【集萃網觀察】高壓脈沖氣液兩相放電技術是一種集多種高級氧化技術(如高能電子輻射、化學氧化、光化學氧化等)于一體的新型水處理技術，它的特點是通過反應產生具有極強 氧化性的羥基自由基(OH ·)將有機污染物有效地分解.反應體系不需輔以高溫、高壓或外加光源等技術手段，應用范圍廣，幾乎可以無選擇地氧化常規方法難降解的有機廢水，處理效率 高.因而，這一技術已成為環境保護領域的研究熱點.
實驗采用線一板式高壓脈沖放電聯合光催化劑處理模擬羅丹明B廢水，主要研究脈沖電壓峰值、脈沖頻率、電極間距、曝氣量、TiO2 添加量等因素對羅丹明B脫色率的影響.
1 實驗裝置與測試方法
脈沖放電反應器為線板式結構 ，如圖1所示，反應器采用絕緣有機玻璃制作;板電極為不銹鋼板，接地;放電線為較細的不銹鋼線;線板間距、線線間距可調，其中線線間距最小可調為5mm;放電線放置在被處理溶液里，板電極固定在液面之上，并通過曝氣頭往溶液里進行鼓氣.
實驗的系統圖、實驗儀器及試劑、實驗測試計算方法具體見文獻.
2 實驗結果與分析
實驗采用線一板式高壓脈沖放電反應器進行模擬羅丹明B廢水脫色的研究，在反應器內添加和不添加 TiO。催化劑條件下，分別進行了脈沖電壓峰值、脈沖頻率、電極間距、曝氣量等主要實驗條件因素對羅丹明 B脫色率的影響，并進一步考察了TiO。添加量的影響.在實驗過程中，羅丹明B染料廢水溶液的處理量為 400 mL，廢水初始pH值為3.4，溶液初始質量濃度為50 mg/L，脈沖頻率為6O Hz不變.
2.1 脈沖電壓的影響
圖2顯示沒有催化劑TiO2存在時，開始隨電壓增大，脫色率明顯增大，當電壓繼續增加時，脫色率變化不大;當TiO2存在時隨電壓的繼續增大，脫色率卻明 顯增大.這是因為沒有催化劑存在時，當電壓達到一定值后，增大電壓反而降低能量利用率，增大了能量消耗，從而脫色率提高不明顯.但在催化劑存在情況下，高 值電壓下放電產生的紫外光更強，光催化效果更好，故脫色率提高.
2.2 線板間距的影響
圖3顯示線板間距對脫色率有較大影響，隨著線板間距的增加，羅丹明B的脫色率先增大再減小.這是因為電極間距太小時，容易發生溶液被擊穿和火花放電現象， 能量的利用率下降，導致脫色效率的降低.當線板電極間距過大時，線板間距之間的電場強度降低，放電強度減弱，導致降解羅丹明B效果降低.放電反應器較佳線 板間距為8 mm。
2.3 線線間距的影響
線線間距的改變會影響反應器的放電特性，從而影響羅丹明B脫色效果.中國印花網從圖4可以看出，在線板間距一定時，隨著線線間距的增大，羅丹明B脫色率降低.線線間 距為5 mlTl時處理效果最好，因為在線線間距為 5 mm時，氣一液兩相放電較強烈，流光分布也較均勻.同時，線距小，增加了放電線的長度，使得脈沖能量更容易釋放，因而導致處理效果較好.在催化劑存在情況 下，線線間距為5 mm時更加發揮了放電紫外光的催化作用.
2.4 曝氣量的影響
如圖5所示：開始時，隨著曝氣量的逐漸增大，脫色率也逐漸增大，這是因為曝氣量的增大，反應器內的氣泡數量也增多，使得氣液放電更加容易，增加了放電的強 度，導致脫色率的增加.但當曝氣量達到一定值時，再增大曝氣量，這時的脫色率開始下降，因為曝氣量太大，會造成放電反應器中分子態的活性物質與污染物分子 間的接觸時間變短，使這部分活性物質的利用率下降，導致處理效果的減弱.在催化劑存在情況下，曝氣起到攪拌溶液的作用，從而使TiO2能充分和放電紫外光 接觸.
2.5 TiO2投放量的影響
從圖6可知，開始時，羅丹明B脫色率隨著催化劑投加量的增加而增大，繼續增加催化劑的投加量，脫色率會下降.其原因是催化劑的投加量過大造成溶液中懸浮顆 粒過多降低了紫外光的透射性，使TiO2不能充分利用放電紫外光，另外由于懸浮顆粒過多，造成污染物分子和活性分子之問的碰撞幾率降低，導致了脫色效率的 降低.適量TiO2的投加，可以充分利用放電所輻射的紫外光.實驗中的TiO2投加量為1.8 g/L 時，脫色率最大達 99.65% .
1)在線一板脈沖放電或線一板脈沖放電聯合催化劑條件下，脈沖電壓、脈沖頻率和曝氣量對羅丹明B染料廢水脫色效率有較大影響，隨著它們 的增大，脫色率增大，當達到一定值繼續增加時，脫色率增加不明顯或降低;線板反應器電極的線板間距、線線間距對羅丹明B 染料廢水脫色效率也有較大影響，選擇適當的線板間距、線線間距的值將有效地提高脫色率，減小能耗.
2)脈沖放電聯合光催化劑TiO2對羅丹明B的處理效果明顯優于單獨脈沖放電.TiO2 的投放量對羅丹明B的脫色效率有明顯的影響，在處理時間為30 min時，TiO2 投放量為1.8 g/L可以有效地發揮催化和脈沖放電的聯合作用，使脫色率達99.65 .
來源：董冰巖 ，謝文涓
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