气液两相脉冲放电等离子体去除水中的全氟辛酸

摘要

水中的全氟化合物具有很强的稳定性,常规方法难以去除.本文以全氟辛酸(PFOA)为目标,考察了一种基于液滴喷雾的气液两相脉冲放电等离子体反应器对PFOA去除的影响因素与去除效率,并探讨了去除机理.发现PFOA起始浓度为1.5μg·L^-1,等离子体反应器脉冲频率为1000 pps,电压为25 kV时PFOA的2 h去除率达40.5%.通过比较不同仪器参数下的去除效率发现,在相对低脉冲频率、低电压条件下PFOA去除效率更高,其表征去除效率的k/PD值达0.259 L·min^-1·W^-1(k为去除速率常数,PD=输入功率/处理体积),高于同样浓度水平下已报道的层流发泡等离子体反应器最大k/PD值(0.025 L·min^-1·W^-1),表明液滴喷雾反应器具有低能耗的特点.在等离子体处理过程中检测到多种短链全氟羧酸(碳原子数为4—7)和氟离子的生成,2 h后产生的短链物质总和占初始PFOA的10%左右,表明PFOA的碳链在等离子体处理时发生断裂.加入电子抑制剂NaNO 3后PFOA的去除明显被抑制,表明自由电子在初级反应过程中起较大作用.本研究对于水中PFOA的有效去除提供了一种有应用前景的技术选择.