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物化水处理新技术之三-低温等离子体化学

    等离子体是在特定条件下使气(汽)体部分电离而产生的非凝聚体系。它由中性的原子或分子,激发态的原子和分子、自由基、电子或负离子、正离子以及辐射光子组成。体系内正负电荷相等,整个体系呈电中性,被称为物质存在的第四态。带电粒子中电子质量最轻,其温度高达104K以上;离子、自由基、中性原子或分子等重粒子的温度接近或略高于室温, 称这种等离子体为低温等离子体。低温等离子体具有足够高能量的活性物种,因而可使反应物分子激发、电离或断键。

    实验室中获得等离子体的方法有热电离法、激波法、光电离法、射线辐射法以及直流、低频、射频、微波气体放电法等。低温等离子体化学从原理讲就是自由基化学,等离子体中存在多种高能自由基,各种自由基会产生协同作用,因而对有机废水的处理比单自由基的体系具有更好的效果。 国内利用低温等离子体技术进行污染治理方面的研究目前有华中理工大学和大连理工大学等单位,烟气脱硫方面研究较多。李胜利等将该技术用于印染废水的脱色研究,效果较好, 对直接蓝2B和活性艳红X-3B的脱色试验表明40秒的脱色率可达95% ,利用该技术对有机废水的处理目前尚没有其他的报道。此外利用低温等离子体对气相中甲苯的降解也有报道。国外用高能电子束轰击水溶液时可产生大量反应能力极强的活性粒子,这些活性粒子可诱导许多化学反应,从而使水中的有机物发生降解。

    尽管国内外对低温等离子体化学技术在环境污染治理的应用的原理已有较多的讨论,也有一些单一有机物降解的实验室研究工作的报道,但是该技术对不同类型的有机物和实际工业废水的降解的研究报道较少。另外,该技术的实际应用也存在如何降低能耗,提高降解效率的问题。对低温等离子体处理有机废水的影响因素,如PHPE 、含盐量,有机物种类和含量以及降解产物的物种和毒性等方面也有大量的研究工作要做。这些研究内容大都是低温等离子体技术在有机废水处理研究中的关键性问题,也是该技术在环境污染治理中应用研究的重要问题。

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