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低温等离子体协同臭氧氧化在难降解有机废水中的应用

一、引言

含难降解有机物的废水(如农药、染料中间体等)因其化学稳定性强,传统处理方法难以实现高效去除。低温等离子体协同臭氧氧化(Low-Temperature Plasma Coupled with Ozone Oxidation)作为一种新型联合氧化技术,在提升自由基产率和反应效率方面展现出显著优势。


二、技术机制与原理

该技术结合了两种高级氧化方式:


等离子体作用:通过高压电场激发气体产生高能电子、紫外光及活性物质;

臭氧协同效应:臭氧在等离子体环境中分解为羟基自由基(·OH),进一步增强氧化能力。

三、工艺优势

该技术具有以下优点:反应速率快,适应性强;适用于低浓度、复杂成分废水;不依赖催化剂,降低运行成本;无二次污染,矿化彻底。


四、关键参数优化

关键参数包括放电电压、气体类型、臭氧浓度和废水初始浓度。放电电压一般控制在10–30 kV之间,气体类型可选用空气、氧气或氩气,臭氧浓度建议在20–100 mg/L之间,废水初始浓度影响处理时间。


五、实际应用案例

某精细化工企业采用该联合系统处理对苯二甲酸废水,在常温条件下COD去除率达87%,出水可生化性明显改善,后续生物处理负荷降低40%,系统运行稳定,能耗可控。


六、未来挑战与趋势

未来研究将聚焦于构建小型化装置、优化能量输入与自由基利用率、探索与生物处理的联合工艺、并推动其在中小型企业的推广应用。


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