海宁屠宰场废水处理设备专注钢结构工程

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入空气或氧气，通过质量流量控制器调整流量。气体和溶液通过底部的管道离开反应器。管道可以放置在溶液储存器的顶部，也可以放在底部以使气体通过溶液，从而使放电中产生的臭氧与溶液储存器中的染料分子反应。放电以脉冲模式运行。内电极以高电压连接，外电极接地。负极性的直流高压发生器为1nF的电容充电，随后通过在自击穿模式下工作的火花隙开关进行放电。

　　使用浸没在水中的气相介质阻挡放电反应器降解偶氮染料橙色II过程中，反应器容器包含有污水，其内径为90mm，长度为200mm。浸在污水中的介质阻挡放电反应器包含一个石英管和一个9mm的铜棒，石英管的内径和外径分别为22和25mm。有效值为13.4~23.3kV的交流高压被施加到铜电极上，污水和地电极相连接。污水是导电的，它可以将地电极延伸到石英管的表面。在铜电极和石英管的内表面发生放电，在该空间内产生臭氧和紫外线。流经该区域的气体为空气或者氧气。

　　混合气液介质阻挡放电降解茜素红(AR)，实验装置主要由交流高压电源和电抗器组成。反应容器为内径为100mm的夹套石英圆柱体。高压电极由9根直径为1mm的铜线组成，每根铜线用一端密封的石英管覆盖，壁厚为0.5mm。一端密封的石英管全部插入溶液中约10mm深，然后均匀分布在水面上。这些铜电极从石英管的另一端伸出，全部连接到高压电源。该溶液直接用作接地电极。水处理的输入功率由电压调整器调整。通过在外护套中运行冷却水，将溶液的温度保持在室温(300±2K)。AR溶液由分析纯的AR和蒸馏水配制而成，水溶液的体积为200mL。通过加入KCl控制溶液的电导率，并通过加入NaOH或HCl(其通过pH计(PHS-3C)测量)来调节其pH值。放电气体可以通过鼓泡不同的气体(如空气，氮气或氧气)来改变。

　　同轴的介质阻挡放电反应器被设计用来处理大气环境下的多种的染料废水溶液(反应性纺织染料活性黑5，活性蓝52，活性黄125和活性绿15。在这个反应器中，水形成了一个降膜，与等离子体形成了直接的接触。同轴的介质阻挡反应器能够产生多种气体及液体物质。放电过程能够产生O3、H2O2、·OH和其他活性物质。由于具有长寿命和强氧化性，臭氧是最有活性的分子。在放电过程中，粒子从等离子体进入液体中，并和污染物发生反应。另外，放电产生了紫外线、离子(例如OH–、O2–、O–、O2+、N2+、N+、O+)和电子。圆柱形反应器由派热克斯玻璃制成，其内径为27.0mm，长度为600mm。外电极为粘贴在玻璃管另外一面的铝箔制成，长度为400mm。内电极为直径为20.0mm的玻璃圆柱体，其在内部镀银。阻挡放电在内部玻璃和外部玻璃之间产生。当放电源作为降膜反应器时，水向上流经一个垂直的中空玻璃管，向下流并在电极表面形成一个薄的介质薄膜。使用的电源是高压变压器，并有一个频率转化器，能够调节正弦电压的频率到500Hz。等离子体反应器的频率被设置到值200Hz。外加17kV的电压，在玻璃和水层之间的3.5mm的间隙形成放电。为了增加被处理的溶液的速率，三个放电进行并联。这个系统的放电功率为150W。

　　1.3 滑动弧放电反应器

　　在利用滑动弧降解染料废水的过程中，反应器装有两个垂直对称布置的铝电极，最窄处固定在3.5mm。具有半椭圆形的这些电极厚度大约为2mm。使用的变压器(9000V，100mA)提供电力。所使用的气体是由压缩机提供的空气。在通过流量计之前，空气通过一个冒泡水瓶。然后将湿空气通过1mm直径的喷嘴注入反应器中。用于该研究的磁力搅拌的间歇式反应器通过水循环恒温，使得样品的温度不超过30℃。接通时，在两个分开的铝电极之间发生电弧。在气流的作用下，电弧沿着电极滑动，在最大电极间隙熄灭之前。灭火后，形成新的电弧，循环重新开始。等离子体羽流带走反应性物质并扫过液体表面，从而在等离子体-溶液界面处发生反应。

　　反应器组成。反应器由水冷的玻璃圆柱容器(1L)和两个刀形的不锈钢电极(95mm长，35mm宽和4mm厚)组成。进气以及AO7溶液分别通过压缩气瓶和泵进行提供。当电极外加有高压(10kV，50Hz)时，电弧在电极之间形成，并随后在两相流的作用下向下流移动。当电弧沿着电极壁滑动至末端并消失时，一个新的电弧重新产生并按此过程进行循环。因此，产生了一个较大的低温等离子体区域。通过水泵将目标溶液通过等离子体区域并不断循环，溶液可以得到分解。

　　1.4 微波放电反应器

　　利用微波放电降解染料废水的过程中，等离子体发生器是由矩形波导和具有中空内导体的同轴线以及形成放电室的外导体组成的波导同轴结。为了保持稳定的微波放电，等离子管配备有一个主动排放系统。将碳氢化合物气体或水溶液注入等离子管的放电室是通过管线通过喷嘴进行的。在连续操作模式下，电源从磁控管以高达2kW的可调输出功率提供给等离子管，工作频率为2.45GHz。为了磁控管的击穿保护，使用铁氧体环行器。当使用水溶液时，等离子体气体通过入口进入等离子体发生器。喷嘴的设计允许通过管线供应的水溶液喷射在类似于喷射器的气流中。

　　2、等离子体处理影响参数

　　2.1 反应类型

　　海宁屠宰场废水处理设备专注钢结构工程通过几何形状不同的电极反应器如点对点电极、线对圆筒等，可以在几种放电模式下产生非热等离子体。然而，所有这些方法都具有其的缺点，如低能量效率、电极寿命短、传质面积有限等，所以有必要研究更优化的反应器。

　　三相/填充床反应器是一个填充一些高介电常数材料如硅胶球和玻璃珠的线筒式反应器。在放电过程中，在相邻的珠粒的接触点之间形成强电场，并且增强的电场可以引发局部放电。隔膜放电是在一个包含两个电极(阴极和阳极)的反应器中形成的，放电反应器中存在两个不同的区域和两个不同的放电状态。隔膜由一个制造针孔的隔膜隔开。直流高压施加在电极上。因此，两个平面电极之间的高电场集中在针孔中。如果电场足够高，则在隔膜中形成的针孔中和/或附近的蒸发水的气泡中形成放电。两种反极性等离子体流光形成在反应器的两个彼此隔离的隔离壁内。等离子体通道向电极传播的特性的差异不仅在于它们的形状，而且最重要的是由外加电场加速的电子的速度和通道中的能量耗散。在点对板电极配置中，隔膜放电和电晕放电的产生有类似之处。针孔对于反应器的两个分开的部分来说，表现为两个极性的点电极。在具有平面阴极的部分，电子朝向带正电的针孔(与点阳极类似)加速，并且在流光末端的剩余正空间电荷进一步增强了电子速度，被称为“正排放"。与此相反，从带负电的针孔(从阴极点)向平面阳极传播的电子被正空间电荷牵引，并且其速度降低，称为“负放电"。

　　在脉冲放电的三种放电模式下(i)流光，(ii)火花，(iii)火花流光混合模式，研究了在污水中针与面之间的脉冲放电等离子体对有机染料罗丹明B的降解。发现在染料溶液中以火花-流光混合模式放电，脱色的过程是的。这是由于在等离子体通道中起作用的过程决定了脱色率的差异。在火花放电的情况下，在液体中形成单个等离子体通道，但是与以100A以下的峰值电流为特征的流光放电相比，通道具有几百安培的高峰值电流。火花模式下等离子体通道中水分子电子碰撞解离产生羟基自由基的电子浓度和等离子体通道中的气体温度高于流注模式下相应参数的浓度。因此，与流光模式相比，在火花模式下形成更多的自由基。由于这些原因，在火花模式的情况下脱色率变得比在流光模式的情况下更高。而且，甚至可以通过紫外线直接使染料脱色。可以认为，从放电等离子体通道发射的紫外光的强烈辐射在染料脱色的自由基反应中是有活性的。火花流混合放电模式的特点是等离子体通道的出现。这些条件有利于通过分布在大水量的通道中的电子碰撞解离产生羟基自由基，这可以解释这种模式在染料脱色中的率。而且，染料的直接光解也可以是活性的。

　　2.2 电源

　　根据放电系统的输入功率W=0.5CfV2，忽略反应系统中的能量损失，就可以把电源的输入能量看作是降解水中有机污染物的总能量，所以溶液的脱色与输入能量之间存在相关性，从公式可以看出随着电容、频率、电压的升高，难降解有机物的去除率应该增加。

　　在研究脉冲电容器的电容对颜色去除效率的影响的过程中，C电容为6nF，处理3min后，色度去除率为64.76%。当C电容增加到8nF时，色度去除效率大大提高，达到80.13%。在甚至更高的C为10nF时，几乎所有的初始色彩(93.18%)被去除。实验过程使用的电路C电容通过旋转火花开关放电到电抗器。在这个过程中，反应堆获得能量并产生放电等离子体。C越大，注入反应堆的能量就越多。在每次放电期间产生的活性物质的数量将大大增加，并且将实现更高的颜色去除效率。且高压脉冲发生器与电晕等离子体反应器的匹配对于优化向反应器的能量转移增加初始自由基产生以及改善能量转换效率降低了投资和运营成本。

　　施加的电压和频率对产生的等离子体以及形成的活性物质有显着的影响，最终导致不同的脱色效率。在研究施加脉冲电压和脉冲频率在等离子体处理染料废水的过程中。26、28和30kV的不同峰值脉冲电压下以及在25和75Hz的脉冲频率下的相应结果表明，不同的脉冲电压和频率对染料脱色率的影响是显着的。随着峰值脉冲电压的升高，脱色率从8.8%上升到56.1%。在60分钟的处理时间内，当峰值脉冲电压从26kV增加到28kV时，染料溶液的脱色率增加了15.8%，而峰值脉冲电压从28kV变为30kV时，脱色率增加了7.9%;染料在75Hz脉冲频率下的脱色率达到94.8%，比25Hz时的脱色率提高了61.7%。从结果可以看出，脱色率有一个峰值，这是因为随着电压的增加，电子将在电场中获得更多的能量，并通过碰撞诱发氧气和水分子的强烈电离。因此，气泡内和两个接触的玻璃珠之间的接触点周围的放电变得更加强烈，并且将形成更多的活性物质导致脱色率升高。然而施加的电压也影响等离子体通道的温度和三相混合物的放电模式。当施加的电压进一步增加，等离子体通道的温度也增加，这可能引起在等离子体通道中形成的臭氧的部分分解。臭氧浓度的增加率降低导致染料脱色率降低。

　　同时，脉冲电压的极性极大地影响了脱色。在正电晕的情况下，对电线施加负脉冲电压，脱色效率降低至约60%。观察到负电晕的等离子体区域比正电极小得多。脱色效率的大差异可能是反应活性区域的差异。在直流电压加在喷嘴上的情况下，在高于2kV的电压下形成了很大的喷射角。另一方面，在施加负直流的情况下，产生具有窄喷射角的粗滴。经过四个工艺循环后，在喷嘴上施加直流的脱色效率约为80%，而在负电压下只有45%。喷雾角度也随着施加电压的变化而变化。随着电压从2kV增加到6kV，角度变宽，但由