垃圾渗滤液的褪色处理装置设计

1、    垃圾渗滤液的褪色处理装置设计    赵迪王达成简民刘伟覃传宁摘 要：低温等离子体具有很强的降解能力，因此成为各国水处理技术的研究热点。大气压dbd等离子体能降解有机废液，它的处理效率高，操作简单，不会产生二次污染，是一项环保技术。我们设置一个新的dbd放电装置并进行实验，观察dbd的放电过程以及褪色处理的效果，再利用发射光谱法进行实时监测，探究等离子体脱色处理的主要作用粒子。实验中我们选用的是工作气体是空气，产生dbd放电时，空气中的氧和氮被激发产生等离子体，等离子体降解了废液中的有机物，使其达到脱色的效果。增加工作电压或者增加工作气体的气流量，

2、褪色效果更加明显。关键词：大气压dbd等离子体；dbd放电；渗滤液；放电波形；发射光谱法水体中的有机物由于结构稳定，所以溶解性很差，传统的处理技术工艺非常困难，而且降解效果不显著。针对处理技术工艺难这一问题，目前高级氧化技术（aop）备受关注，其中高级氧化技术中的低温等离子体氧化法应用广泛。低温等离子体含有高活性粒子，会破坏有机分子结构、化学键断裂、发生物理化学效应。因此低温等离子体处理废水技术是目前处理难降解废液的有效办法，对生态环境的保护起了积极的促进作用1-5。1 实验1.1 实验装置设计及分析为了提高垃圾渗滤液的褪色效果，维持dbd放电的稳定性以及能耗的问题，我们中心使用了三电极的结构

3、并使用电解液作为负极。如图1所示，由于石英玻璃具有耐高温、膨胀系数低、化学稳定性好、耐热震性，除氢氟酸、热磷酸外，对一般酸有较好的耐酸性，尤其是绝缘性能良好，并能透过紫外线和红外线等优点，所以该装置各主要部件均由石英玻璃制成，采用圆筒状等离子体发生装置，实验装置包括两个石英管，最内层是内径为30mm，厚度为1.5mm的中空石英玻璃管，用三根直径为3mm的钨棒作为高压电极，三根电极呈等边三角形放置在距离内石英管3mm的位置，用聚四氟固定件固定，以保证高压电极固定，实验时三根钨棒直接与高频高压电源相连。最外层也是厚度为2mm的石英玻璃管，内外两层石英玻璃的中间装入作为接地电极的液体，液体电极的液体

4、由进液体口输入，可以选择自来水或电导率好的溶液，例如kcl溶液，nacl溶液等。工作气体空气由进气口通入，气流量大小通过一个气体流量计控制。液体电极和交流电源用一直径为2mm的铜丝相连，电源的电压范围0到30kv，频率为1khz到100khz可调（ctp-2000k，coronalab），最内层的石英管壁（厚度为1.5mm）做为阻挡放电的介质，在最内层的石英管内部钨棒的周围就会产生放电细丝，等离子体由连接在底部的输出装置直接通入待处理的液体，将等离子体尾流直接通入到待处理液体的底部，使等离子体与待处理液体充分接触，提高处理效率。实验过程中，观察被处理液体的颜色变化并用照相机拍摄记录下来，比较不

5、同时段的褪色处理效果测量了其光谱及放电特性分析，并且利用测量的等离子体光谱分析使渗沥液脱色的作用基团。2 实验结果与分析目前对垃圾渗沥液的处理主要有：北京高碑店及天津纪庄子等大型城市污水处理厂采用的传统活性污泥法；太湖及滇池周围的污水厂采用的a-o除磷和脱氮工艺和a-a-o除磷脱氮工艺，昆明第一、二污水厂以及邯郸东区污水厂采用的氧化沟工艺；昆明的第三、第四污水厂采用的sbr工艺等。但现阶段的大部分处理方法都存在着处理费用昂贵，效率低，有二次污染等缺点。本文利用大气压下介质阻挡放电等离子体对垃圾渗沥液以及屠宰场废水进行处理。实验中取500ml垃圾渗滤液原液作为处理对象进行处理，将放电气体通入等离

6、子体发生器内，调节气体流量，持续稳定再放电。观察随着电学参数的变化dbd放电的变化情况。每隔30分钟从槽中取出处理后的废液每次取50ml，每次取出的液体颜色变化。2.1 dbd等离子体放电情况当输入电压达到17kv时，电极上开始出现了蓝紫光。用示波器采集dbd放电比较稳定的布满全部的放电区域时的电极两端电压和回路电流波形。电流的波形上的电流脉冲很少，当我们继续加大电压时，当输入电压达到38kv，明显的可以从装置上看到电极间隙上布满紫蓝色的光，我们很明显的闻到一股类似于海水的腥味（臭氧），用示波器采集dbd放电比较稳定的布满全部的放电区域时的电极两端电压和回路电流波形。这时电流电压波形十分规则，

7、电流的波形在每一个周期都有多个强度不同的切持续时间较长的电流脉冲，并且重复性好，每次都出现在相同的位置。电流脉冲持续时间达到微秒量级，这样的持续时间大于丝状放电的纳秒量级，所以从电流电压图形可以判断这种放电的方式是丝状放电。2.2 dbd等离子体处理渗滤液褪色情况当输入电压为40kv，气流量为60ml/s，将等离子气体通入垃圾渗滤液中，褪色情况如图1所示。3 结论介质阻挡放电稳定，能产生较大面积的放电等离子体粒子，从而激发更多的活性粒子，这些活性粒子用作处理渗滤液，具有降解速率快、效果好、无二次污染、可在常温常压下进行等优点。dbd等离子体技术是一种有效的处理有机废水的新方法。增加工作电压能使

8、渗滤液的褪色效果更加明显，工作电压增大，单位时间内产生的等离子体粒子增加，使渗滤液中的有机分子的降解效率增加，工作气体的流量并不是越大越好，有一个饱和度，当我们通入工作气体流量达到75ml/s时，渗滤液的褪色效果不但没有增加，反而有下降的趋势，气流量大导致活性粒子与渗滤液的接触时间减少。参考文献1高 航，徐宏勇，刘勇弟. 白腐菌附着式生物膜反应器处理垃圾渗沥液技术研究. 环境科学学报，2004，24（2）：309-3142王宗平，陶涛，金儒霖.垃圾填埋场渗沥液处理研究进展.环境科学进展，1999，7（3）：32-393金鹏康，王晓昌，王洪波，等.水中腐殖酸的臭氧特性研究.西安建筑科技大学学报，2000，32（4）：334-3374高甲友.超声技术降解水溶液中甲基紫.水处理技术，2003，29（6）：352-3535全志英，隋儒楠，陈军，等. 反渗透法处理城市生活垃圾渗沥液探讨. 环境科学与管理，2006，31（2）