液相微波等离子体的发生方法及水处理特性

摘要

随着工业经济的迅猛发展,越来越多有毒有害的物质随着工业废水的排放威胁着环境生态以及人们的健康安全,近些年来,工业有毒有害污水的处理尤其是针对大规模排放的印染废水的技术研究成为人们日益关注的焦点。液相微波等离子体水处理作为一种新型的高级水处理技术,具有处理设备结构简单、无需其他化学试剂,处理时间短、见效快、能源利用率高、无二次污染等许多优点。然而,由于微波的传导与一般的低频波不同,需要考虑微波元件的匹配关系以及电磁场的分布,在液相中更要考虑需要满足高能量碰撞的条件。目前,国内还没有关于液相微波等离子体应用的研究。本实验设计出一套液相微波放电水处理装置,首次利用微波放电在液相中发生等离子体,并且应用于有机污染物的降解处理。微波通过反应电极在电极尖端形成强电磁场,电极尖端的气泡形成瞬间的高温高压环境使得气体更容易被击穿,从而产生低温等离子体,利用等离子体的反应性进行模拟水处理。研究结果表明,在低压条件下,设计的实验装置能够发生等离子体,液相等离子体产生的与微波功率有关。在一定压力下,改变微波的入射功率,则放电区域明显增加。水的初始温度影响微波等离子体的发生阈值,水的初始温度越高,微波等离子体的发生阈值越低。当改变系统压力时,产生的液相等离子体的密度和强度发生改变。液相微波等离子体水处理技术能够有效地对亚甲基蓝水溶液进行降解,微波输入功率为100W时,处理时间为6min,亚甲基蓝的去除率达到92.5%。