等离子体废水处理课程展示
新低温等离子体对废气的处理【共51张PPT】
C.非平衡等离子体处理含有正己 烷 、环 己烷、苯和甲苯 4种典型的烃类废气 的 空气
对工业废气的除湿及除臭
市场上低温等离子体工业除湿设备既能够 去除水雾，又能够氧化水雾中的致味物质 挥发性有机物质的 分子，具有高效快捷和 工艺
低温等离子体技术处理对象广泛 ，对
《国家恶臭污染控制标准》中规定的八大 恶臭物质硫化氢、氨、三甲胺、甲硫醇、 甲硫醚、二硫化碳、苯乙烯、二甲二硫均 能有效去除，并对以下物质进行有效分解 净化 。
低温等离子体技术可处理的污染物质
应用范围 ◆ 发酵浓液烘干过程产生的超饱和恶臭湿
气
◆有机肥料加工过程中产生的超饱和恶臭湿 气；
新低温等离子体对废气的处理
优选新低温等离子体 对废气的处理
低温等离子体废气处理技术简介
低温等离子体是继固态、液态、气态之 后的物质第四态，当外加电压达到气体 的放电电压时，气体被击穿，产生包括 电子、各种离子、原子和自由基在内的 混合体。放电过程中虽然电子温度很高， 但重粒子温度很低，整个体系呈现低温 状态，所以称为低温等离子体。
低温等离子体技术
DBD技术
稀释扩散法
❖脱臭原理：将有臭味地气体通过烟囱排至 大气，或用无臭空气稀释，降低恶臭物质 浓度以减少臭味。
❖适用范围：适用于处理中、低浓度的有组 织排放的恶臭气体。
热力燃烧法与催化燃烧法
❖脱臭原理：在高温下恶臭物质与燃料气充 分混和，实现完全燃烧。
❖适用范围：适用于处理高浓度、小气量的 可燃性气体。
量超过污染物分子化
学键结合能时 ，分子
键断裂 ，污 染物分解。
在低温等离子体中，可能发生各种类型的 化学 反应 ，主要取决于电子的平均能量、电子密度 、
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。
基于等离子体技术的污水处理
宝參生科弦占摇虑RESEARCH AND EXPLORATION IN LABORATORY 第40卷第4期2021年4月Vol.40No.4Apr.2021ISSN1006-7167CN31-1707/TDOI：10.19927/ki.syyt.2021.04.016基于等离子体技术的污水处理许允之，章^a，袁丽梅b，王荣琛c（中国矿业大学a.电气与动力工程学院；b.环境与测绘学院；c.孙越崎学院，江苏徐州221116）摘要：通过搭建气液两相介质阻挡放电的污水处理装置，对配置的罗丹明B有机溶液进行模拟污水处理实验。
将处理后的实验水样进行吸光度检测，分析不同处理条件下罗丹明B溶液的浓度变化，发现处理30min后，罗丹明B的降解率可达97.36%，处理效果较好。
同时，通过分析不同放电频率下的降解效果，发现存在最佳放电频率，并且降解效果与接地电流的最大频率成反比。
通过检测处理水样的COD,发现处理后可以达到国家排放标准。
最后结合等离子体水处理技术的降解机理,分析了罗丹明B的降解过程。
关键词：等离子体；介质阻阻放电；污水处理；罗丹明B中图分类号:TP391.4文献标志码:A文章编号：1006-7167（2021）04-0066-05Sewage Treatment Based on Plasma TechnologyXU Yunzhi a,ZHANG Jin a,YUAN Limei b,WANG Rongchen c(a.College of Electrical and Power Engineering； b.College of Environment and Surveying and Mapping；c.Sun Yueqi College,China University of Mining and Technology,Xuzhou221116,Jiangsu,China)Abstract:In this paper,the degradation of organic wastewater by plasma produced by dielectric barrier discharge is studied.A gas-liquid two-phase dielectric barrier discharge(DBD)wastewater treatment device is set up to treat the Rhodamine B organic solution by plasma.After30minutes of treatment,the degradation rate of Rhodamine B is 97.36%,and the treatment effect is good.At the same time,by analyzing the degradation effect under different discharge frequency，it is found that there is an optimal discharge frequency，and the degradation effect is inversely proportional to the maximum frequency of the grounding current.It is found that COD of treated water sample can meet the national discharge standard.At last,the degradation mechanism of plasma technology and the degradation process of Rhodamine B are discussed.Key words:plasma；dielectric barrier discharge；sewage treatment；Rhodamine B0引言随着工业现代化的快速发展，各种生活、工业生产污水的不达标排放造成了严重的水体污染问题。
等离子体水处理技术 45页PPT文档
塘或灌溉
超等AOP技术→外排或灌
溉
80,000 ～ 120,000
80,000 ～ 120,000
500 ～3,000
300 ～ 1,000
1000 25,000以上
1000 1,500 ～ 2,000
3～7
5(沼气发电)
HRT（停留时间） 投资总成本(万元)
7天 1500 ～ 2000
5天 1,300
的运行成本较高。
等离子高级氧化(AOPs)污水预处理机
• 生活污水： 市政、大型酒店宾馆、 休闲旅游度假村的生活污水 处理及中水回用。
• 高浓度难生物降解工业废水： 如印染污水、电镀污水、造纸废水、化工污水、冶金 厂污水、石化污水、酒精制糖污水、淀粉厂污水、填 埋场垃圾渗滤液等。
• 医院污水消毒深度处理： 代替二级生化处理，代替二氧化氯、臭氧消毒。
• 微波放电的电离度高，气体具有更高的活化程度，因而能 在更低温度下获得和维持具有更高能量的等离子体，更适 合对温度敏感材料如有机薄膜的处理，但设备造价较高。
• 国内外现在已有许多利用微波放电的例子，如大连化学物 理研究所曾用微波放电来脱除一氧化氮。
高压脉冲放电等离子体
滑动弧放电等离子体
介质阻挡放电等离子体
甲基紫、苯酚和纺织品染料水溶液
辉光放电等离子体
苯、酚类水溶液（苯酚、硝基甲苯、1-萘胺、2，4二氯苯酚、苯、硝基苯、4-氯苯酚、苯酚、 甲苯酚、 邻苯二胺）；
染料模拟废水（茜素红、亮绿、甲基紫）
介质阻挡放电等离子体 苯、酚类水溶液（苯酚、氯苯酚、苯、甲苯、二甲
苯）；
染料模拟废水（靛蓝二磺酸钠、茜素红、酸性橙-7）
宇宙中90％物质处于等离子体态
环境工程污水处理中等离子体技术的运用 李朝辉
环境工程污水处理中等离子体技术的运用李朝辉摘要：现代工业生产快速发展，在改善人们生活条件的同时，也带来新的环境污染问题，其中最显著的就是污水问题。
污水如果未经处理直接排放，会造成严重的环境污染问题，威胁人们自身健康。
本文中以等离子体技术为切入点，详细阐述其在环境工程污水处理中的应用，提高环境工程污水处理质量。
关键词：环境工程；污水处理；等离子体技术我国工业生产与生活中产生大量污水，污水回收利用率较低，大部分污水经过简单处理后直接排放到环境中，引发环境污染。
因此有必要提高污水处理的重视度，引入新技术提高污水处理质量与效率。
本文中主要分析等离子体技术在环境工程污水处理中的运用，就此展开相关论述。
1 等离子体技术等离子体技术中最明显的特点就是等离子体具有一定的化学反应特性。
可以以一种不同于其他物质的第四状态存在，电子、正负离子、激发态原子、分子以及自由基等粒子等是组成等离子体的主要成分。
在性能上表现为一种准中性非凝聚系统。
学术上对等离子体的分类方式有很多，按照温度来区分，可以分为热力学平衡态和非热力学平衡态等离子等离子体。
热力平衡状态的等离子体所处于的环境较高，因此也可以称之为高温等离子体，相应的非热力学平衡状态的等离子体也被称为低温等离子体。
对等离子体技术进行工程应用时，会根据不同的特点使用于不同的场合。
其中高温等离子体的应用主要参考的是其物理特性，低温等离子体技术的应用注重的是其中的高能电子参与的化学反应和物理反应[1]。
通过这些特殊的反应可以解决许多普通气体以及高温等离子体难以解决的问题。
由于环境工程中污水的浓度不是很高，因此使用低温等离子体技术可以很好的处理污水问题，技能保证处理效率还可以节约能量。
2 等离子体技术的运用2.1 处理装置电晕放电杂水中难以实现，但是在空气中可以有较大的空间范围进行。
通常可以在气水相间的系统中在气中进行点晕放电，形成放电等离子体与水接触的条件。
因此使用点晕放电方式的最重要问题就是生成具有与水接触面积较大的带电等离子体[2]。
等离子应用于污水厂及垃圾固废处理除臭技术
常见污水厂及垃圾固废恶臭气体污染源
污水厂
污水泵站
市政污水处理厂
化工、医药、造纸、石化等污水 处理厂 固废行业污水处理（渗滤液）
固废处理 污泥综合处理厂 粪便集中处理工厂 动物无害化处理厂
生活垃圾转运站 生活垃圾处置中心 餐余垃圾处置中心
污水处理厂 臭气浓度控制参考值（GB 14554-93 ）
恶臭污染物厂界标准值
序 控制项目 号
单位
1
氨
mg/m3
2
三甲胺
mg/m3
3
硫化氢
mg/m3
4
甲硫醇
mg/m3
5
甲硫醚
mg/m3
6 二甲二硫 mg/m3
7 二硫化碳 mg/m3
8
苯乙烯
mg/m3
9 臭气浓度 无量纲
一级
1.0 0.05 0.03 0.004 0.03 0.03 2.0 3.0 10
二级
新扩改 现有 建
1.5
序号 1 2 3
4 5 6 7 8
控制项目 硫化氢 甲硫醇
甲硫醚
二甲二硫醚 二硫化碳
氨 三甲胺 苯乙烯
9
臭气浓度
排气筒高度,m 15 15 15
15 15 15 15 15 排气筒高度, m 15
排放量, kg/h 0.33 0.04 0.33
0.43 1.5 4.9 0.54 6.5 标准值(无量纲) 2000
中国石油化工股份有限公司北京燕山分公司隔油池恶臭异味 治理工程（低温等离子体）
潍坊恒联浆纸（低温等离子体）
天津春宇食品配料有限公司废气治理项目（低温等离子体）
淄博春旺达化工有限公司异味气体处理工程（低温等离子体 +UPVC盖板）
等离子体清洗技术PPT课件
• 缺点是等离子体区的活性粒子可能会对一 些电敏感性的设备造成损害
三、等离子清洗技术展望
等离子体清洗技术解决了集成电路生产 中大量消耗纯净水与化学品，绿色环保， 社会效益无法估量，使得成品率大大提高， 但成本却降低了，未来等离子体技术将在 实际生产中进一步广泛应用。
谢谢！
个人观点供参考，欢迎讨论！
一种中性、高能量、离子化的气体，包含 中性原子或分子、带电离子和自由电子。 • 等离子体是具有高位能动能的气体团，等 离子体的总带电量仍是中性。 • 等离子体和普通气体的最大区别是它是一 种电离气体，但没有确定形状和体积，具 有流动性。
一、等离子体简述
• 常见的等离子体及其应用
一、等离子体简述
• 等离子体分类 1、按等离子体的温度分类： a 高温等离子体:温度在10~10K时完全电离 b 低温等离子体
二、等离子体清洗
• 新出现等离子体干法清洗被考虑为湿法清 洗的主要替代。
• 干法等离子体技术用来去除有机光刻胶(灰 化)，在集成预处理步骤去除自然氧化层， 气体与等离子体能量化学反应，达到去污 目的。
二、等离子体清洗
• 辉光放电
• 通过在混合气体中施加直流电压 或者射频（RF）范围内使用交流 电都可以产生辉光放电。
二、等离子体清洗
• 化学反应 • 优点：清洗速度较高、选择性好、对清除
有机污染物比较有效 • 缺点：是会在表面产生氧化物
二、等离子体清洗
根据激发频率分类： 激发频率为40kHz的等离子体为超声等离子 体，物理反应，对清洁表面影响大 激发频率为13.56MHz的等离子体为射频等离 子体，物理和化学反应 激发频率为2.45GHz的等离子体为微波等离 子体，化学反应 实际生产中多采用射频等离子体清洗和微波 等离子体清洗
等离子体电化学法在污水处理中的应用
等离子体电化学法在污水处理中的应用
等离子体电化学法是一种有效的污水处理技术，可以有效去除污水中的有机物、重金属离子和微生物。
它的原理是通过在污水中产生的电离自由基来改变污水中的物质结构，从而达到净化污水的目的。
等离子体电化学法在污水处理中的应用主要有以下几点：
1、去除有机物。
等离子体电化学法可以有效去除污水中的有机物，如石油、染料、酚类等有机物，从而达到污水净化的目的。
2、去除重金属离子。
等离子体电化学法可以有效去除污水中的重金属离子，如铅、镉、铬、铜、锌、铝等，从而降低污水中重金属的污染。
3、杀灭病原体。
等离子体电化学法可以有效杀灭污水中的病原体，如细菌、病毒等，从而提高污水的水质。
4、改善水质。
等离子体电化学法可以改善污水中的水质，减少污水中的悬浮物、有机物、重金属离子和病原体的含量，从而提高污水的水质。
科技成果——基于等离子体含重金属废水深度处理技术
科技成果——基于等离子体含重金属废水深度处理技术技术开发单位山东省科学院激光研究所适用范围采矿、电镀、医药、印染、煤化、化工等含重金属废水行业。
成果简介该技术核心设备为高压高频脉冲电源和低温等离子反应器。
利用等离子液相高压脉冲技术制备纳米粒子，由于等离子体能级高，生成的纳米金属粒子在水中高度分散，效率高，功耗小，成本低。
与重金属离子充分接触后，将有毒重金属离子还原为金属单质或降低其毒性，同时纳米粒子具有较大比表面积，吸附能力强，能够加速有毒重金属单质和有害基团凝聚沉淀，利于固液分离，有效将含重金属废水（含镍、砷、铬、铜等）处理后达到工业回用或排放标准。
技术效果该技术是一种高效、低成本的水处理技术，集多种高级氧化技术于一身，具有反应速度快、氧化能力强、对有机物降解无选择性、适应范围广、无需添加试剂、对环境无二次污染、运行费用低等优点，大大提高污水处理的排放标准，大幅度降低化工、制药、印染等行业的废水处理成本；该技术用于含砷、镍、铬等重金属离子废水处理时，能将水体中相关污染物浓度将至0.05mg/L以下。
综合固废比化学法降低90%以上，后期维护费用比膜过滤法降低90%以上。
运营成本（1）建设成本：一次性投入费用：一次性投入费用包括设备加工调试，以及配套设施。
以20吨/天含砷废水深度处理为例，一次性投入费用约为15-18万元。
（2）吨水处理费用：吨水处理费用主要包括电能消耗、纳米原材料、药剂。
以20吨/天含砷废水深度处理为例，吨水处理费用约为12元/吨。
（3）后期维护费：后期维护费用主要包括设备更换维修，以20吨/天含砷废水深度处理为例，吨水后期维护费用约为0.3元/吨。
应用情况目前该项技术已在云南红河砷业及无锡电镀园区建立含重金属废水深度处理示范平台，目前用户反映设备运行情况良好，处理效率高，处理结果达标，无故障发生。
（1）建立红河砷业含砷废水深度处理示范平台1个，云南省个旧市，规模日处理污水量20吨/天，运行砷浓度降低至0.05mg/L以下。
污染生态学(放电等离子体处理废水)
冷等离子体 如：极光、日光灯
热等离子体 如：电弧、碘钨灯
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）。
5、等离子体化学反应
放电化学反应主要由①放电产生的热作用②电离、激 发等作用引起的。
放电化学反应以下面三个过程进行： ⑴ 在电场中被加速的带电粒子与分子碰撞生成活性物质
滑动弧等离子体 辉光放电等离子体
介质阻挡放电 射频和微波等离子体
废水类型
染料废水、垃圾渗滤液、焦化废水（含氰化物）、荧光增白 剂废水、特定环境中饮用水； TNT（2，4，6-三硝基甲苯）、苯酚、苯胺、硝基苯等水溶 液。
印染废水、纺织废水、塑料和橡胶废水、啤酒废水、皂化废 液； 甲基紫、苯酚和纺织品染料水溶液 苯、酚类水溶液（苯酚、硝基甲苯、1-萘胺、2，4-二氯苯酚、 苯、硝基苯、4-氯苯酚、苯酚、 甲苯酚、邻苯二胺）； 染料模拟废水（茜素红、亮绿、甲基紫）
芬顿
（2）不同处理方法的比较
浓度
效率 (%)
t (min)
消毒副 产物
10~20
13~97 30~46 70~270
20 3~25 10~50 10~50 25~80 8~100 10~100
89 20~95 45~98 10~95 77~85 20~87 20~90
40
90~ 210
20~ 120
苯、酚类水溶液（苯酚、氯苯酚、苯、甲苯、二甲苯）； 染料模拟废水（靛蓝二磺酸钠、茜素红、酸性橙-7）
亚甲基蓝水溶液
（3）介质阻挡放电
• 有绝缘介质插入放电空间的一种气体放电。
• 介质阻挡放电中使用的绝缘层(阻挡介质)的典型材料主要 包括玻璃、石英、陶瓷、薄搪瓷或聚合物。
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。
环境工程污水处理中等离子体技术的运用 杨文娟
环境工程污水处理中等离子体技术的运用杨文娟摘要：提升污水处理质量是环境工程的研究重点，等离子体技术的使用，有效提升污水处理效率，效果好、不借助其它化学药剂是该项技术的显著优势。
近年来该项技术每年净化的污水量不断增加，环境治理效果极佳，本文围绕此技术展开讨论，深入探讨此项技术在污水处理过程中的原理，希望为相关部门提升污水处理能力提供参考。
关键词：环境治理；等离子体技术；原理；应用引言：等离子体处理污水，是高级氧化的主要技术组成，能进行微波辐射、热解等反应，将水体中的污染性离子全面清除，该项技术研究初期，具有能耗高等缺陷，经过多年研究攻关，技术水平明显提升，能量利用效率明显提高，讲解污水能力提升，因此该技术成为目前环境污水处理的最佳选择。
现阶段相关人员还未停止对等离子体技术的研究，技术水平有望继续提升。
1.等离子体技术概述电子、离子等较小粒子是等离子体的主要组成物质，在相应技术的辅助下，小分子粒子会和污水中的粒子进行反应，其中具有强氧化性能的活性物质，会和污水中物质发生碰撞反应，最终形成H2O和CO2，达到净水效果。
学术界有很多中等离子体分类方式，离子系统根据温度进行区分，不同温度下离子系统都能达到平衡状态，一种是热力学原理下的平衡态，另一种离子系统达到的平衡态正好相反，前者是将等离子体置于高温环境，后者将等离子体置于低温环境。
在高温环境中使用等离子体净化水源，选择热力学状态下的离子系统，此选择方式参照离子的物理特性，低温等离子体使用过程中，更多的是注重其能够进行的化学反应类型[1]。
不同种类的等离子体使用场合存在差异，通过对环境工程的分析，发现其水中污染离子含量较少，低温平衡态的等离子体，再加上相应的技术辅助，就能完成水体净化作业，且做到能源节约。
2.等离子体技术的放电类型放电介质是划分放电类型的一种方式，常见的有气相和液相两种放电方式。
利用放电产生方式的不同，区分放电类型是另一种划分方式，本文着重论述后一种。
脉冲放电等离子体水处理技术共40页PPT共42页
41、俯仰终宇宙，不乐复何如。 42、夏日长抱饥，寒夜无被眠。 43、不戚戚于贫贱，不汲汲于富贵。 44、欲言无予和，挥杯劝孤影。 45、盛年不重来，一日难再晨。及时 当勉励 ，岁月 不待人 。
21、要பைடு நூலகம்道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
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溶液的电导率过高会导致等 离子体产生时所带来的高能 电子难以进入介质中，影响 对废水的降解处理。
通过影响臭氧的氧化效率， 羟基的活性，有机物在介质 中存在的形式来间接影响处 理效率。
8
3
PART THREE
通过介质阻挡放电产生等离子
体处理制药废水
等离子体处理制药废水
制药企业实际排放的 废水具有污染浓度大， 污染条件复杂，污染 物种类多等特点。
7
等离子体在废水处理中的作用
要超过临界电压条件才会出现 等离子体，更高的电压以及更 高的频率会带来更多等离子体。 同时，电离所带来的紫外线强 度会更高, 有机物的降解速率 以及微生物的死亡速度加快。
常用的放电气体有空气、氧 气、氩气等，或者是它们中 两种及两种以上的混合气体。 由于其属性不同而导致在反 应时生成不同的活性粒子。
等离子体技术在废水处理中的应用
姓名： 学号： 日期：
1
PART ONE
等离子体发生方式
等离子体发生方式
DBD
介质阻挡放电
可以使电极之间的气体产生强烈放电，操作范围广，且 电介质可以防止电极之间产生强烈电弧等不安全事故。 处理过程较安全，因而该方法被认为是一种有效且安全 的产生低温等离子体的方法，是目前来看最有可能大规 模投入工业生产的方法。
紫外光分解作用
放电时可产生紫外线, 紫外线本身可对有毒有害的物质起到分解作用, 同时还可与臭氧 联合作用, 对废水中的有毒有害物质进行分解。紫外光分解的单独作用原理为, 有毒有 害物质在吸收光子后即可进入激发态, 使得分子键断裂, 进而形成游离基或离子。游离 基或者离子会与溶解氧或者水分子发生反应, 进而形成新的物质, 然后被去除。
5
2
PART TWO
等离子体在废水处理中的作用
等离子体在废水处理中的作用
高能电子作用
废水处理装置在放电过程中, 会陆续产生等离子体高能电子, 这些等离子体高能电子与 废水中的分子在非弹性碰撞之下便会产生基态分子的内能, 同时伴随着激发、离解和 电离等一系列反应。
臭氧氧化作用
在水环境中, 臭氧可以发生氧化反应, 可将部分有机物直接进行分解, 另外还可以通过 对有机物分解, 产生中间产物HO·自由基氧化有机物, 其标准氧化还原电位为2.80V, 能够通过攻击高电子云密度的有机分子, 从而形成易氧化的中间产物。
初始浓度过低，待处理物质 较少，活性粒子与其碰撞的 概率也随之降低，造成资源 浪费；当初始溶液浓度逐渐 升高，发生碰撞的概率也随 之升高，处理效果也越佳。
输入能量
放电气体
废水初始浓度
影响因素
反应器结构
介质电导率
pH
电极之间的距离减小，可以增大电场强 度，减少反应起始时所需要的电压；然 而，较小的电极间距会导致得到较小的 有效放电空间，从而在一定程度上限制 了反应。
通过介质阻挡放电使气 体分子被电离，产生低 温的等离子体，其中包 含大量活性粒子。
羟基自由基等强氧化性物质 侵蚀有机分子的高密度电子 云，从而打开有机物分子形 成容易氧化的中间体。
由于活性粒子与溶液相互 作用产生了大量强氧化性 物质，如羟基自由基。
中间体主要是苯酚，甲酸 等有机小分子，这些分解 的中间产物最终将被氧化U
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等离子体发生方式
CD
电晕放电
也称电火花处理，是将高压高频电压施加于电极上，使 介质局部产生大量等离子体和臭氧。一方面，放电产生 的电子具有很高的能量，其与水分子发生碰撞时，会生 成大量的·OH自由基，且溶液中会有较强的冲击波产 生；另一方面，被加速的高能电子会促使O2生成活性氧 和O3，同时由于气体分子的激发跃迁会伴有紫外光产生， 进行紫外辐射，最终达到降解有机物的目的。
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等离子体发生方式
GAD
滑动弧放电
基于弧光放电，滑动电弧由一对延伸弧形电极放电形成， 刀刃型的电极当施加较高的电压时，电极的最窄处形成 较大的电场，使电极间的空气发生电离而形成电弧，电 弧在气流的作用下被拉长。当达到临界值时电弧消失， 同时新的电弧在两电极之间重新产生，周而复始形成滑 动弧光放电。