[发明专利]一种低温等离子体协同吸附剂净化苯甲酸废水的工艺方法

说明书

本发明涉及一种低温等离子体协同吸附剂净化苯甲酸废水的工艺方法，该方法采用介质阻挡放电产生等离子体。圆筒有机玻璃反应器顶部开正极铜针电极孔、压缩空气曝入孔、冷凝器接入孔。反应器底部外侧固定有铝板网作负极。反应器与磁力搅拌平台之间用石英玻璃板隔开。正、负极连等离子体电源及示波器，等离子体电源与测量仪表、接触调压器、交流电源相连。调节放电电压，正极铜针与废水液面间空气层，反应器有机玻璃底板，苯甲酸废水充当放电介质，产生等离子体降解苯甲酸。曝入压缩空气为反应体系提供溶解氧，同时兼有搅拌功效。冷凝器回收蒸发的水分。放电电压、时间、废水浓度、pH等可灵活调整。本发明提供了一种高效苯甲酸废水净化工艺。

技术领域

本发明属于高浓度难降解有机废水治理领域，涉及一种低温等离子体协同吸附剂净化苯甲酸废水的工艺方法。

背景技术

苯甲酸又称安息香酸，是一类常见的环境污染物，常存在于食品、化工、医药等废水中。由于大量苯甲酸类化合物的生产和使用使土壤和地下水体均遭受不同程度的污染，含苯甲酸废水是一类典型高浓度有机废水，直接排出会对环境产生很大威胁，因此该类废水的高效净化意义重大。

目前，处理苯甲酸废水的方法主要有溶剂萃取、吸附、液膜法和生物法等，但这些方法存在一定的弊端。例如：溶剂萃取法萃取不彻底，且有溶剂损失，常需进行二次处理，工艺较为繁琐；吸附法中吸附剂需要再生，成本较高；生物法，液膜法对操作要求高，且存在不稳定性等；由于苯甲酸抑菌作用强，加之菌种获取困难，培养周期长，使苯甲酸废水生物处理难度大。

近年来，发明者致力于该类高浓度有机废水高效净化的研究，将高级氧化技术中的低温等离子体技术应用于该类废水的净化。并将其与常规吸附法以及Fenton氧化法进行结合。低温等离子体是在特定的反应条件下，通过高压电源由低温等离子体发生器向水中或水面空间注入能量，发生电离现象并产生活性粒子(如·OH等)。使放电空间富集离子、电子、自由基以及激发态原子和分子等高活性粒子，使有机物分子激发、电离或断键。低温等离子体技术(Non-thermal plasma，NTP)在废水、废气治理等环保领域有着广泛应用。介质阻挡放电(DBD)是常见产生低温等离子体的方式，具有放电稳定、电子密度高、能量强的特点，在水处理方面有突出的优势。

吸附法是常规废水处理方法，如采用活性炭、4A分子筛吸附废水中有机物。本发明采用针板式DBD产生低温等离子体协同吸附剂净化苯甲酸废水，苯甲酸废水经等离子体放电预处理，使苯甲酸分子初步断键，然后在吸附剂作用下吸附分离，可减少输入电能消耗并提高吸附效率，废水净化效率高。

发明内容

本发明目的在于提供一种低温等离子体协同吸附剂净化苯甲酸废水的工艺方法，该方法不仅提高了放电电能利用率，同时也增强了吸附功能。交叉结合低温等离子体和吸附动力学理论，研究在低温等离子体协同吸附剂作用下废水净化过程的吸附-传质-反应机理，充分发挥低温等离子体和吸附的协同效应，高效净化苯甲酸废水，并能减少废物排放和能源消耗。

本发明的目的是通过以下技术手段实现的：

一种低温等离子体协同吸附剂净化苯甲酸废水工艺方法的实验装置由：放电装置、针板式DBD反应器、数据采集及记录系统三部分组成，其中放电装置由交流电源(1)、接触调压器(2)、测量仪表(3)和等离子体电源(4)组成；针板式DBD反应器由冷凝器(7)、正极铜针电极(8)、压缩空气曝入口(9)、反应器壳体(10)、石英玻璃板(11)、负极铝板网(12)和磁力搅拌平台(13)组成；数据采集及记录系统由示波器(5)和高压探头(6)组成。