, 相当于每吨耗能9度电，人民币5.4元； 按50%降解率计算，每升4－氯苯水溶液耗能5kJ, 每吨耗能5MJ, 相当于每吨耗能1.4度电，人民币0.84元； 五、已开展的研究工作 快脉冲放电脉冲功率源 快脉冲放电等离子体技术 等离子体反应器设计 多学科的合作研究 阵列式