廢水處理低溫等離子體技術(shù)

　　近幾年，工業(yè)大力發(fā)展帶來了巨大的環(huán)境污染，這對人類生存和社會發(fā)展產(chǎn)生了一定的影響，研究廢水排放控制，探究最新轉(zhuǎn)化手段已成為每一個(gè)環(huán)境工作人員的主要工作目，低溫等離子體技術(shù)不僅適用性高，而且耗能少，目前，其在水污染處理中得到了一定的應(yīng)用，并成為主要探究內(nèi)容。因此，本文關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的研究具有重要的參考價(jià)值。

　　1、低溫等離子體技術(shù)簡析

　　等離子體主要指代電離度高于0.1%，自身正負(fù)電荷一樣的電離氣體，主要包含電子、離子與激發(fā)態(tài)原子等多個(gè)部分，電子與正離子電荷數(shù)一樣，在整體層面呈現(xiàn)電中性，區(qū)別于常規(guī)的三態(tài)，屬于第四種形態(tài)，基本特征為：帶電粒子內(nèi)部無凈庫侖力;屬于優(yōu)良、理想的導(dǎo)電流體，借助這一特性完成了磁流體發(fā)電;帶電離子內(nèi)部不存在凈磁力;電離氣體存在熱效應(yīng)。依照體系能量狀態(tài)以及離子密度，能夠把等離子體劃分成高溫與低溫等離子體，其中前者電離度近乎為1，每一種離子溫度大致相同，其體系處在熱力學(xué)平衡，通常應(yīng)用在受控?zé)岷朔磻?yīng)探索問題上;后者每一種離子溫度存在差異，電子溫度高出離子溫度，且系統(tǒng)處在熱力學(xué)非平衡情況，從宏觀層面而言，體系溫度偏低，其中氣體放電形成的等離子體均歸屬此類型，它和現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)十分緊密。。

　　2、低溫等離子體對廢水處理的研究

　　在最近的幾年時(shí)間里，各個(gè)行業(yè)為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)目標(biāo)，不斷的擴(kuò)大生產(chǎn)力，進(jìn)而造成了大量的資源的肆意開采，并且獨(dú)一環(huán)境造成了嚴(yán)重的損害。環(huán)境污染也使得人們深受其害，溫室效應(yīng)使得世界平均溫度在逐漸的提升，海平面也在逐漸的增加，空氣中酸性成分的存在隨著降雨落到農(nóng)田中，嚴(yán)重的損害了農(nóng)作物的正常生長，并且對于農(nóng)作物的質(zhì)量造成了影響。大量的含有氟廢氣被排放到空氣之中會對大氣層中的臭氧層造成嚴(yán)重的損壞，使得其喪失對紫外線的過濾作用，人類在長時(shí)間的紫外線照射下會家中癌癥的病發(fā)率。隨著社會的不斷進(jìn)步使得人們的思想意識在逐漸的改變，對于環(huán)境污染的嚴(yán)重性也能夠正確的認(rèn)識，進(jìn)而在加大力度解決這個(gè)問題，現(xiàn)如今國內(nèi)相關(guān)行政機(jī)構(gòu)已經(jīng)投入了大量的人力物力來對廢氣問題加以改善。在最近的幾年里科研人員在針對地位等離子實(shí)施深入的研究分析，希望能夠?qū)U水處理工作的發(fā)展有所助益。

　　在工業(yè)生產(chǎn)中形成的廢水中會存在較多的無法徹底降解的有機(jī)物質(zhì)，僅僅憑借生物方法對其加以處理不可能完全的將其講解到標(biāo)準(zhǔn)程度。低溫等離子氣體與其他中性氣體存在明顯的差異，其整個(gè)體系通常都是有帶電粒子組合而成，另外會受到外界各種因素的影響，進(jìn)而出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況。等離子體與固體好液體之間會發(fā)生一定的相互影響的作用，其具有基本的物理特征，能夠出現(xiàn)不固定的物理或者是化學(xué)反應(yīng)，繼而可以完成生物法不能實(shí)現(xiàn)的有機(jī)物的降解?，F(xiàn)如今，被人們運(yùn)用到解決低溫等離子體出現(xiàn)的方法有很多種，在實(shí)際運(yùn)用的時(shí)候需要我們充分的結(jié)合實(shí)際加以選擇。

　　3、低溫等離子體對廢水處理技術(shù)

　　3.1 電暈放電(CD)等離子體水處理技術(shù)

　　電暈放電現(xiàn)象的發(fā)生其實(shí)質(zhì)就是空氣中或這是液體中的帶電物質(zhì)出現(xiàn)局部放電的情況，最為突出的特征就是會形成與日暈極為相似的廣，并且會形成大量的氧化產(chǎn)物，通常都會出現(xiàn)在電場強(qiáng)度較高并且強(qiáng)度不均衡的電廠之中。脈沖放電這個(gè)過程十分的短暫，脈沖前期達(dá)到最高速度的時(shí)間極短，進(jìn)而會出現(xiàn)脈沖電暈放電，圖1為直流脈沖電暈放電等效電路。

　　3.2 介質(zhì)阻擋放電(DBD)等離子體水處理技術(shù)

　　介質(zhì)阻擋放電是在兩電極間插入絕緣介質(zhì)的放電，介質(zhì)數(shù)量可以是單個(gè)也可是多個(gè)，既可懸掛在放電空間中，也可覆蓋在某一電極上。DBD等離子體具有獨(dú)特的電、光、熱等物理效應(yīng)，可使廢水中有機(jī)物發(fā)生極為復(fù)雜的物理和化學(xué)變化，并將多種復(fù)雜的物化效應(yīng)協(xié)同疊加，最終達(dá)到降解有機(jī)物目的。目前DBD等離子體在降解有機(jī)廢水的研究中，反應(yīng)器的研究主要是改進(jìn)和研發(fā)新型反應(yīng)器結(jié)構(gòu)和放電方式;以及各種化學(xué)參數(shù)、放電參數(shù)的優(yōu)化選擇。

　　3.3 輝光放電等離子體水處理技術(shù)

　　輝光放電電解，是在直流放電中產(chǎn)生等離子體的一種特殊的放電方法，屬于非平衡等離子體中直流輝光放電的范疇。利用外加電場作用，在特定的電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，當(dāng)兩極間的電壓足夠高時(shí)，陽極針狀電極與溶劑迅速汽化而形成穩(wěn)定的蒸汽鞘，持續(xù)產(chǎn)生等離子體，與周圍電解液之間產(chǎn)生輝光、紫外線、沖擊波，使周圍的溶劑迅速汽化而形成穩(wěn)定的蒸汽鞘，持續(xù)產(chǎn)生如H?、?OH、H2O2等高活性粒子。這些高活性粒子在普通的電化學(xué)電解反應(yīng)中不易得到，但在輝光放電中可源源不斷地產(chǎn)生。它們很容易被輸送到電極附近的溶液中，可使難降解有機(jī)廢水中的物質(zhì)徹底降解為CO2、H2O和簡單無機(jī)鹽，特別適用于有機(jī)廢水的消毒和凈化。

　　3.4 滑動(dòng)弧放電等離子體水處理技術(shù)

　　滑動(dòng)弧放電是一種可在常壓下產(chǎn)生非平衡等離子體的新型低溫等離子體技術(shù)，利用大氣流，形成等離子體流，并轉(zhuǎn)化為能量更高的等離子體(轉(zhuǎn)化率可達(dá)75%～80%)，產(chǎn)生更多的活性粒子?；瑒?dòng)弧等離子體放電技術(shù)集高能電子轟擊、化學(xué)氧化、光氧化等高級氧化工藝技術(shù)于一體，放電過程中產(chǎn)生物理效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)。物理效應(yīng)主要包括紫外光、高壓激波等，其強(qiáng)度取決于放電形式的強(qiáng)烈程度?；瘜W(xué)過程主要包括過氧化氫、臭氧、羥基自由基等活性粒子的作用，其中羥基自由基對有機(jī)物的降解被認(rèn)為是體系中有機(jī)污染物降解的主要原因。目前用于廢水處理的滑動(dòng)弧放電等離子體反應(yīng)裝置主要有液相和氣相兩種類型。

　　3.5 曝氣生物濾池

　　從根本上說，曝氣生物濾池處理工藝是近些年所研發(fā)的具有較高運(yùn)行效益的一種好氧處理裝置，該處理工藝的優(yōu)勢在于傳質(zhì)性能好、便于操作、結(jié)構(gòu)簡單以及能耗低等。

　　其特點(diǎn)主要包括：

　?、偕餅V池主要由填料層與曝氣提升管共同組成，其中曝氣只在提升管中局限，曝氣過程中，因?yàn)榭諝饬鬟M(jìn)關(guān)外填料層和提升管內(nèi)的液體出現(xiàn)密度差，該密度差對提升污水提升管具有驅(qū)動(dòng)作用。污水被提升后會向填料層進(jìn)入，在曝氣提升管和填料層間污水會形成一種連續(xù)內(nèi)循環(huán)，在內(nèi)循環(huán)過程中，廢水能夠均勻分布在填料層，對反應(yīng)器溶劑具有增大作用，由此提升了其有機(jī)負(fù)荷;

　?、谄貧馍餅V池本身有一個(gè)逆向沖洗裝置，填料層在沖洗期間會處于膨脹流化妝臺，導(dǎo)致填料間發(fā)生彼此碰撞，由于剪切力作用，促使填料層生物膜脫落。所以，有效防止了填料間隙出現(xiàn)堵塞或者粘結(jié)現(xiàn)象，確保好氧反應(yīng)器能夠穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

　　4、結(jié)語

　　低溫等離子體是一種有著較好前景的水處理技術(shù)，可處理其他方法難以生物處理的工業(yè)廢水，通過對有機(jī)污染物兼具高能電子輻射、紫外光解、臭氧氧化等多方面的協(xié)同降解作用，具有操作簡單、降解速率快、處理范圍廣、無二次污染、可在常溫常壓下進(jìn)行等優(yōu)點(diǎn)，具有一定的發(fā)展前景。(來源：海寧紫薇水務(wù)有限責(zé)任公司，海寧上塘水務(wù)有限公司)