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《大连理工大学》 2010年
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DBD等离子体降解活性炭吸附的五氯酚及再生活性炭研究

汪星星  
【摘要】: 非平衡等离子体污染物控制技术是一种兼具高能电子轰击、臭氧和自由基氧化、紫外光解等理化效应于一体的高级氧化技术,具有处理效率高、反应迅速且无选择性、无二次污染等优点。针对等离子体处理低浓度废水,存在着能量利用率低等问题。为此,本论文先将水中污染物五氯酚(PCP)富集在活性炭(GAC)上,然后将GAC引入填充床双介质阻挡放电(DBD)等离子体反应器进行处理,同时实现GAC上PCP的降解和GAC的再生。研究结果如下: (1)研究了DBD等离子体与GAC间的相互作用。考查了电压、频率、GAC填充量和粒径大小对DBD等离子体的放电形貌、电压-电流-功率等放电特性的影响以及DBD等离子体作用前后GAC的SEM、表面官能团和吸附能力的变化。结果显示在GAC填满床层的条件下DBD等离子体与GAC间发生了相互作用。当有GAC填充到反应器中,放电更容易发生,微放电更加均匀;经DBD等离子体处理后GAC孔结构发生了改变,表面变得凹凸不平,且表面酸性官能团增加,碱性官能团降低。 (2)研究了DBD等离子体对GAC上PCP降解和GAC再生的作用。考查了气电参数、放电时间、床层厚度和GAC粒径对GAC上PCP降解和GAC再生的影响。结果表明:增加放电电压、放电频率、放电时间、气体流速和GAC粒径有利于GAC上PCP的降解。GAC的再生率随着放电电压、O2流速的增大而增大;延长放电时间,再生率呈现先增大后减小‘的趋势,本实验条件下,最佳放电时间为1.5 h;随着放电次数的增加,再生率略有下降,经过四次吸附/再生循环后,再生效率为73%。在23.4 kV,频率500 Hz,O2流速为2 L/min的条件下放电1.5h后PCP降解率为65.2%,GAC再生率可达87%。 (3)研究了DBD等离子体对GAC上PCP降解和GAC再生机理。结果显示:DBD等离子体的理化效应作用于PCP的Ar-Cl键,使其断裂,PCP得到降解;等离子体对GAC的孔隙结构和化学官能团产生影响,加上一些降解产物占据的吸附位点,使得GAC的吸附能力未能得到全部的恢复。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:X703

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