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等离子水处理技术

主要内容等离子体简介等离子体氧化机理水处理等离子体类型研究现状发展趋势

什么是等离子体固体冰00C液体水1000C气体水汽100000C等离子体电离气体单击此处添加文本具体内容等离子体是物质第四态，是由大量的自由电子和离子组成、且在整体上表现为电中性的电离气体。

宇宙中90％物质处于等离子体态星云极光太阳表面闪电

美国宇航局提供的照片-----南极上空的椭圆形极光

人造等离子体日常生活中：日光灯、电弧、等离子体显示屏、臭氧发生器；01工业应用：等离子体刻蚀、镀膜、表面改性、喷涂、烧结、冶炼、加热、有害物处理；02高技术应用：托卡马克、惯性约束聚变、氢弹、高功率微波器件、离子源、强流束、飞行器鞘套与尾迹。03等离子体科学在能源、材料、信息、环保、国防、微电子、半导体、航空、航天、冶金、生物医学、造纸、化工、纺织、通讯等领域有广泛的应用。

人造等离子体霓虹灯管等离子电弧焊接等离子体电弧熔炼

人造等离子体等离子体增强化学气相沉积制备的用于太阳能电池的非晶硅薄膜核聚变装置中的等离子体超大规模集成电路

等离子体分类（电子温度大于10000℃）高温等离子体如：聚变、太阳核心01（电子温度小于10000℃）实验室常用的有热等离子体（由电弧、电火花或火焰产生）、冷等离子体（由辉光放电产生）和混合等离子体（由电晕放电或臭氧发生器产生）。低温等离子体02等离子体冷等离子体如：极光、日光灯热等离子体如：电弧、碘钨灯

等离子体氧化机理01高能电子作用03紫外光分解作用02臭氧氧化作用

等离子体氧化机理等离子体化学反应过程低温等离子体废水处理技术是一种兼具高能电子辐射、臭氧氧化、紫外光分解等三种作用于一体的废水处理技术。三种方法协同作用时，处理效果优于各方法单独作用。

高能电子作用首先是液下水分子发生电离与激发，在很短的时间内生成离子，激发分子与次级电子，再生成反应能力极强的物质：H20─→·OH+eaq+·H+H2O2+H3O+H2并发生下列反应，生成游离氧、臭氧和·OH自由基：O2─→2O─→2·OHO2（+M）+O─→O3（+M）e+eH2O

臭氧氧化作用臭氧在水中时发生氧化反应，其氧化途径可由臭氧直接氧化某些有机物，也可由其分解产生的中间产物·OH自由基氧化有机物。·OH容易攻击高电子云密度的有机分子部位，加在有机分子碳双键上，脱去有机分子上的一个氢，形成R·自由基，R·自由基又被水中溶解氧进一步氧化成ROO·自由基，ROO·自由基再发生一系列的反应，使水中污染物氧化和分解，最终降解产物为二氧化碳和水。RHR·ROO·CO2+H2O·OHO2

紫外光分解作用02单击此处添加小标题紫外光作用原理是有毒有害物的分子吸收光子后进入激发态，激发态分子返回基态时吸收的能量使其分子键断裂，生成相应的游离基或离子。这些游离基或离子易与溶解氧或水分子反应生成新的物质而被除去。单击此处添加小标题紫外光和臭氧联合使用时，臭氧在紫外光的照射下与H2O反应生成了·OH，无论是在氧化能力还是在氧化速度上，都远远超过紫外光分解或臭氧单独使用所达到的效果。01

水处理等离子类型滑动弧放电射频微波放电电晕放电辉光放电介质阻挡放电

电晕放电将电压加载在曲率半径很小的电极上，当针状电极上的电位升高到一定程度时，针尖附近的强电场就使其周围的空气产生电离，从而产生的局部放电甚至晕光的现象称为电晕放电。

高压脉冲放电高压脉冲放电是研究最多的电晕放电形式。由高电压脉冲电源产生的极强电流在水中以极短的时间(纳秒级)向放电通道输入，形成电子雪崩，巨大的脉冲电流使通道内形成高能密度，由此引起局部高温。在放电过程中，电子与中性气体分子和原子进行非弹性碰撞，使这些中性分子的激发、分解和电离更为强烈，产生高氧化活性物质(·OH、H2O2等活性粒子)、紫外辐射、高能电子轰击等，达到去除有机物的目的。

高压脉冲等离子体水处理设备国内等离子体水处理的反应装置图高压脉冲电源用于产生等离子体；反应器则利用产生的活性物质以及伴随产生的热、光、波等效应来净化水质。

辉光放电对电源要求不高，普通的直流高压电源即可；可在高电导率废水下运行；能量效率较高和没有电磁辐射。电极较贵；电源以及反应器结构的优化设计需要进一步研制。利用外加电场作用，在特定的电化学反应器内，当两电极间的电压足够高时，则产生明暗不一的区域，自由电子在电场作用下加速。获得一定能量的电子与管内气体分子碰撞，使后者电离而产生次级电子，电子再被电场加速又碰撞其它分子，如此下去就产生连锁反应，最后达到维持放电正常进行。优点：缺点：