淮南醫療廢水處理一體化全自動(dòng)控制

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在等離子體降解艷紅B廢水溶液過(guò)程中，研究了不同電極對反應的影響。首先將Ti電極與無(wú)法形成絕緣氧化膜和微弧的其他金屬電極進(jìn)行比較。一些常見(jiàn)金屬，例如鉑，不銹鋼，鎢等低熔點(diǎn)或引起電解反應的元素在放電低于550V時(shí)不能與測試裝置一起使用，所以選擇鉬電極作為研究

，染料降解速率可能降低。在氧等離子體降解染料廢水的過(guò)程中，發(fā)現當甲基紫溶液溫度從305增加到315K時(shí)，在580和209nm處的峰強度均降低，這意味著(zhù)染料被降解?？梢?jiàn)高溫有利于降解，其負面影響可以忽略不計。

　　2.5 載氣

　　等離子體降解染料廢水過(guò)程中，載氣的加入會(huì )產(chǎn)生更多具有化學(xué)活性的自由基，從而大大提高降解效率。所以載氣的種類(lèi)、流量、氣泡率等會(huì )對降解造成很大的影響。

　　在非熱等離子體射流降解水介質(zhì)中的的過(guò)程中，研究了氬氣、氮氣、空氣三種載氣對降解的影響，通過(guò)觀(guān)察等離子體放電期間形成過(guò)氧化氫的產(chǎn)生量來(lái)觀(guān)察確定。在等離子體處理40min結束時(shí)，氬氣噴射產(chǎn)生50ppm的H2O2，而氮氣和零空氣則為16ppm和7ppm。這可能是由于高電子密度，氬等離子體的能量和激發(fā)的Ar(3p)物質(zhì)的長(cháng)壽命時(shí)間，其促進(jìn)激發(fā)的等離子體物質(zhì)和水分子之間的能量轉移，從而導致H2O2形成。在UV光的存在下，H2O2可以轉化為羥基自由基。與氬氣相比，氮等離子體具有較低的電子能量

　在非熱等離子體射流降解水介質(zhì)中的的過(guò)程中，研究了初始亞甲基藍濃度對轉化率的影響。觀(guān)察到，隨著(zhù)降解效率的增加，可能由于存在更多數量的反應物分子。氬等離子體射流對于20ppm的表現出約100%的降解，對于30、40和50ppm降低至99%、97%和96%。在相同的實(shí)驗條件下，在零空氣和氮氣下操作的等離子體射流在50ppm顯示88%和72%的轉化率。

　　在等離子體處理染料廢水的過(guò)程中，分別采用常規方法和靜電霧化法。傳統的方法，“滴落模式"從噴嘴產(chǎn)生大直徑的滴。靜電霧化法將正的直流電壓施加到噴嘴上來(lái)產(chǎn)生大量的細小液滴。實(shí)驗發(fā)現靜電霧化和脈沖電暈反應的組合比沒(méi)有應用靜電的常規方法的情況對于脫色非常有效。脫色率的提高的主要原因是液滴尺寸的差異。液滴尺寸隨施加的電壓而變化。當噴嘴施加+6kV時(shí)，平均液滴尺寸約為150μm，另一方面，在相同的液體流速下，無(wú)靜電的常規方法的液滴尺寸大于500μm。隨著(zhù)噴嘴直徑的增加，液滴尺寸也隨之增大，脫色效率也隨之下降。由此可知靜電霧化法產(chǎn)生大量具有在其表面上具有電荷的窄尺寸分布的細小液滴，并且可以容易地通過(guò)施加的電壓來(lái)控制液滴大小。使細小液滴加速液體表面和氣相之間的化學(xué)反應。

　　研究放電過(guò)程中染料分子結構對染料脫色的影響。選擇了幾種具有不同化學(xué)結構、分子量、顏色但全部溶于水的有機染料。比較五種染料類(lèi)型的相對濃度降低：偶氮染料和雙偶氮染料，靛藍，噻嗪和氟酮。負極放電處理80min后，酸性藍74(靛藍)、酸性紅87(熒光酮)和直接藍53(偶氮染料)最終的染料濃度幾乎為零;染料直接藍106(偶氮染料)的殘余濃度大約保持在初始濃度的20%;堿性藍9染料(噻嗪)的溶液的脫色低，只降低了50%。猜想各種染料結構的染料分解的差異是由于羥基自由基轟擊染料分子的動(dòng)力學(xué)不同。由于被測染料中含有各種官能團，取代物和一般的芳香體系也不同，羥基自由基可以在不同的活性點(diǎn)上與這些分子發(fā)生反應，因此分子的整體分解速度不同。

，因此產(chǎn)生更少量的H2O2(16ppm)。但是在零空氣的情況下，由于在水性介質(zhì)中羥基自由基與NO和NO2之間的競爭反應，形成的H2O2(7ppm)非常少。H2O2的形成隨著(zhù)時(shí)間而增加。

　　氬氣、氮氣、空氣這三種載氣中氬氣產(chǎn)生的過(guò)氧化氫最多，可以產(chǎn)生大量羥基來(lái)降解染料分子，然而在等離子體利用這三種載氣使染料脫色的過(guò)程中，發(fā)現當進(jìn)氣為氧氣時(shí)，等離子體處理下的脫色率最大，隨后是空氣和氬氣，最小的是氮氣。等離子體處理時(shí)間為25min條件下，進(jìn)氣為氧氣時(shí)的脫色率為86.7%，這個(gè)值比進(jìn)氣為氬氣、空氣和氮氣時(shí)分別要高27.8%、31%和36.5%。等離子體處理時(shí)間為125min條件下，在進(jìn)氣為氧氣、空氣、氬氣和氮氣條件下，脫色率分別增加到99.8%、98.8%、95.5%和90.1%。這是因為氧氣可以產(chǎn)生大量的含氧物質(zhì)如·OH、·H、·O、O3和H2O2，從而使染料分子降解。

　　在利用滑動(dòng)弧改性活性炭纖維對有機染料吸附的過(guò)程中，研究了氣體流量的影響。將樣品放置在負載平臺上，并將氣體流量從0.80調整到1.00m3/h(分別為0.80、0.85、0.90、0.95和1.00)。發(fā)現在高壓放電過(guò)程中，氣體流量的增加使放電頻率增加，導致自由基數量增加。吸附量隨著(zhù)氣體流量的增加而增加。利用光學(xué)發(fā)射光譜儀(OES)確定放電過(guò)程中被改性材料的類(lèi)型，觀(guān)察到，777nm和845nm之間的原子氧(OI)的躍遷是顯著(zhù)的。所以氣體流量的增加可以有效促進(jìn)活性氧原子的生成。

　　在研究空氣流量對莧菜紅脫色影響的過(guò)程中，發(fā)現氣體流量對反應器內氣泡數量有很大的影響，從而影響了氣泡破碎的數量和活性物質(zhì)的數量形成。另外，氣體流量決定了反應器中氣體的駐留時(shí)間，也決定了氣相活性物質(zhì)(如O3)與污染物分子的反應時(shí)間，最終決定了活性物種的利用率。隨著(zhù)氣體流量增加，反應器中存在的氣泡數量增加。氣泡破碎的可能性將因此增加，在排放過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生更多的活性物質(zhì)。一旦產(chǎn)生，活性物質(zhì)擴散進(jìn)入液相并與有機物反應。但是，氣體流量的增加反過(guò)來(lái)又減少了活性物質(zhì)與污染物的駐留時(shí)間和反應時(shí)間。因此，可能存在氣體流量，在該氣體流量下，可以達到活性物質(zhì)的形成速率和擴散速率與反應速率之間的平衡。

　　當沒(méi)有氣泡時(shí)，染料溶液的脫色效果不明顯。這是因為在這個(gè)實(shí)驗條件下沒(méi)有出現明顯的放電，電解成為主要的電極反應過(guò)程。而在僅有氣泡但沒(méi)有放電等離子體的情況下，即使經(jīng)過(guò)30min的處理時(shí)間，也能達到不超過(guò)8%的輕微脫色。隨著(zhù)將氣泡引入等離子體反應器，顏色去除效率會(huì )顯著(zhù)增加。所以氣泡的存在，會(huì )使放電更容易發(fā)生，且不同類(lèi)型的氣泡會(huì )起到不同的作用。

　　淮南醫療廢水處理一體化全自動(dòng)控制當使用含氧氣體時(shí)，可以通過(guò)氧化臭氧來(lái)提高污染物的去除效率。利用含氧氣體作為載氣研究氣泡率對染料廢水脫色率的影響。發(fā)現處理60min后，七針-平板電極系統中氣泡率從5L/min到10L/min，脫色率提高了21.6%，而在四針到平板電極系統中以5L/min到10L/min的氣體鼓泡速率進(jìn)行時(shí)，脫色率則增加了6.4%。此外，對于給定的氣泡率，七針-板電極系統中的脫色率高于四針電極板系統中觀(guān)察到的脫色率，這可能是因為當脈沖電壓施加到陽(yáng)極針上時(shí)，加速電子可以使反應器中的周?chē)鷼怏w和水分子電離，從而形成能夠與水中的污染物反應的活性自由基。由于七針-板電極系統中有較多的放電點(diǎn)，反應體系中會(huì )形成更多的自由基，氣體的起泡速度會(huì )增加。結果，通過(guò)組合七針-板電極系統和較高的氣泡率可以獲得較高的脫色率。相反，在四針-板電極系統中，從放電電極發(fā)出較少的加速電子;因此，加速電子和氣體分子之間的電離率降低。隨著(zhù)氣體鼓泡速率的增加，更少的水分子與環(huán)境氣體分子反應。因此，一些活性自由基會(huì )與反應器中過(guò)量的氣體分子反應。這樣的反應過(guò)程會(huì )破壞水中有機化合物的降解，并且隨著(zhù)四針-板電極系統中氣泡率的增加，染料的脫色也會(huì )相應地減少。這也表明了電極分布也會(huì )影響染料的褪色。

催化劑的比較電極影響。在具有相同電壓和電流的條件下，處理30min后，Ti電極的脫色效果比鉬電極的脫色效果大約高26.8%。

　　在利用脈沖流光電暈放電降解廢水中的染料有機物時(shí)，研究了電極結構對脫色效率的影響。實(shí)驗分別在具有一個(gè)和兩個(gè)環(huán)形電極反應器的情況下進(jìn)行。實(shí)驗發(fā)現，當環(huán)形電極數量變成兩個(gè)時(shí)，放電開(kāi)始延遲。延遲的開(kāi)始表明熱效應和電解可能有助于放電開(kāi)始。在有一個(gè)環(huán)的電抗器的情況下，當施加電壓時(shí)，在環(huán)與圓柱電極之間出現電場(chǎng)。環(huán)電極周?chē)碾妶?chǎng)強度被認為是高的，如果電場(chǎng)的強度足夠高以致?lián)舸?，則可以產(chǎn)生流光放電。但是，當環(huán)形電極是兩個(gè)時(shí)，高壓側(兩個(gè)環(huán))與水之間的接觸面積變大。因此，如果施加的電壓與一個(gè)環(huán)的情況相同，則這兩個(gè)環(huán)周?chē)碾妶?chǎng)強度低于一個(gè)環(huán)的電場(chǎng)強度。因此，在兩個(gè)環(huán)的情況下，我們需要更高的電壓來(lái)產(chǎn)生流光放電。在我們的情況下，在一個(gè)和兩個(gè)環(huán)形電極上產(chǎn)生流光放電所需的起始電壓分別為12kV和15kV。當一個(gè)和兩個(gè)環(huán)形電極的施加電壓分別為20kV和22kV時(shí)，在水中形成均勻的流光放電。但是，增加每個(gè)施加的電壓會(huì )引起水中的火花放電。

　　2.4 溫度