低温等离子体处理次甲基蓝染料废水实验
染料废水处理工艺研究
染料废水处理工艺研究染料废水成分复杂,含多种难降解有机物,是水处理行业中较难处理的工业废水之一。
现有的染料废水处理工艺多采用先物化后生化的处理模式,由于废水中含大量有毒有害物质,会大大抑制生物活性,生化处理效果大都不太理想。
随着我国对于环境保护的重视,工业废水的排放标准不断提高,污水处理手段的更新也势在必行。
臭氧具有强氧化性,在水处理中具有很大的应用空间。
臭氧在水中与有机物的反应一般分为2 类:直接反应和间接反应。
直接反应是指臭氧分子和水中的化合物反应,具有较强的选择性,一般不能将有机物矿化;间接反应是以臭氧在水中产生的自由基与化合物进行反应,羟基自由基的氧化性较臭氧分子更强且没有选择性,可以与水中大部分的有机物反应,因此间接反应在废水深度处理领域更具有研究价值。
近年来,研究较多的臭氧联用技术有O3 / US、O3 / UV、O3 / H2 O2 、O3 / AC 等 ,其目的是寻求不同的方式诱导臭氧在水中产生更高效的羟基自由基,促进间接反应。
与这些技术相比,多相催化臭氧氧化法则具有其独特的优势 ,该技术使用的催化剂对于反应器的设计没有特殊要求,跟其他技术相比简单易行,并且催化剂成本低廉,具有不易流失、可重复使用的特点,能够降低运行成本,利于工业推广。
本实验采用多相催化臭氧氧化法处理某染料厂废水,把多相催化臭氧氧化工艺放在两级好氧生化之间,以一级好氧生化出水作为实验原水进行多相催化臭氧氧化处理,实验目的如下:1)研究该技术对废水的COD、色度去除效果及运行参数;2)探索该技术对于废水有毒有害成分的降解以及废水可生化的改善作用 ,旨在促进二级生化脱氮效果。
1 材料与方法1. 1 实验装置和材料实验装置主要由臭氧反应器部分和臭氧发生器部分构成。
臭氧反应器直径为0. 8 m,高为1. 5 m,材质为有机玻璃;臭氧发生器最大产量为10 g·h - 1 ,臭氧浓度检测仪量程为0 ~ 200 mg·L - 1 。
低温等离子体技术对废水的处理
低温等离子体技术对废水的处理作者：陈铭馥来源：《中国科技纵横》2017年第24期摘要：等离子体为电离气体，是物质的第四态，在环境领域中，可使用介质阻挡放电或高压辉光放电产生臭氧，臭氧对于污水深度处理有着重要的作用，由于其具有的强氧化性，可以除去水中很多难降解污染物。
本文主要介绍了产生等离子体的五种常见方式以及废水中有机物在低温等离子体中的降解的可能机理。
关键词：环境工程；等离子体；废水处理；臭氧氧化中图分类号：X703 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）24-0003-021 低温等离子体技术1.1 低温等离子体的概念等离子体为电离气体，是物质的第四态，随温度升高，物质由固态变为液态，再变为气态，分子热运动随温度升高而加剧，分子中的原子获得足够动能后，彼此开始分离，外层电子脱离束缚变为自由电子，原子变为离子发生电离。
或是一定电压击穿气体分子，使得部分气体分子电离产生各种离子、中性原子或分子、激发态的原子或分子、电子、负离子、辐射光子和自由基的非凝聚体系。
体系中的正电荷与负电荷数量相等，因此称为等离子体。
它是一种导电流体，气体中的例子间存在库仑力，运动受电场和磁场的影响，等离子体内部聚集的各种原子、分子、例子等都是极易反应的。
等离子体按照带电粒子温度的相对高低，分为高温等离子体和低温等离子体。
重粒子温度接近或等于电子温度时称为高温等离子体（平衡等离子体），远低于电子温度时称为低温离子体（非平衡等离子体）。
低温等离子体系统特性主要由带电粒子决定，电场、磁场共同作用影响，具有独特的物理性质，可产生多种物理、化学反应。
高温等离子体产生的10000K以上的具有很高反应活性的粒子能使污染物迅速热解。
如法国发明的电感耦合等离子体流化床反应器，波兰发明的联合等离子体PCB处理装置[1]。
低温等离子其中的电子温度大于10000K，离子温度可能低至300K，因此高能电子可使分子激发、电离，反应体系仍能保持在较低温度。
染料废水脱色实验报告
染料废水脱色实验报告1. 实验目的本实验旨在探究不同方法对染料废水进行脱色的效果，并找到最佳的脱色方法。
2. 实验材料与方法2.1 实验材料- 染料废水样品- 不同的脱色剂（如活性炭、明矾、氯化铁等）- 实验室常用仪器设备2.2 实验方法1. 准备染料废水样品，并记录初始浓度。
2. 将染料废水分成若干等量样品。
3. 使用不同的脱色剂对染料废水样品进行处理。
4. 对处理后的样品进行比色检测，记录脱色效果，并计算去除率。
5. 比较不同脱色剂的效果，找到最佳脱色方法。
3. 实验结果与讨论经过实验，我们得到了以下结果：3.1 不同脱色剂对染料废水去除率的比较脱色剂去除率(%)活性炭80明矾65氯化铁85从上表中可以看出，活性炭和氯化铁在脱色过程中表现出更高的脱色效果，分别达到了80%和85%的去除率。
而明矾的脱色效果稍逊，只有65%的去除率。
3.2 脱色剂使用量对脱色效果的影响我们进一步研究了活性炭和氯化铁的使用量对脱色效果的影响。
结果如下：脱色剂使用量(g/L) 去除率(%)活性炭 1 50活性炭 2 80活性炭 5 90氯化铁 1 60氯化铁 2 70氯化铁 5 85由上表可知，活性炭和氯化铁的使用量对于脱色效果有着一定的影响。
增加脱色剂的使用量，脱色效果逐渐增加。
但在一个合适的范围内，增大脱色剂的使用量并不会进一步提高脱色效果。
在本实验中，当活性炭的使用量达到2 g/L时，脱色效果可达到80%以上。
而氯化铁的最佳使用量为5 g/L，此时脱色效果可达到85%。
4. 结论根据实验结果，我们得出以下结论：- 在本实验中，活性炭和氯化铁是两种有效的脱色剂，其脱色效果分别达到80%和85%。
- 脱色剂的使用量对于脱色效果有一定的影响。
在活性炭和氯化铁的使用量分别为2 g/L和5 g/L时，脱色效果达到最佳。
通过本实验的研究，我们为染料废水的脱色提供了一些有益的参考。
然而，实际应用仍需综合考虑经济性、环境效应等因素选择最合适的脱色方法和剂量。
染料废水处理技术
染料废水处理技术近年来，水污染日益严重，而目前传统的水处理方法难以处理水体中难降解的有机物(如染料和药物等)。
因此，越来越多的学者研究了许多新方法来解决难降解有机物造成的水污染问题。
染料在染色、涂料、颜料和纺织等领域被广泛使用，是造成水污染的一大原因。
染料的化学结构复杂、有生物毒性且难于用传统的方法降解。
亚甲基蓝(methylene blue , MB )作为一种偶氮染料在印染和纺织工业中应用广泛，因而被广泛的研究。
高级氧化技术(advanced oxidation processes , AOPs)作为难降解有机废水的一种有效的处理方法，近年来受到越来越多的关注。
AOPs是一种基于轻基自由基(·OH)氧化的技术，·OH具有仅次于氟的氧化势(2. 80 eV )，几乎可以无选择性氧化所有有机物，直至将有机物矿化成H2O,CO2和无机盐。
目前，研究比较广泛的AOPs有光催化、 Fenton、光催化臭氧化、等离子体等，以及它们的协同技术。
等离子体尤其是低温等离子体技术，能原位产生·OH、H2O2、O3 、HO2·和·O等高能电子等活性物质，同时伴随着液电空穴、冲击波和紫外光辐射等物理效应。
该技术是集多种AOPs的优点于一身的高级氧化技术。
介质阻挡放电(dielectric barrier discharge , DBD)等离子体是低温等离子体的一种，具有电子密度高、放电均匀稳定等特点，受到广泛的重视。
DBD反应器是在放电空间中插入绝缘介质的放电反应器，主要有板一板式和线一环式2种形式。
阻挡介质即可以覆盖在电极表面，也可悬挂于放电空间中，形成电子密度较高的、均匀稳定的放电。
采用新型的双气室DBD等离子体反应器降解MB溶液，与传统板一板式DBD放电反应器相比，新设计的反应器增加了曝气，同时增加了一个气室。
当两电极之间施加高压电时，放电在上、下气室同时发生，活性物质在两个气室和溶液中产生。
对染料废水处理技术的几点探讨
ｌ 常 用 染 料 工 业 废 水 处 理 技 术
１ ． １物 理 处 理 方
展前 景 。 Ｚ ３ Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ氧化 技术 Ｆ ｅ ｎ ｔ ｏ ｎ氧 化 技 术 是 一 种 高 级 的 氧 化 技 术 ，该 试 剂 由 Ｆ ｅ 和 Ｈ Ｏ 组 成 ，两 者发 生 化 学 反 应 生 成 的 羟 基 具有 非 常 强 的 氧化 性 ， 能通 过氧化反应对持久性难降解的染料有机污染物进行降解 。 该 技术操作简单 、 成本较低 ， 不 但 有 非 常 好 的废 水 处 理 效 果 且 有 较 高的经济效益 ， 有非常好 的应用前景 ， 其缺点是处理速度慢 ， 处理 过程 中引入 了铁离 子 ， 改 正这些缺点后 ， 该技术 一定会得 到广泛 的应 用 。 １ ． ２化 学 处 理 方 法 多种方法联合处 理是染料废水处 理的发展方 向 ， 例如 ： 浙江 化学处理方 法是通过使用 化学药剂 ，使其 与废水发 生化学 某 印染企业采用微 电解一水解酸 化法一好氧生化 法为 主体 的联 反应 ， 对废水进行 处理达 到净 化废水 的 目的。 化学处 理方法主要 合工艺进行染料废水的处理 。 废水经过格栅 一调节池 一动态微 电 有 化学混凝法 、 化 学氧化法 、 光催化 氧化法 、 湿式催化 氧化法 、 内 解 池 一中 间沉 淀 池 一水 解 酸 化 池 一好 氧 池 一最 终 沉 淀 池 的 处 理
后， 出水 可以达到 Ｇ Ｂ ４ ２ ８ ７ — １ ９ ９ ２ ４ 纺织 染整工业水 污染物排 放标 准》 一级标准要求 。该 项 目总投资 ４ ４ ９ ． ４ １万元 ， 分 摊到 １ ｍ ｓ 成本 为２ ． ４ ６ ２元 。由此看来 ： 采用合理 的联合 工艺处理能在保证 较低 成本 的前提下达到非常好的处理效果 ， 有 非常好的综合效益 。因 此， 其它企业 可以借鉴这 中联合处理 的工艺。 ３ 结 语
污水处理中的低温等离子技术与处理效果
对两组处理后的水样进行各项指标的测定，记录数据 。
数据分析
对实验数据进行统计分析，比较两组处理效果的差异 。
处理效果对比分析
与传统处理方法比较
01
将低温等离子技术与传统的物理、化学或生物处理方法进行比
较，分析其在处理效果、能耗、操作简便等方面的优劣。
处理效果稳定性分析
02
评估低温等离子技术在不同条件下的处理效果稳定性，如水质
联合其他技术
为了提高污水处理效果，低温等离子技术可 以与其他污水处理技术结合使用，形成综合 治理方案。
THANK YOU
探索与其他技术的结合
将低温等离子技术与生物、化学、物理等其他污水处理技术相结合 ，形成多级处理工艺，提高整体处理效果。
技术成本与经济效益
降低能耗和运行成本
通过技术改进和创新，降低等离子技术的能耗和运行成本，提高 经济效益。
拓展应用领域
将低温等离子技术应用于更广泛的污水处理领域，如工业废水、 农村污水等，提高技术的经济效益。
等离子体是由电子、离子、自由基和中性粒子组成的电离气体，具有高化学活性和 强氧化性，能够快速有效地分解有机物。
在低温等离子技术中，通常采用电晕放电、辉光放电、介质阻挡放电等方式产生等 离子体。
技术特点
低温等离子技术具有处理效率高、能 耗低、操作简单、不产生二次污染等 优点。
该技术对环境友好，不会产生有害物 质，同时能够提高污水的可生化性， 为后续的生物处理提供有利条件。
悬浮物（SS）
反映水体中不溶性物质含量的指标，处理后 应显著降低。
生化需氧量（BOD）
表示水中可生物降解有机物的含量，经处理 后应明显降低。
有机物去除率
等离子技术对有机污染物的去除效果，应达 到较高的去除率。
染料废水处理技术现状与发展
染料废水处理技术现状与发展摘要: 文章介绍了染料废水的物理、化学和生物处理技术，并分析了其去除原理和工艺优缺点，目的在于为染料废水处理工作提供理论基础和现实指导，并提出未来染料废水处理技术的发展走向—高效、经济、适应性强、清洁性的废水处理技术。
前言伴随染料生产和印染行业的发展，染料工业废水的排放量也急剧增多，据调查中国每年约有1. 6亿立方米的染料废水排放进入水环境中［1］。
并且染料废水具有色度大、有机污染物含量高、组分复杂、水质变化和生物毒性大，以及难生化降解，并朝着抗光解、抗氧化的方向发展等特点，使处理染料废水的难度进一步加大［2］。
印染废水含大量的有机污染物，排入水体将消耗溶解氧，破坏水生态平衡，危及鱼类和其它水生生物的生存。
沉于水底的有机物，会因厌氧分解而产生硫化氢等有害气体，恶化环境。
由于以上几点，使其成为国内外难处理的工业废水之一，中国己将染料废水的治理列为环境保护工作的重点。
染料废水是指棉、毛、化纤等纺织产品在预处理、染色、印花和整理过程中所排放的各种废水的总称，并具有水量大、色度高、组份复杂的废水，水质变动范围大等特点。
为了解决有机染料对环境的污染，人们采用了不同的方法与技术对染料废水进行了各种处理途径的尝试，其主要目的为［3 － 4］: ①分离去除富集发色物质; ②破坏发色物质，以达到脱色和降解有机物的目的。
1、常用染料工业废水处理技术当前有多种物理化学方法和生物方法均可用于染料废水的脱色降解处理，国内外常用于工业染料废水处理的方法有: 生物处理法、化学絮凝法、化学氧化法、吸附法和电化学法等方法［5 － 7］。
其他如膜分离技术、辐照技术等也正在推广应用［8 － 10］。
在具体城市下水道和污水处理中，废水首先在工厂作预处理，达到城市下水道排放标准后进行集中处理。
废水经过预处理再排放可改善污水水质，降低城市污水厂处理负荷，同时便于根据不同的废水水质采取不同的预处理手段［11］。
在对印染废水进行最终处理时，有机物的去除一般以生物法为主，对难于生物降解的印染废水，采用厌氧( 水解) 好氧联合处理较为合适，对易于生物降解的印染废水，可采用一段生物处理。
气液两相滑动弧等离子体降解染料废水的研究
均 三 嗪 结 构 上 时 较 难 降 解 ； 能 量效 率 上 考 虑 ， 液 两 相 滑 动 弧 等 离 子 体 技 术 更适 合 降解 高浓 度 的 染 料 废 水 。 从 气
关 键 词 等 离 子 体
染料
脱 色率
脱 氯 率
Ｄｅｒ ｄ ｔ ｎ ｏ ｙ ｉｇｗａｔｗａｅ ｙ ｇｓｌ ｕｄ ｇｉ ｉｇａｃｐａ ａ Ｌ儿，Ｙａ ａ ＳＩ ｈ ｎ ， ＡＮ ｉ ， ＡＮ ｉ ｎ ｇ ａ ａ ｉ ｆｄ ｅｎ ｓｅ ｔｒｂ ａ－ｉ ｉ ｌ ｎ ｒ ｌｍｓ ｏ ｑ ｄ ｎ ， Ａｎ ｅ ｇ ＴＩ Ｈｕ 。 Ｙ Ｊａ —
摘 要 研 究 了气 液 两 相 滑 动 弧 等 离 子 技 术 对 不 同 种 类 的 可溶 性 染 料 废 水 的 处 理 效 果 ， 察 了 染 料 分 子 中 的磺 酸基 数 目、 考 Ｎ— Ｎ 双键 数 目 、 料 分 子 的 不 同 主 体 结 构 等对 染 料 降解 效 果 的影 响 。结 果 表 明 ， 料 分 子 中 的磺 酸 基 数 目越 多 ， 染 料 的 降解 率 越 高 ； 染 染 则 不 论 染 料 分 子 主 体 结 构 如 何 ， 化 性 物 质 可 能 均 首 先 攻 击 分 子 中 的 发 色 基 团 ， 致 染 料 脱 色 ； 体 结 构 不 同 的 染 料 混 合 时 ， 对 氧 导 主 可 Ｃ ＯＤ 的 降解 起 到 一 定 促 进 作 用 ； 料 分 子 中 氯 的 取 代位 置 不 同 。 脱 氯 率 也 不 同 ， 连 接 在 直 链 或 苯 环 上 时 较 容 易 降 解 ， 连 接 在 染 则 氯 而
ｈ ａ ． １ Ｄｅ ａ ｔ ｎ ｆ ｅ ｉａ ｎ ａ ｍａ ｅ ｔ ａ ，Ｈ ｅ ａ ｉｅｓｔ ｆ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅｈ ｏｏ ｙ，Ｌｕ ｙ ｎ ｕ 。 （ ． ｐ ｒｍｅ ｔｏ Ｃｈ ｍ ｃ ｌａ ｄ Ｐｈ ｒ ｃｕｉ ｌ ｃ ｎ ｎ Ｕｎ ｖ ｒｉ ｏ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｙ ｏａｇ
等离子体技术在废水处理中的应用
等离子体技术在废水处理中的应用摘要：炼化装置含油污水排放过程中会逸散出少量含苯系物VOCs气体，湿度大、恶臭明显、难治理，极大地影响了环境和操作人员的职业健康安全。
关键词：VOCs;低温等离子体;分解;含油污水;苯系物;防爆引言在我国社会经济不断快速发展的同时，也伴随着出现了日渐严重的环境污染问题，其中水污染问题尤其严重，对人类的身体健康构成了严重威胁。
在废水处理方面，常用技术有物理技术、化学技术等，各个处理技术均有其适用范围以及应用优势，但是，对于有害废水中难以降解的废弃物，处理效果不佳。
废水处理高新技术不断涌现，其中，等离子体技术的环境保护效益比较高，在含有大量有毒有害物质废水处理方面，具有明显的应用优势，因此，亟需对其应用要点进行深入研究。
1等离子体相关概述等离子体废水处理技术被广泛应用于工业废水处理中，其应用原理为大气压等离子体射流以及介质阻挡放电等，对于高难度降解废水，比如纺织印染废水、生物医药废水、垃圾渗滤液、高难度煤焦化废水等方面，另外，其已经被扩展应用于医疗机构废水处理中，同时在一定程度上也应用到了生态水体的修复中。
等离子体处理技术与传统废水处理工艺相比，有着非常明显的应用优势，重点体现在以下几个方面：（1）有些废水降解难度比较大，并且废水中含有复杂的有机分子，而等离子体技术科应用高浓度羟基自由基以及臭氧等强氧化性产物对其进行降解，废水处理效果较好。
（2）对于废水中的污染物去除效率比较高，可有效提升COD去除率，同时还具有杀菌、消毒、脱色等效果。
（3）在等离子体技术的应用中，可避免造成二次污染，废水中的污染物经过强氧化作用后，即可降解为CO2、H2O等无害无机物，在处理过程中不会产生污泥，可避免对环境造成二次污染。
（4）废水处理装置的占地面积比较小，反应速度快，并且只需进行常温常压操作。
2等离子体处理印染废水反应器2.1电晕放电反应器利用脉冲电晕放电使有机染料褪色，通过静电火花间隙开关，使用一个电容器(1nF)放电电路产生高压脉冲。
低温等离子体协同絮凝剂处理印染废水研究的开题报告
低温等离子体协同絮凝剂处理印染废水研究的开题报告一、研究背景和目的在印染行业生产中，印染废水的排放严重污染环境，对水体生态造成威胁。
因此，在印染废水的处理中，如何高效、经济地去除其中的污染物，成为一个重要的研究方向。
目前，采用化学沉淀、生物法、高级氧化等方法处理印染废水存在着各自的问题，如处理效率低、耗能高、处理难度大等问题。
因此，探索一种新的协同污染物去除方法，是当前印染废水处理研究的热点和难点之一。
本研究致力于利用低温等离子体和协同絮凝剂，对印染废水进行处理。
低温等离子体是一种新型的物理方法，具有高效、低能耗、环保等优点；而协同絮凝剂结合了多种不同的污染物去除机理，具有良好的叠加效应。
因此，将两种方法相结合，有望提高印染废水的处理效率和经济性。
二、研究内容和方法（一）研究内容1.低温等离子体协同絮凝剂处理印染废水的基础研究：探讨低温等离子体和不同种类协同絮凝剂处理印染废水的优缺点，并分析两种方法结合的可行性。
2.低温等离子体协同絮凝剂处理印染废水的实验研究：建立低温等离子体与协同絮凝剂处理印染废水的实验平台，在现有的实验基础上，对不同处理条件下的废水进行处理效率、处理费用等方面的研究。
3.低温等离子体协同絮凝剂处理印染废水机理研究：通过分析处理过程中的水质变化、微观结构、元素组成等方面的变化，研究低温等离子体和协同絮凝剂处理印染废水的机制。
（二）研究方法1.文献调研：对低温等离子体和协同絮凝剂处理废水的现状和研究进展进行全面调研和综述。
2.实验研究：采用协同絮凝剂与低温等离子体处理印染废水，探讨处理条件的最优化、处理效率、消耗能源及费用等。
3.理论研究与模拟分析：通过分析处理过程中的水质变化、微观结构、元素组成等方面的变化，结合CPE及工艺流程模拟对实验结果进行辅助分析，理解处理过程，并探索处理机理。
三、研究意义和创新点1.研究成果对印染行业的废水综合治理具有重要的理论和应用价值，为印染行业废水治理提供了一种新的思路和方法。
低温等离子体处理废水的技术研究
低温等离子体处理废水的技术研究废水是指工业、农业、医疗等行业产生的污水，在经过处理后可以被排放到自然环境中，同时不会对环境造成二次污染。
低温等离子体处理技术是一种新兴的废水处理技术，不仅具有高效、节能、环保等优点，而且可以处理各种类型的废水，应用前景广泛。
一、低温等离子体处理废水的原理低温等离子体处理技术是基于等离子体化学的理论和技术原理，采用一定的电压、频率和电流，在一定的气体环境中产生等离子体，利用等离子体和废水中的污染物发生化学反应，将有机物、重金属、氨氮等废水中的污染物转化成低毒、低害的物质或者去除污染物。
该技术不需要加热，不会影响废水中的微生物，不会产生二次污染，同时不需要添加任何药剂，具有很高的环境友好性和应用价值。
二、低温等离子体处理废水的优点低温等离子体处理废水技术具有以下优点：1. 高效：该技术能够快速降解废水中的有机物和重金属，处理效率高达99%以上。
2. 节能：不需要额外加热，只需要输入电能即可，电压和电流均可控制，节约能源。
3. 环保：处理后的水质符合国家排放标准，无二次污染。
4. 适用范围广：适用于所有类型的废水处理，包括含有高浓度的有机物、重金属和氨氮等的废水。
5. 操作简单：工作稳定可靠，操作简单，不需要配备专业技术人员。
三、改性低温等离子体处理废水的应用改性低温等离子体技术是在传统低温等离子体技术的基础上，经过改进、创新和优化，提高处理效率和稳定性，特别适用于废水处理行业。
它采用导电性良好的材料包裹等离子区域，通过流体动力学分析和计算流体力学优化，保证等离子体和废水之间的接触面积大、传质速率快，从而提升处理效率。
改性低温等离子体处理废水的应用范围广，包括：1. 工业废水处理：钢铁、化工、纺织、造纸、印染等工业废水的处理。
2. 农业废水处理：农村生活污水、养殖污水的处理。
3. 医疗废水处理：医院废水、药厂废水的处理。
4. 市政污水处理：市区生活污水、社区污水的处理。
低温等离子体技术降解甲基橙染料废水
（ １ ．Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｕ ｒ ｂ ａ ｎ Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ， Ｈ ｅ ｂ ｅ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆＥ ｏ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ， Ｈ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ０ ５ ６ ０ ３ ８ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ； ２ ．Ｓ ｃ ｈ ｏ ｏ ｌ ｆ ｏ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｓ ｐ ａ ｔ ｉ ａ ｌ Ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｓ ， Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ｆ ｏ Ｍｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｘ ｕ ｚ ｈ ｏ ｕ ２ ２ １ １ １ ６ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ）
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器， 研究了放 电电压、 放 电频率、 溶液初始 ｐ Ｈ值对甲基橙降解性能的影响。结果表 明， 对甲基橙的
染料废水水处理技术分析
染料废水水处理技术分析染料废水具有成分复杂、色度大、碱性强、生化降解难、水质变化大,具有毒性等特点。
罗丹明B(RhB)作为一种典型的碱性染料,属于三苯甲烷类染料,具有致癌性,若没有妥善处理,会给人类健康及生态环境带来极大伤害。
目前,对于难生化降解的有机废水处理技术中,芬顿氧化法倍受人们关注,其具有使染料废水中大部分难降解的有机物完全降解并且不形成有毒害作用的中间产物、使用的催化剂安全、容易获取等特点。
但是仍然存在铁离子含量高易产生二次污染,羟基自由基利用率较低以及有效pH 范围窄等缺点。
针对上述存在的问题,Fe0 / H2 O2 体系是目前研究较多的一种改良的芬顿法,该体系能在较宽的pH 范围内运行,提高了反应的经济适用性,处理后的废水中铁离子浓度显著降低,从而防止了可能引发的二次污染。
但Fe0 粒径小,易团聚,需要稳定的载体与之结合。
还原氧化石墨烯具有极大比表面积特性,能够有效避免团聚的发生。
磁性纳米颗粒使得材料具有分离速度快、分离效率高以及选择性好等特点。
目前关于Fe0 -RGO 复合材料对重金属离子(如Cd(Ⅱ)、Cr(Ⅵ)和U(Ⅵ))的去除性能研究得较多,也有将其应用于硝酸盐氮、三氯乙烯等污染物的去除,而关于其对有机染料的去除研究相对较少。
且在已有的研究中一般将Fe0 -RGO 作为吸附剂研究对目标污染物的吸附性能,其中吴威等研究了Fe0 / GO 对亚甲基蓝(MB)的吸附性能,并得出在溶液pH 为6、吸附时间5 h、吸附温度25 ℃的最佳条件下,加入400 mg·L - 1 的Fe0 / GO,处理初始MB 质量浓度为160 mg·L - 1 的MB 溶液,MB 去除率为89. 26% ,吸附量为125. 5mg·g - 1 。
而对于Fe0 参与的类芬顿体系研究较少,而将三元复合材料Fe0 -MF-RGO 作为类芬顿试剂更是少有报道。
采用磁性还原氧化石墨烯(RGO)负载Fe0 ,制备Fe0 -MF-RGO 复合材料,并与双氧水构成类芬顿试剂用于对RhB 的去除。
等离子射流杀菌处理废水的初步实验
如左图特殊设计的喷枪可以使 系统在常压条件下产生稳定的 等离子体射流。工作气体通常 为压缩空气，产生的等离子体 为电中性的。等离子体射流中 含有大量的、高活性的粒子， 在材料表面处理领域已经获得 应用。 近期的研究表明，射流中含有 丰富的原子氧，能够用于消毒 灭菌，和清除有机化学物质。
1分钟后，平板变为完全无菌状态，表明杀
菌效果良好。
未经灭菌试验的对照组
处理30秒钟的效果
处理1分钟的效果
灭菌和未灭菌试验样品对照
灭菌试验结论
该等离子体射流对枯草芽孢杆菌具有良好的杀
灭作用。 杀灭大肠杆菌的效果更佳（未置照片）。处理水源 ：
工程院所在地自来水中溶入苏丹黑染料， 浓度为10mg/L。
处理结果
处理结果的顶部视图
试验目的
利用这种常压空气等离子体喷枪进行一些物体
表面杀菌试验；
对有机废水进行处理。
目标：研究表面杀菌及废水处理的可行性，为
进一步研制表面灭菌和废水处理装置提供试验
基础。
试验装置和结果
枯草芽孢杆菌试样 杀菌处理装置
处理前
处理后
含酚废水处理结果
灭菌试验最佳温度的确定
用未涂布枯草芽孢杆菌的平板置于等离子体
苏丹黑染料结构式：
苏丹黑染料是一种由五个苯环和多个链 状基团连接构成的有机染料。它具有芳 香族有机物的特性。
水处理实验程序
将待处理的水杯置于射流装置下方；
启动风机，由射流枪吹出的风进入水杯中，观 察到液面杯风吹动； 启动放电电源，形成的等离子体射流随风与水 相互作用，处理2分钟后停止放电。
喷枪下方，不断变动枪与平板之间的距离，使枪 作用于平板1分钟，直到枪喷出火焰温度不至于把 琼脂平板融化为止，记下枪的下方与平板的直线 距离，结果发现7厘米的时候琼脂平板不会融化。 距离进一步拉近，琼脂平板便会融化，表明温度 已经太高。
大气压等离子体染料废水处理装置的设计
大气压等离子体染料废水处理装置的设计摘要：由于工业废水产生的有机污染物含量高、难处理、而且造成了严重的环境污染，因此，研究一项新型的废水处理技术，成为了当前紧迫任务。
而在处理废水技术的新工艺中，大气压下等离子技术有着更高的降解能力。
大气压等离子体是一种高能活性粒子的物质，处理效率高，成本低，操作方便，而且不会产生二次污染。
我的论文主要研究了等离子体的基本性质，DBD等离子体染料废水处理的设计及其发射光谱的相关研究。
关键词：大气压等离子体；DBD放电；有机染料；发射光谱法引言低温等离子体又叫非平衡等离子体体系，低温等离子体又可以根据粒子的温度和热力学状态分为热等离子体和冷等离子体[1-3]。
近几年，随着对大气压等离子体的进一步研究，等离子刻蚀、镀膜、臭氧合成、材料表面改性、染料废水处理等方面得到了广泛应用[4-6]。
论文研究的是大气压下，介质阻挡放电处理染料废水技术。
本文中，研究了等离子体基本性质、DBD等离子体处理有机染料方面以及发射光谱法的相关研究，设计等离子体装置，利用空气为放电气体，通过实验研究验证等离子装置对燃料废水的退色效果，测量了大气压下介质阻挡放电产生的发射光谱并且采用发射光谱对褪色机理进行分析。
实验DBD等离子体氧化有机染料原理：染料废水中的有机物结构稳定，所以溶解性很差，传统的处理技术工艺非常困难，而且降解效果不显著。
针对一这问题提出的大气压下等离子等离子处理染料废水装置是通过等离子体放电将空气中的氧气氧化成臭氧，对有机污染物的结构进行破坏从而降解。
最终将有机降解为二氧化碳、水和无机盐。
实验装置设计：实验装置设计：为了提高等离子体反应的稳定性，本实验采用了同轴圆筒的设计。
上下由聚四氟乙烯做的方形板，用于密封整个实验装置，固定电极和进出水口及进出气口；电极部分，采用半径为10mm，长度为10cm的铜棒作为高压电极，采用循环电解液作为地电极；整体采用外径为50mm，长度为15cm，厚度为1.5mm的石英玻璃管；采用外径为30mm，长度为15cm，厚度为2mm的石英玻璃管作为阻挡介质。
低温等离子体对直接染料废水的脱色研究
低温等离子体对直接染料废水的脱色研究赵菁;高茜蕾;袁渭军;张文治【摘要】染料废水色度高,且其存在复杂的环状结构,一般处理方法很难获得理想的处理效果.采用直接草绿和直接橘黄配制模拟染料废水,将介质阻挡放电低温等离子体技术应用于直接染料废水脱色研究.研究结果表明:介质阻挡放电低温等离子体处理直接染料可获得的脱色率与染料结构的复杂程度呈负相关.放电功率的增高、介质间距的降低、溶液浓度的减小均有利于获得较高的脱色率.当放电功率为8.5 kW,介质间距为5 mm,溶液浓度为100 mg·L-1时,直接橘黄和直接草绿获得98%脱色率所需时间分别为8 min和18 min.延长放电时间可以部分补偿因放电功率不足或介质间距过高带来的脱色率降低,但无法补偿因浓度增高带来的脱色率下降.在研究测试的400 mg·L-1溶液浓度范围内,直接染料的脱色反应符合假一级反应动力学方程.低温等离子体技术处理直接染料所获得的脱色效果可以满足深度处理技术要求.%Dyeing wastewater is of deep color,and it is hard to treat for the occurrence of cyclic auxochrome groups.Decolorization of direct dyes was studied by dielectric barrier discharge plasma. Chlorantine fast green 5GLL and direct yellow G were chosen to simulate the wastewater.The results showed:The complexity of the molecular structure had negative correlation to the decolorization rate. The decolorization rate rose with the rise of discharge power,decrease of air gaps and concentration of dye in the initial stage of the reaction.The decolotization rates of direct dyes achieved 98%,when the discharge power was 8.5 kW,air gaps were 5 mm,the concentration of direct dyes were 100 mg·L-1 , and the discharge time cumulated to 8 min and 18 min.The difference decolorization rate causedby reducing discharge power and increasing air gaps was partially compensated by extension the reaction time,but the difference caused by increasing concentration could not be compensated at all.The decolorization reaction followed pseudo first order kinetics equation when the concentration of direct dyes was under 400 mg·L-1 .The result meets the requirements of deep processing.【期刊名称】《西安工业大学学报》【年(卷),期】2016(036)010【总页数】7页(P836-842)【关键词】等离子体;直接染料;脱色;介质间距【作者】赵菁;高茜蕾;袁渭军;张文治【作者单位】西安工业大学材料与化工学院,西安 710021;西安工业大学材料与化工学院,西安 710021;西安协力动力科技有限公司,西安 710119;西安工业大学材料与化工学院,西安 710021【正文语种】中文【中图分类】X791据不完全统计,我国印染废水每天排放量在3×106～4×106m3之间,其的水质特点为水量大、有机污染物含量高、难降解物质多、pH值变化大、色度高以及组分复杂.印染废水其中的染料和助剂属于典型的结构复杂的有机物，他们的结构主要含芳烃及杂环以及以芳烃及杂环化合物为母体，并带有π→π*跃迁或n→π*跃迁的生色基团(如-N=N-、-N=O)及助色基团(如-SO3Na、-OH、-NH2)[1]，属典型难降解的物质.废水中除含有染料和助剂外，还有浆料、油剂、酸碱、纤维杂质、砂类物质及无机盐等其它物质.染料和助剂染料中的硝基和胺基化合物以及铜、铬、锌、砷等重金属元素，具有较大的生物毒性，严重污染环境[2-3].同时，由于染料正朝着抗光解、抗氧化和抗生物降解的方向发展[4]，从而给废水处理工艺带来了较大的困难.介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge，DBD)等离子体是一种常压下可实现稳定放电的低温非平衡等离子体.他的产生不需要高真空，因此也不需要真空设备，大气压或者略高于大气压的条件均可得到稳定放电，能在常温下获得化学反应所需的各种活性粒子(如紫外线、臭氧及各种自由基)，具有特殊的光(多波段紫外)、热(室温或略高于室温)、电(电子、离子)等物理过程及化学过程(自由基)，是最早被环境工作者发现并利用于产生臭氧治理环境污染的等离子体技术.文献[5]研究了雾化介质阻挡放电过程中产生的低温等离子体对偶氮染料靛蓝二磺酸钠(C16H8N2Na2O8S2)染料废水的脱色效果，发现当处理时间相同时，待降解染料溶液的浓度降低程度与放电电压的升高程度和介质空气间隙的减小程度呈现正相关.对其脱色的机理研究发现雾化介质阻挡放电过程中产生的低温等离子体活性物质对染料脱色起重要作用.文献[6]通过研究等离子体在内电极通入氧条件下降解水溶液中甲基紫进一步揭示了低温等离子体处理染料的机理，证实甲基紫溶液的降解是氧原子、电子、活性自由基和离子等共同作用的结果.文献[7]研究发现等离子体装置的结构及电极形状对部分分散、活性及直接染料类型染料废水的处理效果有着一定影响，这一结果被文献[8-9]同时证实.但对直接染料以及板板放电系统在脱色、降解及动力学和相关机理方面的研究未见报道.文中采用介质阻挡放电获得常压下的空气低温等离子体，将其作用于直接染料液面上，使该等离子体产生的臭氧、紫外光和自由基等活性基团自由扩散至液相，并与液相中的直接染料发生氧化还原反应，以脱色率为评价指标，测试等离子体参数(放电功率、介质间距和放电时间)对直接染料脱色的影响，以及染料自身因素(染料浓度、溶液初始pH值)对脱色产生的抗力响应，试图揭示常压下空气低温等离子体直接染料的脱色规律及模拟动力学方程.介质阻挡放电低温等离子体(DBD-50,南京苏曼电子有限公司)；可见分光光度计(721E,上海光谱仪器有限公司)；pH计(PB-10,Sartorius)等.DBD放电低温等离子体系统如图1所示.等离子体发生装置(CTP-2000K)以220 V交流电压作为激发电压，该装置由南京苏曼电子有限公司生产.电源由市电提供并经过变压后成为高压电(电压在0～250 kV之间连续可调)，地电极直接接地.高压电极与地电极之间放置石英片作为电介质，石英片下方以玻璃容器承装待处理溶液.高压电极与地电极间充满空气(自由扩餐进入反应室)，空气在电压下放电激发，产生空气等离子体，并发出紫外光、臭氧和-OH等活性基团或活性物质.此类由低温等离子体产生的活性物质在空气中自由扩散并最终进入水相，与水体中有机物发生物理化学反应，达到降解水相中有机物的目的.本实验模拟印染废水采用直接草绿和直接橘黄染料配制而成，其结构如图2所示.由图2可见，直接草绿和直接橘黄均具有典型的环状结构，且直接草绿的结构较复杂.配置100 mg·L-1的直接染料溶液，采用紫外-可见分光光度计(UV-2550，Hitachi，日本)对其原溶液及处理过程中的处理液进行全波长扫描，扫描范围为300～900 nm，得到直接染料溶液全波长扫描结果如图3所示.经测试，随着等离子体反应的进行，直接染料最大吸收波长处的吸收峰强度不断减弱，但最大吸收峰位置即染料的最大吸收波长一直位于410 nm(直接草绿)和490 nm(直接橘黄)处，这一吸收峰恰好是染料结构中的-N=N-对应的发色基团的特征吸收峰.放电过程发色基团的持续破坏使吸收峰的强度不断减弱，即造成了染料的脱色.测试时采用这两种染料各自的最大吸收波长(直接草绿410 nm，直接橘黄490 nm)下的吸光度的变化率表征他们各自的脱色率，计算公式为通过介质阻挡放电在较大空间内获得高能量、高密度的非平衡等离子体，满足高质量流量等离子体化学反应的需要，在某一波长范围内测定染料溶液的吸光度与波长的关系，吸光度最大值对应下的波长既染料溶液的最大吸收波长.改变直接染料溶液浓度，配置直接染料溶液，调整反应初始pH值，将其放置于DBD等离子体反应器中.设置DBD等离子体输入功率、介质间距至既定值，接通电源，开始反应计时，当反应时间到达既定值时，停止反应.取出待测液测试其吸光度值.考察DBD等离子体对直接染料脱色处理的效果，实验参数见表1.改变放电功率分别取6.5 kW、8.5 kW和10.5 kW，放电时间间隔取2 min，分别测试不同放电功率时放电时间与直接染料溶液脱色率的影响，得出结果如图4所示.由图4可以得见，放电前期，在同一放电时间时直接染料溶液的脱色率随着放电功率的增大而增大，这是因为等离子体放电功率随外施功率增加而增加，单位时间内体系中可处理的有机物数量随之增多，最终带来脱色率的升高，如直接染料在放电的前6 min内放电电压每升高2 kW便会使直接染料的脱色率上升10%～20%，如直接草绿，在放电时间为6 min时，当放电功率从6.5 kW上升至8.5 kW时，脱色率从63%上升至81%，上升了将近20%.但是，功率的提高所带来的脱色率的提高并不是无限制的，继续提高功率，脱色率不再明显提高.对于直接草绿，当放电功率从8.5 kW上升至10.5 kW时，同样的功率升高率仅带来7.8%的脱色率上升.在同一放电时间时，染料结构的复杂程度决定了脱色率的大小，直接草绿的结构相对于直接橘黄复杂，因此，在同样的处理功率及处理时间下直接草绿的脱色率低于直接橘黄的脱色率，为达到相近的脱色率，直接草绿的处理时间约为直接橘黄的2倍.随着处理时间的延长，因处理功率而带来的脱色率差异越来越不明显，首先是结构较简单的直接橘黄在8 min后各处理功率均可使脱色率达到98%以上，9min便可获得100%的脱色率.因此处理功率和处理时间均可获得脱色率的提高.结构较为复杂的直接草绿的脱色率曲线也具有相同的趋势，当处理时间达到19 min 时，无论何功率输入均可使直接草绿的脱色率达到98%以上.改变介质间距分别取3 mm、5 mm和7 mm，放电时间间隔取2 min，分别测试不同介质间距时放电时间与直接染料溶液脱色率的影响，得出结果如图5所示.由图5可见，同一放电时间内，当单纯考虑电介质间距单因素时，直接染料溶液的脱色率随着电介质间距的减小而增大，如直接橘黄，当放电时间为4 min时，7 mm的介质间距仅可获得54.5%的脱色率，当介质间距减小至5 mm时，脱色率提升至90%.这是因为当放电功率一定时，等离子体释放的活性基团数量和能量是固定值，电介质间距减小时，等离子体放出能量以及活性基团在空气中消耗较少，剩余的紫外光、臭氧和自由基等活性基团自由扩散进入液相，参与液相中的直接染料脱色降解，因此，在固定的时间内处理的有机物数量增多，脱色率相应提高.但是，介质间距的减小带来的脱色率提升同样也是有限的，直接橘黄放电4 min时，当介质间距由5 mm再减至3 mm，仅可带来10%的脱色率提升度.且因直接染料的结构复杂所带来的为达到相近脱色率需延长反应时间现象同时存在.但是结构较简单的直接橘黄在5 min后脱色率便达到98%以上.结构较为复杂的直接草绿的脱色率曲线也具有相同的趋势，当处理时间达到19 min时，脱色率便可达到95%以上.使用低温等离子体处理染料类废水时，在同样的仪器参数(放电功率、介质间距)下，待处理物的浓度或总量的增多会导致脱色率的降低，但这一脱色率的下降遵循何种规律尚待研究.有研究证实等离子体体系的脱色脱色反应符合一级反应动力学方程，或假一级反应动力学方程[10-13]，即，脱色率会随着溶液浓度的升高而降低[14-16].在某反应时刻t，溶液吸光度At与初始吸光度A0之比随放电时间呈对数下降.为了考查直接染料溶液浓度与反应时间对溶液脱色率的影响，揭示直接染料在低温等离子体体系中脱色的动力学方程及规律，通过改变染料溶液初始浓度与相对应的放电时间，获得染料溶液初始浓度-放电时间对脱色率的影响，如图6所示.由图6可见，在同一放电时间，直接染料溶液浓度的升高会导致脱色率的下降，这种降低尤其以结构复杂的直接草绿更为明显，即便延长放电时间也无法补偿浓度增高导致的脱色率下降，在18 min的测试时间内，各浓度下直接草绿的脱色率反应初期就存在着20%～30%的差异，即便是反应后期也一直存在着10%左右的脱色率差异.但是结构较为简单的直接橘黄在200 mg·L-1以下7 min内都可以获得99%以上的脱色率.由于脱色主要是作为深度处理工艺，一般浓度不会过高，在研究的浓度范围内，尤其是当放电时间累计至18 min和9 min后，直接草绿和直接橘黄染料溶液分别可获得85%以上的脱色率.完全可以满足深度处理的技术要求.在此基础上，进一步考察脱色动力学，其方程为根据式(2)对放电前后的吸光度进行数学处理，得到的动力学拟合曲线如图7所示. 图7中的拟合曲线的斜率与方差值见表2.由表2可见，当直接染料溶液浓度在400 mg·L-1以内时，直接染料的脱色动力学符合假一级反应动力学，其中，结构较简单的直接橘黄的反应动力学常数普遍比结构较复杂的直接草绿大，因此，直接橘黄达到较高脱色率耗时较短.在浓度逐渐增加时两种结构的直接染料反应动力学常数下降的程度大略相同.两种直接染料溶液的脱色动力学曲线拟合度R2在较低浓度范围内(溶液初始浓度≤400 mg·L-1)始终保持在0.96以上.因此，直接染料脱色动力学方程可拟合成为假一级反应动力学方程，即直接染料的脱色符合假一级反应动力学，染料浓度与处理时间成对数反相关.传统的高级氧化法虽然也以产生丰富的羟基自由基为反应目的，但为了产生这些丰富的自由基，往往需要为体系提供较低的pH值.低温等离子体同样也以产生大量自由基为主要特点，但是其不受待处理废液pH值限制.本研究采用HCl或NaOH 溶液(0.1 mol·L-1)调节染料废水溶液初始pH值，测试直接染料溶液初始pH值对DBD低温等离子体体系脱色率的影响，以及放电时间对于初始pH值的补偿效应，结果如图8所示.由图8可见，对于结构较为简单的直接橘黄染料废水来说，染料溶液初始pH值对其脱色率影响不大，碱性条件下反应全程脱色率始终较高，其次是中性条件，传统高级氧化法获得最佳脱色率的酸性条件仅在8 min后才因为时间的补偿而获得与中性和碱性条件相近的97%的脱色率.当染料结构由单环转变为三环后，不仅获得90%的脱色率需花费的时间更长，且最佳脱色率因结构中的-COOH的存在变为在中性条件下获得，紧随中性条件分别为碱性条件和酸性条件.时间的补偿也无法弥补因初始pH值的差异带来的脱色率差异，即便延长放电时间达到18 min，直接草绿在各初始pH值下仍然存在着5%左右的脱色率差异.一般浓度较低的染料废水大多需要深度处理，在处理时直接染料废水的pH值不需要调节，不同pH值条件下的处理时间达到5 min(直接橘黄)和18 min(直接草绿)时，不论何种结构的直接染料脱色率均可达到90%(直接橘黄)和85%(直接草绿)以上.1) 介质阻挡放电低温等离子体处理直接染料可获得的脱色率与染料结构的复杂程度呈负相关，在同样的处理条件下，结构越复杂脱色率越低.2) 反应初期，同样的处理时间内放电功率的增高、介质间距的降低和溶液浓度的减小均有利于获得较高的脱色率.当放电功率为8.5 kW，介质间距为5 mm，溶液浓度为100 mg·L-1时，直接橘黄和直接草绿获得98%脱色率所需时间分别为8 min和18 min.相应延长放电时间可以补偿由于放电功率降低和介质间距增加带来的脱色率降低；直接草绿浓度增高带来的脱色率降低无法依靠单纯延长放电时间补偿，对于直接橘黄，放电时间对于浓度增高带来的脱色率降低的补偿也是有限的.3) 实验测试的浓度范围内，直接染料的脱色反应符合假一级反应动力学方程.低温等离子体技术处理直接染料所获得的脱色效果可以满足深度处理技术要求. PENG Huiqing,XU Kai.Current Status and Progresses in Treatment of Printing and Dyeing Wastewater[J].Sichuan Textile Technology,2003(2):11. (in Chinese)LI Jiazhen.Treatment of Dye & Dyeing IndustrialWastewater[M].Beijing:Chemical Industry Press,1997.(in Chinese)HE Zhenbao.Characterization of Dyeing Effluents and Their Treatment Technique[J].Dyeing & Finishing,2007(17):41.(in Chinese)ZHANG Linsheng,JIANG Lanlan.Methods for Decolorization of Dye Wastewater[J].Environmental Protection of Chemical Industry,2000,20(1):14. 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Fenton试剂处理实验室次甲基蓝废水的研究
中 图 分 类 号 院 X703
文献标识码院 A
DOI 院 10 . 19694 / j . cnki . issn2095 - 2457 . 2018 . 27 . 023
文 章 编 号 院 2095 - 2457 渊2018冤27-0053-001
表 1 Fe2 + 用 量 对 次 甲 基 蓝 分 解 的 影 响
Fe2 + 渊 ml 冤 0 . 3
0.5
1.0
2.0
3.0
分 解 率 % 48 . 1
75 . 2
94 . 5
98 . 7
98 . 9
由表 1 可以看出袁反应刚开始的时候袁随着硫酸亚 铁 铵 用 量 的 增 加 袁 产 生 的窑OH 也 随 之 增 加 袁 所 以 次 甲 基蓝的分解率逐渐增大袁 当硫酸亚铁铵的投加量为 2 . 0ml 的 时 候 袁 次 甲 基 蓝 的 分 解 率 达 到 98 % 以 上 袁 但 继 续增加投量袁 分解率变化不大袁 这是因为次甲基蓝已 基本分解完全袁 所以本实验确定的最佳硫酸亚铁铵的 用 量 为 2 . 0ml / 40ml 遥 2 . 2 H2O2 浓 度 对 次 甲 基 蓝 分 解 的 影 响
Research on decoloration of Methylene Blue Wastewater with Fenton reagent LI Cheng - zhi ZHOU Jia - xin YAN Min HUANG Ya - ling ZHANG Wen - ya ( Experiment Teaching Center for Chemistry and Chemical Engineering 袁 Hunan Normal University ,
辉光放电电解等离子体处理次甲基蓝废水
辉光放电电解等离子体处理次甲基蓝废水
高俊侠;王爱香;姜玉静;朱兵
【期刊名称】《山东化工》
【年(卷),期】2013(42)7
【摘要】利用辉光放电电解等离子体技术对次甲基蓝废水的降解进行了研究,详细考察了电压、染料浓度、pH值、催化剂对次甲基蓝降解效果的影响.实验发现,次甲基蓝废水的优化降解条件为:工作电压610 V,pH值3.0,Fe2+催化作用下降解效率明显提高.利用紫外-可见吸收光谱监测了次甲基蓝的降解过程,结果表明,次甲基蓝先被降解成小分子,小分子继而被迸一步降解.
【总页数】4页(P8-11)
【作者】高俊侠;王爱香;姜玉静;朱兵
【作者单位】山东省济宁市环境保护局高新技术产业开发区分局,山东济宁272000;临沂大学化学与资源环境学院,山东临沂276005;临沂大学化学与资源环境学院,山东临沂276005;山东能源临矿集团田庄煤矿,山东济宁272000
【正文语种】中文
【中图分类】X703
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结果与讨论
不同初始浓度对次甲基蓝降解效果影响
3． 1
图1
实验装置图
研究次甲基蓝不同初始浓度对其降解效果的影 ， 响 是在放电功率为 150 W 下分别对初始浓度为 50 、
第2 期
李善评， 等: 低温等离子体处理次甲基蓝染料废水实验
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100 和 150 mg / L 的次甲基蓝溶液进行降解 120 min， 每隔 20 min 取样一次， 测定其吸光度， 并确定其浓度 及脱色率。次甲基蓝不同初始浓度对其脱色效果的影 响如图 2 所示。
（ 1． 山东大学 环境科学与工程学院，山东 济南 250100 ； 2． 天津市 市政工程设计研究院，天津 300051 ） 摘 要: 为了研究介质 阻 挡放 电 产 生 的 低 温 等 离 子 体 对 次甲 基 蓝 ( C16 H18 ClN3 S · 3H2 O) 染料废水的脱色效果和机理， 反应器采用中 心 进 水、 周 边 出 水 的 辐 流 式 沉淀
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散漫的丝状流光 此石英玻璃与液面之间便产生均匀、 放电， 即产生低温等离子体。 次甲基蓝染料废水采用 出水流进烧杯 6 中， 烧杯置于磁力搅 循环处理的方式， 拌器 3 上进行搅拌， 溶液混合均匀， 进水由蠕动泵 7 将 烧杯中溶液打进反应器中。反应过程中放电产生活性 以此对次甲基蓝染料废 粒子及自由基与废水相接触， 水进行降解处理。
2+ 80 min 时， 解处理 120 min 时， 次甲基蓝脱色率达到 98% 以上; 加入 10 mg / L Fe ， 次甲基蓝染料的脱色率达到 98% ， 但是当添加量过高时， 会在一定程度上抑制其降
解; 添加 Na2 CO3 作为自由基 俘 获 剂则抑 制 了 次甲 基 蓝染 料 的 降解， 表明 · OH 是 反应过程中降解次甲基蓝的主要活性物质。 关键词: 低温等离子体; 介质阻挡放电; 次甲基蓝; 染料; 废水处理 中图分类号： X 703． 1 文献标志码： A 文章编号： 1006 － 7167 （ 2013 ） 02 － 0017 － 04
本课题采用介质阻挡放电低温等离子体处理次甲 基蓝染料废水。介质阻挡放电是在放电反应器的一个 当在两电极间加以高 或者两个电极上覆盖绝缘介质， ， ， 压交变电场后 由于介质的存在 使处理对象在常压下 发生均匀、 散漫的丝状流光放电。在此放电过程中， 产 、 、 生的电子可以充分使有机物分子 水分子 氧气分子产 生电离， 从而激发出更高的活性粒子。 这类反应器不 仅能够产生强的放电， 而且可以避免电极和溶液的直 从而延长了电极的寿命。 介质阻挡放电能在 接接触， 高能量浓度的低温等 较宽的气压范围内产生大体积、 可有效地降解染料废水。 离子体， 本文以次甲基蓝染料废水为研究对象， 研究介质 为高浓度、 难降解的染料废 阻挡放电对其的脱色效果， 水的降解提供一种有效的处理色度深、 生化降解能力差、 处理难度 大、 对生态环境危害严重等特点， 是较难处理的工业废
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实
［1 ］
验
室
研
究
与
探
索
第 32 卷
水之一
。因此， 人们对染料废水脱色新技术的研究
愈加重视。目前国内外对染料废水的处理方法主要有 化学絮凝法、 光催化法和活性炭吸附法等， 但 生化法、 处理费用高， 脱色效果不理想， 有些方法容易 投资大、 引起二次污染等
2+ Na2 CO3 等 池结构。实验研究了不同 初始浓 度、 不同 放 电 功 率 及 外界因素 如 Fe 、 对次甲基蓝染料废水降解效 果的 影响。 结 果 表明， 低 温 等 离 子 体 对 次甲 基 蓝染 料
有着较好的处理效果。提高放 电 功 率能 够 有 效 地提 高 次甲 基 蓝 的 降解 率， 考虑 到 电极和能量损耗， 介质阻挡放电最佳 条件: 放 电 功 率 150 W， 初始浓 度 50 mg / L， 降
式中： η 为次甲基蓝的脱色率； C o 为次甲基蓝溶液的 初始浓度（ mg / L） ； C t 为反应时间 t 时次甲基蓝溶液的 浓度（ mg / L） 。
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1 － 低温等离子体实验电源， 2 － 反应器， 3 － 磁力搅拌器， 4 － 高压电极， 5 － 石英玻璃， 6 － 烧杯， 7 － 蠕动泵
收稿日期： 2012 － 04 － 27 基金项目： 山东省科技攻关项目（ 2011GGE27048 ） 作者简介： 李善评（ 1963 － ） ， 男， 山东济南人， 教授， 硕士生导师， 主 要从事环境污染防治理论与工程技术方面的研究 。 Tel． ： 053188362872 ； Email： lishanping@ sdu． edu． cn
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实验方案及装置
本实验放电低温等离子体反应装置采用中心进
水、 周边出水的辐流式沉淀池结构。 实验装置如图 1 R = 50 mm ） 设挡流板， 所示， 反应器 2 内（ h = 100 mm， 本实验采用介质阻挡放电的方式产生低温等离子体对 阻挡介质采用石英玻璃， 次甲基蓝染料废水进行降解， 石英玻璃与液面间距约 8 mm， 由低温等离子体电源 1 施加高压交变电流于电极 4 ， 反应器 2 中溶液接地， 由
响因素及 Fenton 试剂对罗丹明 B 的脱色效果 液中甲基紫的机理 供理论依据。
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， 朱承
驻等研究了等离子体在内电极通入氧条件下降解水溶 ， 为等离子体在污水中的应用提
实验试剂 次甲基蓝 （ Methylene blue， 纯度为 98． 5% ） ； 甲基 紫（ 分析纯） ； Na2 CO3 （ 分析纯） ； 硫酸亚铁（ 分析纯） 。 2． 2 实验仪器 2000K， 低温等离子体实验电源 （ CTP南京苏曼 EDU 混合数字示 电子有限公司） ； 北京普源 DS1062E100M 蠕动 波器（ 北京天创科仪科技有限公司 ） ； BT00泵（ 河北保定兰格恒流泵有限公司 ） ； TU1810PC紫外 1 磁力 分光光度计（ 北京普析仪器有限责任公司 ） ； 79搅拌器（ 江苏金坛市宏凯仪器厂 ） ； 电子天平 （ 江苏常 熟衡器厂） 。 2． 3 实验及分析方法 用电子分析天平称取 0． 058 g 次甲基蓝， 先在烧 杯内溶解， 然后转移至 1 000 mL 容量瓶内并加水稀释 至刻度线， 混合均匀， 配制成浓度为 50 mg / L 的次甲基 。 蓝溶液 实验前将配制好的 50 mg / L 次甲基蓝溶液注 入反应器， 连接好低温等离子体实验电源和反应器。 本实验放电功率的测量采用瞬时功率法 ， 即利用电压 电流探头直接取得低温等离子体反应器工作时 探头、 的电压、 电流波形 （ 信号 ） ， 利用数字示波器求得瞬时 功率曲线， 根据功率曲线求得放电功率。 调节石英玻 璃板与液面的间距约为 8 mm， 调节各电源参数到相应 值。在放电时间 120 min 内， 每隔 20 min 取样一次。 反应结束后应用 TU1810PC紫外分光光度计于最大吸 收波长 666 nm 下分别测其吸光度， 并根据次甲基蓝标 准曲线推算出次甲基蓝降解后的浓度 。 实验测定的处理后的次甲基蓝浓度要转化为对次 甲基蓝的脱色率 η， 其计算公式如下： η = C0 － C t × 100% C0
第 32 卷 第 2 期 2013 年 2 月
实 验 室 研 究 与 探 索
RESEARCH AND EXPLORATION IN LABORATORY
Vol． 32 No． 2 Feb． 2013
低温等离子体处理次甲基蓝染料废水实验
1 1 1 1 2 1 李善评 ， 姜艳艳 ， 阴文杰 ， 曹小红 ， 崔江杰 ， 曾雪缘
Degradation of Methylene Blue Dye Wastewater by Lowtemperature Plasma
LI Shanping1 ， JIANG Yanyan1 ， YIN Wenjie1 ， CAO Xiaohong1 ， CUI Jiangjie2 ， ZENG Xueyuan1 （ 1． School of Environmental Science and Engineering，Shandong University，Jinan 250100 ，China； 2． Tianjin Municipal Engineering Design Research Institute，Tianjin 300051 ，China） Abstract： In order to study the new technology of plasma on wastewater treatment， the degradation behavior of methylene blue dye wastewater was investigated in the lowtemperature plasma formed during the dielectric barrier discharge （ DBD） process． The reactor was the radial flow sedimentation tank structure which was centered on the water inlet． The different initial concentrations，different input powers and the effects of different external factors，such as Fe2 + ，Na2 CO3 on methylene blue dye wastewater degradation were studied． The results showed that methylene blue dye could be effectively removed from aqueous solution by the lowtemperature plasma． Increasing the input power could increase the degradation efficiency． Considering the service life of electrode and energy consumption， 50 mg / L methylene blue and input power of 150 W were chosen as the optimum conditions，in which the decoloration rate was up to 98% at 120 min discharge time； when Fe2 + concentration was 10 mg / L，the decoloration rate was 98% at 80 min， however ，they hindered the degradation at higher concentrations； The presence of Na2 CO3 as hydroxide radical scavenger decreased the decoloration efficiency to some extent，which showed that hydroxyl radicals played an important role in the degradation process． Key words： lowtemperature plasma； dielectric barrier discharge （ DBD） ； methylene blue； dye； wastewater treatment