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强电场电离放电先进氧化技术研究

作　者: 董克兵
导　师: 张芝涛
学　校: 大连海事大学
专　业: 环境科学
关键词: 先进氧化技术强电场电离放电羟基工程化
分类号: X50
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

先进氧化工艺是二十世纪80年代开始形成的有毒污染物处理技术，目前在环保领域已成为国内外研究的热点之一。由于现有的先进氧化方法存在羟基产生浓度偏低、运行成本过高、受反应条件限制适用范围窄等缺点，难以满足环境污染工程治理的需求。为了将先进氧化技术推向工程化应用，并拓宽其研究及应用领域，本文结合国家自然科学基金重点资助项目“高气压下强电场电离气体的方法及其应用的基础研究（60031001）”和国家自然科学基金资助项目“气体电离放电治理外来生物入侵性传播研究（60371035）”，运用强电离放电方法和高效气液溶解技术实现了工程化制取高浓度羟基溶液，并成功应用于船舶压载水工程治理。研究取得的主要成果如下： 1．实现高气压（＞0.1MPa）条件下强电场电离放电加速电子及激励气体分子。在反应腔体内形成折合电场强度E／n≥400Td，电子平均能量＞10eV，电子浓度＞10¹⁵／cm³的强电离放电，将水和氧分子合成高浓度、大产生量羟基自由基，具有不用催化剂，无副产品、无废料和零污染的特点。 2．采用强电场电离放电方法和高效气液溶解技术制取的羟基药剂浓度高达20mg／L，制取量大、运行成本低，满足了先进氧化技术工程化应用的需求。 3．强电场电离放电制取羟基治理船舶压载水的实验结果表明：羟基药剂可在小剂量条件下快速氧化分解有机体和杀灭微生物，并将其最终分解成二氧化碳、水和无机盐，剩余羟基则转化为无害的H₂O和O₂，反应后无有害残留物，治理过程清洁，是一项绿色的先进氧化技术。强电场电离放电是目前工程化制取羟基的唯一有效方法，克服了限制先进氧化技术工程化应用的主要难点，使先进氧化工艺朝工程化应用方向迈出了关键性的一步。

全文目录

目录  2-5
摘要  5-6
Abstracts  6-8
第1章绪论  8-21
  1.1 先进氧化技术研究意义  8-12
    1.1.1 先进氧化技术的概念  8
    1.1.2 先进氧化方法的特点  8-9
    1.1.3 羟基先进氧化特性  9-11
    1.1.4 羟基的化学反应  11-12
  1.2 先进氧化技术研究现状  12-18
    1.2.1 Fenton试剂  13
    1.2.2 光催化氧化  13-14
    1.2.3 O_3／H_2O_2系统  14-15
    1.2.4 UV／O_3系统  15-16
    1.2.5 超声波+H_2O  16
    1.2.6 UV／H_2O_2系统  16-17
    1.2.7 电子辐射方法  17-18
  1.3 先进氧化技术研究方向  18-19
  1.4 论文的主要内容  19-21
第2章强电场电离放电先进氧化技术  21-30
  2.1 强电离放电先进氧化设计  21-22
  2.2 强电离放电的原理及方法  22-26
    2.2.1 介质阻挡放电的主要参量  22-24
    2.2.2 形成强电场电离放电的方法  24-25
    2.2.3 强电场电离放电的主要特性参数  25-26
  2.3 强电场电离放电先进氧化技术特点  26-28
  2.4 本章小结  28-30
第3章高浓度羟基及其溶液的制取方法  30-36
  3.1 强电场电离放电制取羟基工艺  30-33
    3.1.1 制取羟基的等离子体反应器  30-31
    3.1.2 产生羟基的等离子体反应过程  31-33
  3.2 高浓度羟基溶液的制取方法  33-35
    3.2.1 羟基溶解理论基础  33-34
    3.2.2 羟基溶解链反应  34
    3.2.3 羟基溶解装置  34-35
  3.3 本章小结  35-36
第4章先进氧化技术治理船舶压载水实验研究  36-53
  4.1 对裸甲藻影响实验室实验  37-40
    4.1.1 实验流程、材料和方法  37-38
    4.1.2 杀灭裸甲藻实验  38-39
    4.1.3 对裸甲藻光合色素影响实验  39-40
    4.1.4 结论  40
  4.2 模拟在船上在线治理压载水实验  40-46
    4.2.1 实验流程、材料和方法  41-42
    4.2.2 杀灭压载水微生物实验  42-45
    4.2.3 结论  45-46
  4.3 治理船舶压载水中试试验  46-52
    4.3.1 试验流程、材料和方法  46-48
    4.3.2 杀灭微生物试验  48-49
    4.3.3 对浮游植物光合色素影响试验  49-50
    4.3.4 对水质的影响试验  50-51
    4.3.5 结论  51-52
  4.4 本章小结  52-53
第5章结论及展望  53-55
  5.1 结论  53
  5.2 展望  53-55
攻读学位期间公开发表的论文  55-56
致谢  56-57
参考文献  57-59

强电场电离放电先进氧化技术研究

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