脈沖電弧液電放電污水處理技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、污水經(jīng)二級處理后,水質(zhì)已經(jīng)改善,細(xì)菌含量也大幅度減少,但細(xì)菌的絕對數(shù)量仍很可觀,并存在有病原菌的可能，必須在去除掉這些微生物以后，廢水才可以安全地排入水體或循環(huán)再用。因此，污水處理廠的二級處理出水對城市水體造成的影響已引起了人們對健康和安全問題的特別重視與關(guān)注，污水處理廠的出水消毒滅菌已經(jīng)成為污水處理中的重要工序，但迄今尚未有理想的污水消毒滅菌技術(shù)與方法。脈沖電弧液電放電污水消毒滅菌技術(shù)是近年出現(xiàn)的一種高新技術(shù)，初步研究結(jié)果表明該技術(shù)工

2、藝簡單、可操作性強(qiáng)、成本低、無需添加物、無二次污染，其應(yīng)用前景被寄予很大地期待與厚望。本文針對該技術(shù)及其應(yīng)用有關(guān)問題進(jìn)行了廣泛深入地研究，開展的主要工作及取得的主要結(jié)果如下。
　　通過建立脈沖電弧液電放電氣泡模型，以脈沖電弧液電放電過程中產(chǎn)生的沖擊壓力波和等離子體通道半徑、離子束密度、電導(dǎo)率、電阻、溫度等主要相關(guān)因素為研究對象，計(jì)算分析了脈沖電弧液電放電的發(fā)展過程和基本規(guī)律，對脈沖電弧液電放電光致分解效應(yīng)、液電空穴效應(yīng)、自由基氧化

3、效應(yīng)，以及電磁輻射效應(yīng)等效應(yīng)的作用機(jī)理進(jìn)行了探討。
　　設(shè)計(jì)研制了脈沖電弧液電放電電源、污水消毒滅菌處理反應(yīng)器，建立起脈沖電弧液電放電污水消毒滅菌技術(shù)與應(yīng)用實(shí)驗(yàn)研究平臺，以大腸桿菌為污水消毒滅菌試驗(yàn)代表細(xì)菌，就電氣等參數(shù)對細(xì)菌滅活效果及其影響規(guī)律開展了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究工作，對反應(yīng)器結(jié)構(gòu)、脈沖波形參數(shù)及能量密度等的設(shè)計(jì)與選擇進(jìn)行了優(yōu)化，明確了脈沖電弧液電放電技術(shù)應(yīng)用于污水處理的可行性。
　　論文開展的研究工作與取得的主要結(jié)果如下

4、。
　　1.應(yīng)用氣泡模型對脈沖放電現(xiàn)象進(jìn)行了計(jì)算分析，明確脈沖電弧液電放電發(fā)展過程包括初始?xì)馀菪纬伞㈩A(yù)擊穿、劇烈放電等階段，并利用放電過程中產(chǎn)生的自由基氧化效應(yīng)、液電空化，分析了脈沖電弧液電放電過程中對污水存在的微生物和有害病原體進(jìn)行處理的機(jī)理。
　　2.建立了放電過程等效電弧電阻模型，并進(jìn)行仿真分析，得出在放電過程中脈沖電弧液電放電過程等效電弧電阻模型的阻值隨發(fā)展時(shí)間呈U型曲線變化，且脈沖電弧液電放電能量轉(zhuǎn)換效率達(dá)70％以

5、上。
　　3.脈沖電弧液電放電主放電過程中的預(yù)擊穿時(shí)間，隨著液相放電中液體介質(zhì)的電導(dǎo)率的增加而降低，如從200ms降低到1ms。
　　4.脈沖電弧液電放電產(chǎn)生的沖擊壓力波、紫外線、活性自由基基團(tuán)等的強(qiáng)度與脈沖波形成回路參數(shù)（電容、電壓等）以及電極結(jié)構(gòu)參數(shù)（電極距離、直徑、材料等）密切相關(guān)；
　　5.實(shí)驗(yàn)研究表明，脈沖電弧液電放電擊穿率、發(fā)射光譜以及壓力波與單脈沖能量、電極距離以及電極材料等因素有關(guān)，得出不同因素對大腸桿