脉冲放电等离子体水处理技术

循环冷却水阻垢的几种物理处理方法介绍【摘要】探讨和研究新型循环冷却水物理处理技术，在不添加任何化学药剂的情况下，达到防垢、阻垢、灭菌和缓蚀作用，本文主要介绍几种循环冷却水的物理处理方法的机理及目前研究状况。

【关键词】循环冷却水，物理处理法，电场法，磁场法，超声波法，亚音频波法，高频电磁场法，射频法一、前言水是自然界分布最广的自然资源，是维持人类发展的生命线。

但由于咸水和技术原因可供人类开发利用的淡水资源只占地球总水量的0.3%，所以淡水资源是十分有限的宝贵的自然资源。

随着人类社会经济的迅猛发展，对水资源的需求急速增加，其中工业用水量的增加最为显著，导致一方面供水紧张，另一方面又引起污水量的增加。

缺水和水体污染已成为当今世界困扰人们的主要问题之一。

而工业用水中循环冷却水所占比例最大。

这是因为在众多的冷媒中水最廉价易得，且没有任何毒副作用，冷却效率最高，是最理想的冷媒。

随着水资源的日益紧张，节约循环冷却水是节水的目标之一。

通过变直冷为循环冷却，进而提高循环冷却水的浓缩倍数，使补充水量和排污水量大幅减少，成为最有效的节水措施。

冷却水在循环系统中不断循环，由于流速的变化，水温不断升高，水的不断蒸发，水中有机物和无机离子不断浓缩，以及设备材料结构的多重因素协同作用，因而产生沉积物的附着、设备的腐蚀和微生物的大量滋生并形成污泥污垢堵塞管道等问题，传统的处理方法是使用药剂，而化学药剂的污染，由于含量较低，传统上不作处理直接排放，这既浪费了水资源又污染了环境。

近年来，由于环境压力的增加和现存化学处理法中存在的投药过程复杂，排污对水体产生污染等不足之处，寻找低能耗、节水减排的工业循环冷却水处理技术成为当前发展的大趋势。

探讨和研究新型循环冷却水物理处理技术，在不添加任何化学药剂的情况下，达到防垢、阻垢、灭菌和缓蚀作用，在循环冷却水处理领域有着广阔的应用前景和商业市场。

而将物理方法应用于循环冷却水处理具有既不污染水体，绿色环保，又节约水资源的优势。

2010年春季学期环境科学硕士研究生《高级水处理技术》课程试题回答下列问题1、高级氧化技术的特点（8分）高级氧化技术处理污染物时有如下特点：(1) 产生大量非常活泼的HO·，几乎无选择地直接与水污染物反应，存在寿命短；(2)它是一种物理-化学处理过程，反应条件温和，反应过程容易控制，以满足各种处理要求；(3) 既可作为单独处理手段，又可与其他处理过程相匹配，如作为生化处理的前后处理，可降低处理成本。

高级氧化技术（Advanced oxidation processes，AOPs）是20世纪80年代发展起来的一种用于处理难降解有机污染物的新技术。

它的特点是：（1）能产生大量非常活泼的羟基自由基·OH，其氧化能力（2.80 V）仅次于氟（2.87 V），·OH作为反应的中间产物，可诱发后面的链反应；（2）·OH能无选择地直接与废水中的污染物反应，将其降解为二氧化碳、水和无害盐，不会产生二次污染；2、Fenton技术氧化机理（8分）Fenton试剂氧化机理近年来，随着对绿色工艺和清洁生产的日益重视，对于Fenton反应这种无二次污染的绿色水处理方法的研究很活跃，关于其反应机理的研究也取得了较好的成果。

当Fenton发现Fenton试剂时，尚不清楚H2O2与Fe2+反应到底生成了什么氧化剂具有如此强的氧化能力。

二十多年后，有人假设可能反应中产生了OH·，否则，氧化性不会有如此强。

因此，以后人们采用了一个较广泛引用的化学反应方程式来描述Fenton试剂中发生的化学反应：Fe2++ H2O2→ Fe3++ OH-+ OH•(3-1) 从上式可以看出，1摩尔的H2O2与1摩尔的Fe2+反应后生成1摩尔的Fe3+，同时伴随生成1摩尔的OH-外加1摩尔的OH•。

正是OH•的存在，使得Fenton 试剂具有强的氧化能力。

注：OH·可用电子自旋共振波谱仪（ESR）测定反应式(3-1)仅说明了OH•的生成，但关于Fenton试剂中的后续反应却没有定论。

浅谈油田污水中的细菌处理技术摘要：油田注水系统中细菌的生长与繁殖对注水系统以及注水水质有着严重的影响。

本文首先介绍了细菌的种类及危害，接着介绍了细菌的处理技术，最后对油田污水中的细菌的处理技术做了展望。

一、前言油田污水主要是指原油脱水、钻井污水及采油站内其它类型的含油污水相互混合一类综合性废水。

油田污水中的污染物种类较多，水质较为复杂，尤其是存在多种厌氧与好氧细菌且含量高，如硫酸盐还原菌（srb）、铁细菌（fb）、腐生菌（tgb）、硫细菌、酵母菌等。

硫酸盐还原菌（srb）、铁细菌（fb）、腐生菌（tgb）数量多，危害大。

这些细菌在地下或设备中缺氧环境下大量繁殖，srb 产生的代谢产物具有较强的腐蚀性，可引起钻采设备、注水管线及其它金属材料严重腐蚀，而腐蚀产物（如硫化亚铁和氢氧化亚铁）易与水中成垢离子反应生成污垢，造成管道堵塞和储层伤害。

tgb 与fb 能分泌大量粘性物质，附着在管道内壁上易形成铁质结瘤，堵塞管道，引起注水压力增大，注水量减小，原油产量与质量下降，严重时会造成重大事故。

所以油田污水必须经过杀菌处理，有效地控制细菌生长与繁殖，以避免细菌对管道及相关设备的危害，对油田生产具有相当重要的实际意义。

二、油田污水细菌种类及危害在自然界中，细菌的种类多、分布广，因此，细菌属于微生物的一大类群。

在油田污水的处理过程中，污水的环境和温度均有益于细菌的繁殖和生长。

但是，大量菌类的繁殖和生长有会导致注水设备、注水管线的阻塞和腐蚀，同时，代谢产物、菌体以及腐蚀产物还有可能使地层的渗透率降低，阻塞地层，增加注水的压力，对于油田的开发极其不利。

腐生菌（tgb）、铁细菌（fb）以及硫酸盐还原菌（srb）是油田污水中危害最大的三种细菌，这三种细菌之间又存在内在的联系，一方面，腐生菌和铁细菌属于好氧细菌，消耗了水中溶解的氧气，给油田污水中的厌氧菌-硫酸盐还原菌提供了无氧的条件，从而使硫酸盐还原菌能快速的繁殖；另一方面，铁细菌释放出来的能量又能够将二氧化碳和水同化成为有机物，该有机物可以供给其它种类的细菌生长繁殖用，因此，腐生菌、铁细菌以及硫酸盐还原菌能够在油田污水中繁殖和生长发育。

脉冲强光的应用方向深圳市蓝谱里克科技有限公司脉冲强光技术是一种利用瞬间放电的脉冲工程技术和特殊的惰性气体灯管，以脉冲形式激发强烈的白光，光谱分布近似太阳光，光强度相当于到达地球表面太阳光强度的数千乃至数万倍的一种世界领先的光源技术。

它利用瞬时、高强度的脉冲光能量杀灭各类微生物，从而弥补了传统热杀菌、化学杀菌的缺点。

可应用到水处理、空气杀菌、食品加工、制药、农副产品等众多领域，该技术还可应用于光固化领域以及温室植物助长，其固化效果优于传统紫外线固化，温室中可增加植物光合作用，促进生长以及具有灭虫效果。

1. 水处理脉冲强光技术应用在水处理领域，能有效杀灭水中细菌、病毒等微生物，经脉冲强光处理的饮用水完全达到国家饮用水标准。

2. 空气杀菌脉冲强光技术能有效地对空气中的微生物进行杀灭，空气中的污染物主要有化学性污染物（如甲醛，苯系物等）和生物性污染物（如细菌，g真菌，病毒），由于空气是光的良好媒介，脉冲强光就能有效分解空气的各种化学污染物，并灭杀各种有害微生物。

3. 食品饮料杀菌脉冲光技术应用在食品饮料加工领域，可有效减少食品表面的微生物数量，能使食品中的酶钝化。

经脉冲光处理的食品中与未处理的相比，化学成分和营养特性没有显著的变化，不影响其口感。

4. 物体表面脉冲强光对物体表面杀菌显著，可应用到公共场所的杀菌、家用杀菌、以及医药杀菌等等。

5. 温室种植脉冲强光是一段广谱的白色闪光，光谱分布近似太阳光，对温室植物照射可增加光合作用，促进植物生长，同时有起到杀菌、灭虫的功效。

6. 光固化脉冲强光的光谱分布中有丰富的紫外线波段，紫外线强度远大于传统紫外线灯，且有其他波段协同作用，脉冲强光固化比传统紫外线固化处理时间快、效果好、可控性高，大大提高了工作效率。

这里仅举出一些能应用脉冲强光技术的典型例子。

（1）涂层光盘、光纤、磁带、磁卡、高档物品袋、照相胶片、杂志封皮、真空金属塑料、易拉罐、家具贴面、层压板、墙壁嵌板、乙烯地砖与瓦面、电镀金属管及皮革装饰等。

化　工　环　保　2002年4月EN VIRO NMENTAL PROTECT ION OF CHEMICAL INDUSTRY第22卷第2期环保新技术低温等离子体处理废液技术吴向阳,仰榴青,储金宇,陈钧(江苏大学化学化工学院,江苏镇江212013)[摘要]低温等离子体技术包括热等离子体技术和冷等离子体技术。

该技术处理废液具有范围广、快速、高效、无二次污染等优点,尤其对难降解有毒废液的处理,其先进性和优越性更为突出,被认为是21世纪环境污染物处理领域中最有发展前途的新技术之一。

综述了低温等离子体处理废液技术的研究和应用进展,重点分析了冷等离子体技术处理难降解有机废液的作用机理,探讨了两种技术现存的主要问题,并指出了今后需要研究的方向。

[关键词]等离子体;低温等离子体;废液处理[中图分类号]X703 [文献标识码]A [文章编号]1006-1878(2002)02-0111-04 就废液处理而言,常规的处理技术有物理处理、化学处理和生物处理,但它们对难降解有毒废液的处理效果不佳。

低温等离子体处理废液技术是近年来引起人们极大关注的一项新技术,它对污染物兼具物理作用、化学作用和生物作用,具有处理范围广、快速、高效、无二次污染等特点,特别是用于难降解有毒废液的处理,例如多氯联苯(PCB)、农药六六六、DDT、制药、印染以及生物技术、医院等行业的有毒废液,与常规处理方法相比,其效果和优越性更为突出。

本文综述了低温等离子体处理废液技术的研究和应用进展,分析了其作用机理,并对现存的主要问题和今后需要研究的方向进行了探讨。

1　低温等离子体的分类、特点及产生方法 等离子体是大量具有相互作用的带电粒子组成的有宏观时空尺度的体系,它实际上就是电离率足够大时的一种电离气体,其系统的性质受带电粒子的支配,但整个系统是电中性的,被称为物质第四态。

它是气体在加热或强电磁场作用下电离而产生的,主要由电子、正负离子、原子、分子、活性自由基以及射线等组成。

焦化废水处理方法及方案焦化废水是煤在高温干馏过程中以及煤气净化、化学产品精制过程中形成的废水，其中含有酚、氨氮、氰、苯、吡啶、吲哚和喹啉等几十种污染物，成分复杂，污染物浓度高、色度高、毒性大，性质非常稳定，是一种典型的难降解有机废水。

它的超标排放对人类、水产、农作物都构成了很大危害。

如何改善和解决焦化废水对环境的污染问题，已成为摆在人们面前的一个迫切需要解决的课题。

目前焦化废水一般按常规方法先进行预处理，然后进行生物脱酚二次处理。

但是，焦化废水经上述处理后，外排废水中氰化物、COD及氨氮等指标仍然很难达标。

针对这种状况，近年来国内外学者开展了大量的研究工作，找到了许多比较有效的焦化废水治理技术。

这些方法大致分为生物法、化学法、物化法和循环利用等4类。

1 生物处理法生物处理法是利用微生物氧化分解废水中有机物的方法，常作为焦化废水处理系统中的二级处理。

目前，活性污泥法是一种应用最广泛的焦化废水好氧生物处理技术。

这种方法是让生物絮凝体及活性污泥与废水中的有机物充分接触；溶解性的有机物被细胞所吸收和吸附，并最终氧化为最终产物（主要是CO2）。

非溶解性有机物先被转化为溶解性有机物，然后被代谢和利用[1]。

基本流程如图1所示。

图1 生物处理法基本流程但是采用该技术，出水中的CODCr、BOD5、NH3-N等污染物指标均难于达标，特别是对NH3-N污染物，几乎没有降解作用。

近年来，人们从微生物、反应器及工艺流程几方面着手，研究开发了生物强化技术：生物流化床，固定化生物处理技术及生物脱氮技术等。

这些技术的发展使得大多数有机物质实现了生物降解处理，出水水质得到了很大改善，使得生物处理技术成为一项很有发展前景的废水处理技术。

合肥钢铁集团公司焦化厂、安阳钢铁公司焦化厂、昆明焦化制气厂采用A/O（缺氧/好氧）法生物脱氮工艺，运行结果表明该工艺运行稳定可靠，废水处理效果良好，但是处理设施规模大，投资费用高。

上海宝钢焦化厂将原有的A/O生物脱氮工艺改为A/OO工艺，污水处理效果优于A/O工艺[2]，运行成本有所降低，效果明显。

高级氧化技术的研究进展钱珍余;王涛;安雅敏;陈梅;蒋佳凌;徐瑞【摘要】高级氧化技术(AOPs)对高浓度、高毒性、可生化性差的工业废水有很好的降解效果;介绍了高级氧化技术的特点,并综述了化学氧化、光化学催化氧化、水热氧化技术、超声氧化技术以及高压脉冲放电等离子体等高级氧化技术及其在水处理中的应用.【期刊名称】《重庆工商大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(032)003【总页数】5页(P83-87)【关键词】高级氧化技术;水处理;有机污染物【作者】钱珍余;王涛;安雅敏;陈梅;蒋佳凌;徐瑞【作者单位】重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆400030;重庆工商大学环境与生物工程学院,重庆400067;重庆工商大学环境与生物工程学院,重庆400067;重庆大学城市建设与环境工程学院,重庆400030;重庆工商大学环境与生物工程学院,重庆400067;重庆工商大学环境与生物工程学院,重庆400067【正文语种】中文【中图分类】O623随着我国经济的不断发展，以各种途径进入水体的有机污染的种类、数量和复杂性也不断的增加，使得水环境污染越来越严重，水环境质量急剧下降。

传统的处理有机物的方法是生物降解和传统的物理－化学法。

然而，部分化学性质稳定，难以被微生物和常见化学氧化剂降解，因此，高级氧化技术（AOPs）在不久的将来成为最好的选择。

对化学氧化、电化学氧化、光化学催化氧化、湿式空气氧化、超声氧化法、超临界水氧化法以及高压脉冲放电等离子体等高级氧化技术及其应用进行了综述。

1．1 高级氧化的发展Santiago等人提到大多数AOPs的操作反应中，有很大的相似性，都是羟基自由基（·OH）参与反应。

羟基自由基（·OH）具有极度不稳定性，光谱性，无选择性和化学反应速率极快，是一种强氧化剂，各种氧化剂的氧化电极电位［1］见表1。

Yang Deng等［2］人也提到许多研究已经发现硫酸根自由基（氧化还原电位为2．6 V）是一种比羟基自由基在污水处理中更有效，半衰期更长，更强的氧化剂。

羟基自由基检测方法的研究进展刘建伟　杨长河(南昌大学建筑工程学院,南昌330031)摘　要:羟基自由基氧化是高级氧化技术重要的机理之一,也是研究的难点之一。

本文归纳总结了测定羟基自由基的几种方法,并探讨了各种方法存在的问题,提出了新的检测方法所应具备的特点。

关键词:水处理　高级氧化技术　羟基自由基1　前言随着经济的快速发展,环境污染问题越来越严峻,传统水处理方法难以有效处理成分日益复杂的污水,水处理新技术的研究与应用成为环保领域的重要研究课题。

以臭氧氧化、光催化氧化、电化学氧化、超声技术、湿式氧化等为代表的高级氧化工艺(Advanced Oxi2dati on Pr ocess,AOP)处理污染物技术的形成,为我们提供了处理水体中污染物的新思路。

高级氧化工艺具有反应速度快、处理完全、无公害、适用范围广等优点。

这一概念由Glaze等[1]于1987年提出,被定义为能够产生羟基自由基(・OH)的氧化过程。

目前水处理中能产生・OH的高级氧化技术主要有臭氧氧化、Fent均相催化氧化、湿式氧化、光催化氧化、电催化氧化、光电催化氧化、超声空化氧化[2]、高压脉冲放电等离子体技术[3,4]等。

随着对其反应机理研究的深入,逐渐认识到反应过程中・OH的行为的重要性。

・OH具有一个未成对电子,使其具有极强的氧化能力(2.80V),仅次于氟(2.87V),并能引发诱导产生链反应,主要通过电子转移、亲电加成、脱氢反应等途径无选择性地与各种有机化合物直接作用并最终将其降解为C O2、H2O等无害物质。

由此,准确的・OH的检测特别是在线检测已被认为是此项研究的重要方面,也是目前各种高级氧化反应机理研究的难点之一。

由于自由基是化学反应的中间体,大部分自由基寿命极短。

在水相反应体系中的・OH的寿命仅大约10-9s[5],直接对其进行检测受到仪器操作方面的限制很大,而且其存在依赖于特定的反应环境,因而关于自由基的行为方面,推测和间接证明的为多,直接测量的为少。