【集萃網(wǎng)觀察】高壓脈沖氣液兩相放電技術(shù)是一種集多種高級(jí)氧化技術(shù)(如高能電子輻射、化學(xué)氧化、光化學(xué)氧化等)于一體的新型水處理技術(shù)，它的特點(diǎn)是通過反應(yīng)產(chǎn)生具有極強(qiáng) 氧化性的羥基自由基(OH ·)將有機(jī)污染物有效地分解.反應(yīng)體系不需輔以高溫、高壓或外加光源等技術(shù)手段，應(yīng)用范圍廣，幾乎可以無選擇地氧化常規(guī)方法難降解的有機(jī)廢水，處理效率 高.因而，這一技術(shù)已成為環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn).

　　實(shí)驗(yàn)采用線一板式高壓脈沖放電聯(lián)合光催化劑處理模擬羅丹明B廢水，主要研究脈沖電壓峰值、脈沖頻率、電極間距、曝氣量、TiO2 添加量等因素對羅丹明B脫色率的影響.

　　1 實(shí)驗(yàn)裝置與測試方法

　　脈沖放電反應(yīng)器為線板式結(jié)構(gòu) ，如圖1所示，反應(yīng)器采用絕緣有機(jī)玻璃制作;板電極為不銹鋼板，接地;放電線為較細(xì)的不銹鋼線;線板間距、線線間距可調(diào)，其中線線間距最小可調(diào)為5mm;放電線放置在被處理溶液里，板電極固定在液面之上，并通過曝氣頭往溶液里進(jìn)行鼓氣.

　　實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)圖、實(shí)驗(yàn)儀器及試劑、實(shí)驗(yàn)測試計(jì)算方法具體見文獻(xiàn).

　　2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

　　實(shí)驗(yàn)采用線一板式高壓脈沖放電反應(yīng)器進(jìn)行模擬羅丹明B廢水脫色的研究，在反應(yīng)器內(nèi)添加和不添加 TiO。催化劑條件下，分別進(jìn)行了脈沖電壓峰值、脈沖頻率、電極間距、曝氣量等主要實(shí)驗(yàn)條件因素對羅丹明 B脫色率的影響，并進(jìn)一步考察了TiO。添加量的影響.在實(shí)驗(yàn)過程中，羅丹明B染料廢水溶液的處理量為 400 mL，廢水初始pH值為3.4，溶液初始質(zhì)量濃度為50 mg/L，脈沖頻率為6O Hz不變.

　　2.1 脈沖電壓的影響

　　圖2顯示沒有催化劑TiO2存在時(shí)，開始隨電壓增大，脫色率明顯增大，當(dāng)電壓繼續(xù)增加時(shí)，脫色率變化不大;當(dāng)TiO2存在時(shí)隨電壓的繼續(xù)增大，脫色率卻明 顯增大.這是因?yàn)闆]有催化劑存在時(shí)，當(dāng)電壓達(dá)到一定值后，增大電壓反而降低能量利用率，增大了能量消耗，從而脫色率提高不明顯.但在催化劑存在情況下，高 值電壓下放電產(chǎn)生的紫外光更強(qiáng)，光催化效果更好，故脫色率提高.

　　2.2 線板間距的影響

　　圖3顯示線板間距對脫色率有較大影響，隨著線板間距的增加，羅丹明B的脫色率先增大再減小.這是因?yàn)殡姌O間距太小時(shí)，容易發(fā)生溶液被擊穿和火花放電現(xiàn)象， 能量的利用率下降，導(dǎo)致脫色效率的降低.當(dāng)線板電極間距過大時(shí)，線板間距之間的電場強(qiáng)度降低，放電強(qiáng)度減弱，導(dǎo)致降解羅丹明B效果降低.放電反應(yīng)器較佳線 板間距為8 mm。

　　2.3 線線間距的影響

　　線線間距的改變會(huì)影響反應(yīng)器的放電特性，從而影響羅丹明B脫色效果.中國印花網(wǎng)從圖4可以看出，在線板間距一定時(shí)，隨著線線間距的增大，羅丹明B脫色率降低.線線間 距為5 mlTl時(shí)處理效果最好，因?yàn)樵诰�線間距為 5 mm時(shí)，氣一液兩相放電較強(qiáng)烈，流光分布也較均勻.同時(shí)，線距小，增加了放電線的長度，使得脈沖能量更容易釋放，因而導(dǎo)致處理效果較好.在催化劑存在情況 下，線線間距為5 mm時(shí)更加發(fā)揮了放電紫外光的催化作用.

　　2.4 曝氣量的影響

　　如圖5所示：開始時(shí)，隨著曝氣量的逐漸增大，脫色率也逐漸增大，這是因?yàn)槠貧饬康脑龃�，反�?yīng)器內(nèi)的氣泡數(shù)量也增多，使得氣液放電更加容易，增加了放電的強(qiáng) 度，導(dǎo)致脫色率的增加.但當(dāng)曝氣量達(dá)到一定值時(shí)，再增大曝氣量，這時(shí)的脫色率開始下降，因?yàn)槠貧饬刻�大，�?huì)造成放電反應(yīng)器中分子態(tài)的活性物質(zhì)與污染物分子 間的接觸時(shí)間變短，使這部分活性物質(zhì)的利用率下降，導(dǎo)致處理效果的減弱.在催化劑存在情況下，曝氣起到攪拌溶液的作用，從而使TiO2能充分和放電紫外光 接觸.

    2.5 TiO2投放量的影響

　　從圖6可知，開始時(shí)，羅丹明B脫色率隨著催化劑投加量的增加而增大，繼續(xù)增加催化劑的投加量，脫色率會(huì)下降.其原因是催化劑的投加量過大造成溶液中懸浮顆 粒過多降低了紫外光的透射性，使TiO2不能充分利用放電紫外光，另外由于懸浮顆粒過多，造成污染物分子和活性分子之問的碰撞幾率降低，導(dǎo)致了脫色效率的 降低.適量TiO2的投加，可以充分利用放電所輻射的紫外光.實(shí)驗(yàn)中的TiO2投加量為1.8 g/L 時(shí)，脫色率最大達(dá) 99.65% .

　　1)在線一板脈沖放電或線一板脈沖放電聯(lián)合催化劑條件下，脈沖電壓、脈沖頻率和曝氣量對羅丹明B染料廢水脫色效率有較大影響，隨著它們 的增大，脫色率增大，當(dāng)達(dá)到一定值繼續(xù)增加時(shí)，脫色率增加不明顯或降低;線板反應(yīng)器電極的線板間距、線線間距對羅丹明B 染料廢水脫色效率也有較大影響，選擇適當(dāng)?shù)木�板間距、線線間距的值將有效地提高脫色率，減小能耗.

　　2)脈沖放電聯(lián)合光催化劑TiO2對羅丹明B的處理效果明顯優(yōu)于單獨(dú)脈沖放電.TiO2 的投放量對羅丹明B的脫色效率有明顯的影響，在處理時(shí)間為30 min時(shí)，TiO2 投放量為1.8 g/L可以有效地發(fā)揮催化和脈沖放電的聯(lián)合作用，使脫色率達(dá)99.65 .

　　來源：董冰巖 ，謝文涓