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气液混合高压脉冲放电反应器特性及应用研究

谷一杉  
【摘要】:随着海运事业的蓬勃发展,船舶压载水在世界范围内移动的量逐年增加,由船舶压载水所带来的生物入侵及细菌和病毒的传播问题越来越引起关注。有效治理船舶压载水的技术已经成为当今世界最受关注的难题之一。高压脉冲放电技术是一种新型的水处理技术,这种技术是集高能电子辐射、光化学氧化、化学氧化等高级氧化技术于一体,整个系统不需要另外添加氧化剂,并且整个反应体系不需附加高温、高压或外加光源等技术手段,因此这种技术成为了一种具有广泛应用前景的技术。 本研究设计了一种气液混合多针对板高压脉冲放电反应器,对其放电过程中输入能量、放电产物以及发射光谱等特性方面进行研究分析。然后,利用这种气液混合高压脉冲放电反应器处理压载水中典型的浮游动物——卤虫,研究并探讨了不同放电参数(峰值电压、脉冲频率、处理时间)对卤虫的杀灭效果的影响。通过显微镜对放电前后的卤虫进行观察比较,初步探讨了气液混合高压脉冲放电对生物的灭活机理。得出这样的结论:随着脉冲电压的升高、针电极到液面的距离的下降、溶液的电导率的减小输入能量均不断增大,放电效果越来越好。随着脉冲电压的升高、脉冲频率的增大、放电处理的时间的延长、处理溶液的初始电导率的增大、处理溶液的pH值的增大放电处理后的产物H202和03浓度也增加。当通入不同气体后H202和03浓度大小顺序为氧气空气氩气氮气。各种活性基团在氧气为通入气体的条件下多于空气条件下。随着峰值电压的升高、脉冲频率的增加、处理时间的延长,卤虫的存活量均降低,处理效果变好。在对处理前后的卤虫进行显微镜观察的过程中,发现卤虫的结构发生变化,进一步证明了放电过程可以破坏生物细胞,造成了生物个体的死亡。


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