新北地埋式生活污水處理設備安裝調試

新北地埋式生活污水處理設備安裝調試

在100至1000μS/cm的范圍內調整，觀(guān)察通過(guò)隔膜放電的染料脫色。比較所選鈉電解質(zhì)中染料濃度下降的結果。發(fā)現電解質(zhì)類(lèi)型對染料分解有明顯的影響。降解過(guò)程在NaBr和NaCl溶液中是的，而磷酸氫鹽溶液中染料濃度降低的降低幾乎可以忽略不計。因此得到

子體降解染料廢水的過(guò)程中，研究了溶液中黃鐵礦(130、715和1300mg/L)的存在對染料的降解情況，并以沒(méi)有添加黃鐵礦的等離子體降解為對照。在pH值為3.5時(shí)，使用1300mg/L黃鐵礦的染料處理速度比沒(méi)有黃鐵礦時(shí)快約15倍，這明顯證明了在黃鐵礦存在下染料處理的改進(jìn)。猜測其可能原因是發(fā)生了類(lèi)芬頓反應。

　　等離子體可以產(chǎn)生紫外線(xiàn)輻射。但根據研究表明，在300nm波長(cháng)的輻射下，有機污染物的自我光解作用很小，對于光催化劑TiO2，在波長(cháng)短于400nm的光下，可以產(chǎn)生顯著(zhù)的催化作用，使得有機物降解。因此，放電等離子體與光催化相結合可以是提高溶液中有機物分解速率的有效途徑，同時(shí)兼顧兩者的優(yōu)點(diǎn)，還可以降低系統的能耗。

　　在利用滑動(dòng)弧類(lèi)型的非熱等離子體與偶聯(lián)處理甲基紅染料廢水的過(guò)程中，發(fā)現最佳的TiO2用量約為4mg/L。低于4mg/L時(shí)，脫色率隨TiO2添加量的增加而增加。這是因為在紫外光產(chǎn)生額外的·OH，使得羥基自由基數量增加，所以羥基自由基和甲基紅分子之間反應的概率增加。因此，染料將更快速和有效地降解，脫色率隨著(zhù)氧化鈦的濃度而增加。高于4mg/L時(shí)，脫色率隨添加量的增加而下降。這是因為在濃度較高的情況下，顆粒的聚集減少了溶液和催化劑之間的接觸表面，減少了表面上的活性位點(diǎn)的數量，并導致難以滲透的光，導致羥基自由基的產(chǎn)生量降低，因此脫色率降低。

　　2.10 吸附劑

　　等離子體改性技術(shù)可以在碳材料表面和負載官能團上產(chǎn)生更多的活化點(diǎn)，從而在顯著(zhù)提高水和氣體中污染物吸附能力的同時(shí)，保持了材料的固有特性，具有實(shí)用性。而且，該技術(shù)具有能耗低，污染小，操作簡(jiǎn)便和管理方便等優(yōu)點(diǎn)，因此，研究等離子體處理染料廢水中吸附劑的聯(lián)用有重要意義。

　　用改性活性炭纖維輔助的脈沖放電非熱等離子體技術(shù)降解有機染料的過(guò)程中，ACF表面活化H2O2以產(chǎn)生羥基自由基。被認為是一種電子轉移催化劑。當與水溶液中的O3相互作用時(shí)，摻入的金屬中心，石墨烯層(基面電子)和ACF的堿性表面基團的電子可加速臭氧分解，導致形成羥基自由基。因此在用改性活性炭纖維輔助的脈沖放電非熱等離子體技術(shù)降解有機染料的聯(lián)合工藝中，降解效率顯著(zhù)提高，且ACF再生。這是因為ACF樣品提供了高表面積，其中有機化合物和氧化分子(O3和H2O2)可以通過(guò)物理或化學(xué)作用吸附。然后生成更多的OH，并將積累的有機物分解成中間產(chǎn)物，最后成為無(wú)害的產(chǎn)物，如H2O、CO2、NO3、SO42–。因此，ACF樣品可以及時(shí)再生。

　　2.11 填充物

　　固體填充物的增加有助于傳質(zhì)面積的增加，因此研究填充物顯得尤為重要。在利用固體填充-水-空氣三相的等離子體反應器降解靛藍廢水的過(guò)程中，研究了相的變化對降解的影響，實(shí)驗發(fā)現隨著(zhù)相的增加，廢水的去除效率逐漸增加。固體填充物分別為電介質(zhì)珠和玻璃珠。然而，在相同的實(shí)驗條件下，不同的電介質(zhì)材料在放電過(guò)程中表現出不同的化學(xué)增強能力;電介質(zhì)玻璃珠比陶瓷球具有更強的增強性能。當存在電場(chǎng)時(shí)，固體填料提供了局部區域內的集中電場(chǎng)。同時(shí)，當球體被包裝在一起時(shí)，接觸點(diǎn)處的電場(chǎng)可以被顯著(zhù)局部地增強。對于氣相來(lái)說(shuō)，氣泡只能通過(guò)接觸的固體填料之間的空間而上升向上。一旦接觸點(diǎn)周?chē)木植侩妶?chǎng)超過(guò)了空氣的介電強度，首先通常在氣泡中發(fā)生放電，從而導致隨后的水分解。另外，與在放電電極附近的氣泡中主要發(fā)生大部分放電的水氣混合反應器不同，三相等離子體反應器中的放電在空間上空間分布在反應器的間隙中，這有利于在水中排放。因此，固體球填充到反應器中會(huì )降低系統的擊穿電壓并改變放電的分布。反應器中固體填料的存在也促進(jìn)化學(xué)反應。一旦放電發(fā)生，產(chǎn)生的活性物質(zhì)直接與存在于等離子體通道中或瞬態(tài)等離子體層中的污染物反應，而沒(méi)有漫長(cháng)的擴散或遷移路徑。此外，固體球體的存在有助于改善伴隨著(zhù)等離子體通道傳播的二次過(guò)程的綜合利用，例如強烈的紫外線(xiàn)照射，沖擊波等。在有限的體積中同時(shí)存在大量的活性物質(zhì)和污染物的空間可以大大增加它們之間的碰撞可能性，

利用介質(zhì)阻擋放電降解染料分子AR88，O3作為第一步通過(guò)親電取代直接攻擊染料特征顏色的N=N不飽和雙鍵;第二步是由第一步產(chǎn)生的中間產(chǎn)物(P1和P2)的氧化。最終的氧化產(chǎn)物可能包括一些小分子有機化合物和無(wú)機化合物，如二氧化碳、HCO3-、CO32-、NO32-、SO42-等。另一方面，·OH自由基與AR88分子的反應可能包括形成·OH加合物作為第一步，隨后從中間產(chǎn)物中除去水分子。形成的不穩定產(chǎn)物將通過(guò)各種氧化途徑進(jìn)一步降解為更小的分子。由于存在各種反應位點(diǎn)，OH·自由基可以引起許多其他反應，例如從萘環(huán)直接奪取氫。因此，中間體和最終產(chǎn)品的形成可能是復雜的。

　　利用滑動(dòng)弧降解AO7的過(guò)程中，可能的降解機理如圖2所示。通過(guò)N-N裂解，AO7首先被分解為磺胺苯胺和1-氨基-2-萘酚?；前坊械幕撬峄鶊F是熱穩定的并且高度溶于水，而1-氨基-2-萘酚在有氧條件下是敏感的。之后，1-氨基-2-萘酚被進(jìn)一步氧化

并最終增加化學(xué)反應速率。同時(shí)，固體填料的存在阻礙了上升氣泡的自由通過(guò)，完善了反應器內空氣的分布，并穩定了水-空氣混合物的流動(dòng)模式。

　　2.12 添加劑

　　新北地埋式生活污水處理設備安裝調試為了驗證使用少量有機酸添加劑提高AO7脫色效率的可行性，研究了乳酸，醋酸和壬酸對AO7脫色效果的影響，在沒(méi)有添加有機酸的情況下，放電等離子體處理4min內獲得約69.0%的AO7脫色效率，在相同的處理時(shí)間內分別加入2×10-5mol/L乙酸，乳酸和壬酸改善至82.8%、83.5%和88.6%。另外，AO7脫色效率隨著(zhù)有機酸濃度的增加而增加。添加壬酸，對AO7脫色效率的增強效果最高，其次是乳酸添加下降，對于醋酸添加但有機酸添加的增強效果不太明顯，這可能是由于A(yíng)O7大部分在后期變色，AO7降解中間體也可能與AO7競爭活性物質(zhì)有關(guān)。

　　各種有機酸添加對染料廢水脫色率的增強主要是因為水相表面張力的變化。如果水相表面張力降低，則相鄰氣泡之間的壓差將降低，這會(huì )導致氣泡聚結率降低以及小氣泡的穩定性增加。此外，當泡沫表面被一些有機酸覆蓋時(shí)，泡沫的彈性會(huì )增加，其對氣流脈沖的抵抗力會(huì )增強，從而導致氣泡恢復并保持其形狀。因此，加入少量有機酸會(huì )減少小氣泡的合并和蒸發(fā)，并使小氣泡的數量、氣體-液體界面的接觸面積和水溶液中的氣泡的滯留時(shí)間增加。

　　在研究有機酸濃度對水溶液表面張力影響的過(guò)程中，發(fā)現隨著(zhù)有機酸濃度的增加，水溶液表面張力降低。添加無(wú)酸的水溶液的表面張力為7.14N/m2;加入0.5×10-5mol/L的壬酸后，水溶液的表面張力降至6.82N/m2，隨著(zhù)添加的壬酸濃度升至2×10-5mol/L，溶液表面張力進(jìn)一步下降至6.11N/m2。在相同的有機酸濃度下，分別加入1×10-5mol/L壬酸，乳酸和乙酸的相應水相表面張力分別為6.51、6.72和6.78N/m2，壬酸相對應的水相表面張力。

　　為染料溶液中含有大量的硫酸根離子，因此硫酸根離子的存在會(huì )顯著(zhù)影響溶液的褪色降解。硫酸根離子與羥基自由基反應會(huì )生成過(guò)氧硫酸根自由基，它的氧化還原電位為E0=2.6V，而羥基自由基的氧化還原電位為E0=2.8V?！O4-和·OH與有機化合物主要通過(guò)取氫，加氫和電子轉移三種機理發(fā)生反應?！O4–更有可能參與電子轉移反應，而·OH可能參與取氫反應或加成反應。由于·OH自身氧化還原電位高且無(wú)選擇性，可能比·SO4–更具優(yōu)勢，但由于染料分子中硫酸根離子的大量存在，·SO4–的降解能力不容小覷。

了兩個(gè)主要的結論：直流隔膜放電過(guò)程中在特定的電導率(NaCl和NaBr電解液約為600μS/cm)下達到最大效率。但是，溶液電導率的進(jìn)一步增加導致染料去除效率的降低。因此，在等離子體降解染料分子的過(guò)程需要對電導率值進(jìn)行最佳調整。溶液電導率的進(jìn)一步增加導致染料去除效率的降低可能是由于當電導率增大時(shí)，溶液中的離子越來(lái)越多，而離子不能獲得足夠的能量來(lái)使其他分子電離，脈沖放電的目的只是為了避免離子的能量損失。離子的電流主要消耗脈沖尾部的能量，對活性物質(zhì)無(wú)效。因此，溶液中的直流電阻隨著(zhù)電導率的增加而變小，離子電流增加，在高電導率下化學(xué)活性物質(zhì)減少。

　　2.7 pH值

　　不同的pH會(huì )使各種活性基團反應的氛圍不同，達到不同的處理效果。等離子體放電降解染料分子的過(guò)程中在3種不同的條件：酸性(pH=4)，基本(pH=10)和中性，沒(méi)有酸性或者堿性添加劑(pH≈6.4)的情況下進(jìn)行。發(fā)現脫色率在酸性環(huán)境下更高。在pH=4的環(huán)境下處理了60min之后，脫色率達到了86.7%，其值比在基本條件下處理的結果高三倍?！H在脈沖放電系統作用下的的脫色過(guò)程中起關(guān)鍵的作用，然而在基本條件下，羥基和有機物分解產(chǎn)生的碳酸離子(自由基清除劑)發(fā)生反應，使得少量的羥基參與有機物或中間產(chǎn)物發(fā)生反應，這似乎很矛盾。究其原因是因為在酸性環(huán)境下，有更多的·OH產(chǎn)生，從而使得足量的羥基氧化水中的有機物，而在高pH值的環(huán)境下，·OH產(chǎn)生量少，分解有機物的氧化反應受到限制。

　　2.8 氧化劑

　　過(guò)氧化氫分子的存在顯著(zhù)的影響了染料分子的脫色，過(guò)氧化氫不僅可以產(chǎn)生羥基自由基，它的存在對能否形成芬頓反應有著(zhù)至關(guān)重要的作用，所以研究過(guò)氧化氫有重要意義。在添加過(guò)氧化氫的情況下研究了染料廢水溶液的脫色。發(fā)現染料的脫色作用可以在H2O2存在下加速或抑制，取決于濃度。脫色率脫色效率隨著(zhù)添加低濃度的H2O2(2mM)而增加，對于高濃度的H2O2(10~40mM)時(shí)，染料的脫色效率隨著(zhù)H2O2濃度的增加而降低。當在溶液中加入較高濃度的H2O2(10mM和40mM)時(shí)，觀(guān)察到比在添加低濃度H2O2(2mM)的溶液中低10%的脫色效