苯酚废水处理方法

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　　苯酚及其衍生物是废水中常见的难降解和高毒性的有机物，如何有效降解含酚废水是环境污染控制领域必须解决的问题之一。目前，含酚废水处理方法主要有化学法、物理法、生物法等，其中化学法中的高级氧化技术成为苯酚废水治理领域的研究热点[1]。等离子体技术是一种集光、电、化学氧化于一体的混合型高级氧化技术，等离子体放电过程中可产生H2O2、·H、·O、·OH和O3等活性物质。近年来，等离子体技术因适用范围广、能处理难生物降解及有毒有害的有机废水而备受关注。国内外研究者利用等离子体放电技术对不同污染物进行了研究，主要集中于有毒有害、生物难降解的有机污染物的处理，如苯环类有机物[2, 3]、制药废水[4, 5]和有机染料[6, 7]等。


　　介质阻挡放电等离子体水处理主要采用静态实验装置，其主要缺点之一是等离子体放电过程产生的臭氧等活性物质受液相和气相界面阻力不能与液相中的污染物进行有效接触，从而影响污染物降解效率[8]。朱佳等[9]发现，待处理废水与臭氧的接触混合效率是臭氧氧化有机物的关键参数。在废水生物处理工艺中，曝气作为强制溶解氧向液体转移的手段而被广泛应用，其中微曝气因产生气泡小能提高传质效率成为目前主要采用的曝气方式。笔者借鉴生物处理工艺利用曝气提高溶解氧的传质理论，提出了介质阻挡放电等离子体(DBD)/微曝气联用工艺对苯酚废水进行降解研究，以期为含酚废水处理提供参考。


　　1 实验部分


　　1.1 实验材料与仪器


　　实验以苯酚(分析纯，天津大茂化学试剂厂)配制的不同浓度苯酚溶液为处理对象。实验气源为氩气、氧气(太原福江特种气体有限公司，体积分数均为99.999%)。


　　仪器：CTP-2000K低温等离子体电源，南京苏曼电子有限公司;D07质量流量计，北京七星华创电子股份有限公司;TDS1012C-SC示波器，美国泰克公司;SP-721紫外分光光度计，上海光谱仪器有限公司。


　　1.2 实验装置


　　实验装置由高压电源和介质阻挡反应装置两部分组成。高压电源采用CTP-2000K低温等离子体电源，中心频率为10 kHz，电压0~200 kV。该电源能在低压、常压和高压下的各种气氛环境中进行弧光放电、辉光放电和介质阻挡放电，可作为各种DBD放电装置的电源。


　　根据文献[10]、[11]，实验选用柱筒式介质阻挡放电形式，处理装置主体选用耐高温且稳定性高的石英玻璃，其作介质时放电空间内产生的微放电通道更加均匀。整体反应装置由2个石英玻璃圆筒组成，外部圆筒作为苯酚废水的反应容器，直径为40 mm，高度为28 mm;内部圆筒为高压电极与低压液体电极之间的介质，圆筒直径20 mm，高度为37 mm;高压电极选用钨棒，直径为4 mm;在苯酚废水反应容器底部设置微孔曝气膜片。内筒电离产生的部分活性物种(O3等)通过曝气膜片分散到液体内部，放电过程产生的高能电子及紫外光透过内筒与溶液中的污染物发生反应。实验所用气源为氩气、氧气。实验装置见图1。









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