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由圖5可知,電極間距以及電極位置(液面上和液面下)變化可使放電狀態(tài)發(fā)生明顯變化,產(chǎn)生的臭氧和自由基濃度也隨之變化.在實(shí)驗(yàn)中觀察到氣相中放電效果優(yōu)于液相放電.當(dāng)陽極網(wǎng)板在液面之上時(shí),隨間距增大脫色率和COD去除率先增大,而后趨向平穩(wěn);因?yàn)樵跉怏w中放電可有效促使空氣中氧氣分解并生成高活性原子氧,具有較強(qiáng)氧化作用,因此脫色率增大;隨著間距進(jìn)一步增大,單位體積內(nèi)等離子體密度降低,活性粒子濃度減小,所以脫除率趨向平穩(wěn).在本實(shí)驗(yàn)中當(dāng)間距為8mm時(shí)COD去除率為68.33%.

2.4廢水初始濃度影響

放電電壓40kV、電極間距8mm.廢水初始濃度與脫色率和COD去除率關(guān)系如圖6所示.

圖6顯示脫色率和COD去除率隨溶液濃度的增加先升高而后降低.在穩(wěn)定放電條件下等離子中活性物質(zhì)維持一定濃度,當(dāng)染料廢水濃度較低時(shí),染料(活性紅)分子與高能電子以及產(chǎn)生的活性物種碰撞而發(fā)生降解幾率小.隨溶液濃度增加反應(yīng)產(chǎn)生的中間產(chǎn)物濃度增高,濃度越大,反應(yīng)物、中間產(chǎn)物與活性物種之間反應(yīng)幾率越強(qiáng),從而使COD去除率和脫色率增大.然而隨溶液濃度進(jìn)一步增加,由于等離子體密度不變,所以相同時(shí)間內(nèi)染料分子的絕對(duì)降解量降低,COD去除率和脫色率隨之減小.

2.5通入空氣流量影響

空氣流量分別為0,16,30,40L/h,放電電壓40kV、放電時(shí)間20min、放電間距8mm,空氣通入量與脫色率和COD去除率關(guān)系如圖7所示.

脫色率和COD去除率隨氣體流量增加先升高,再降低.等離子體放電產(chǎn)生的臭氧從氣相向液相傳質(zhì)為液膜控制,傳質(zhì)系數(shù)隨氣流量增大而增大,因此開始階段增大氣流量有利于臭氧向液相傳質(zhì).但氣流量再增加,溶液中氣泡變大、流速加快、停留時(shí)間過短,臭氧利用率反而降低,影響COD去除率和脫色率.本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)范圍內(nèi),空氣流量在16L/h左右時(shí)脫色率和COD去除率最大.

2.6紫外光譜分析

從圖8知隨時(shí)間延長(zhǎng)吸光度值逐漸減小,染料分子(活性紅)逐漸降解.波段在450~600nm間有大分子有機(jī)物,放電處理5min后有機(jī)物劇烈降解,等離子產(chǎn)生大量活性粒子破壞其發(fā)色基團(tuán),大分子降解為小分子有機(jī)物,吸光度降解率達(dá)80%以上.300nm左右波段為小分子酸等有機(jī)物,在反應(yīng)過程中染料大分子(-N=N-基與苯環(huán)共軛體系)有機(jī)物被擊碎,產(chǎn)生有機(jī)羥酸,吸光度隨反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低,放電0.5h后色度基本完全降解.