DBD等离子体对蒽醌染料废水脱色

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　　蒽醌类染料以其色泽鲜艳、固色率高、染色牢度好等特点，已经成为目前比较重要的一种染料。然而，蒽醌类染料大多数是芳香族化合物，有稳定的共轭结构，结构复杂又难降解，存在潜在毒性。其产生的废水由于染料的特殊性质不仅有机成分含量高、不易被氧化、生化性差、化学需氧量高，而且色度高、成分复杂、有毒性。介质阻挡放电(dielectricbarrierdischarge，DBD)等离子体是一种常压低温非平衡等离子体，由于它可以在大气压或者略高于大气压的条件下产生，不需要真空设备就能在常温下获得化学反应所需的活性粒子，具有特殊的光、热、声、电等物理过程及化学过程，近年来被环保人士应用于废水、废气等处理研究。


　　试验方法


　　改变DBD等离子体输入功率、介质间距、蒽醌染料溶液浓度、反应初始pH、反应时间，考察DBD等离子体对蒽醌染料深度处理的效果。


　　试验结果与讨论


　　在蒽醌染料溶液体积未改变的条件下(100mL)，蒽醌染料溶液的脱色率随着介质阻挡放电低温等离子体体系输入的放电功率增大而升高。在放电前期，放电功率的增加基本上都会使脱色率升高10%，这是因为当外施功率增大时，等离子体放电功率增大，单位时间内处理的有机物数量增多，脱色率升高。但随着反应历时的增加，放电功率增加带来的脱色率升高逐渐减小。在反应接近结束的8、9min时，各种放电功率带来的脱色率基本一致。这一结果说明放电时间的累积也可达到与放电功率增加类似的结果，在实际应用时需要权衡两方面，考虑能量消耗，采取相应的方案。与此同时，染料结构的复杂程度在一定程度上决定了脱色率的大小，但当处理时间达到8min时，脱色率均可达到95%以上。具体联系污水宝或参见http://www.chinahkjt.com更多相关技术文档。


　　电介质间距对蒽醌染料溶液脱色率的影响


　　电介质间距变化下的蒽醌染料溶液的脱色率随着电介质间距的增大而减小，这是因为当电介质间距增大时，等离子体放出的紫外光、臭氧以及羟基自由基等活性基团在电介质间的空气区域消耗也随之增加，因而单位时间内参与处理有机物的各种活性基团数量减少，脱色率降低。且蒽醌染料的结构越复杂，对介质间距的响应也越明显。但是，在反应后期，这种由介质间距带来的脱色率的差别便不再明显，在7mm的介质间距内，均可实现稳定的空气等离子体，只要稳定的空气等离子体存在，有效处理时间达到6min后，脱色率均可达到90%以上。


　　溶液浓度对蒽醌染料溶液脱色率的影响


　　虽然随着溶液浓度的升高蒽醌染料的脱色率略有降低，但是整体下降水平并不明显，尤其是当放电时间累计至9min后，两种不同结构的蒽醌染料溶液均可获得90%以上的脱色率。


　　低温等离子体法处理蒽醌染料废水可在短时间内(10min内)获得较高(99%)的脱色率，工程应用一般要求脱色率在90%左右，因而理论能耗为19kJ左右。低温等离子体法在处理结构复杂的蒽醌染料方面有着良好的应用前景。



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