环境工程污水处理中等离子体技术的运用李朝辉

环境工程污水处理中等离子体技术的运用李朝辉

李朝辉

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摘要：现代工业生产快速发展，在改善人们生活条件的同时，也带来新的环境污染问题，其中最显著的就是污水问题。污水如果未经处理直接排放，会造成严重的环境污染问题，威胁人们自身健康。本文中以等离子体技术为切入点，详细阐述其在环境工程污水处理中的应用，提高环境工程污水处理质量。

关键词：环境工程；污水处理；等离子体技术

我国工业生产与生活中产生大量污水，污水回收利用率较低，大部分污水经过简单处理后直接排放到环境中，引发环境污染。因此有必要提高污水处理的重视度，引入新技术提高污水处理质量与效率。本文中主要分析等离子体技术在环境工程污水处理中的运用，就此展开相关论述。

1等离子体技术

等离子体技术中最明显的特点就是等离子体具有一定的化学反应特性。可以以一种不同于其他物质的第四状态存在，电子、正负离子、激发态原子、分子以及自由基等粒子等是组成等离子体的主要成分。在性能上表现为一种准中性非凝聚系统。学术上对等离子体的分类方式有很多，按照温度来区分，可以分为热力学平衡态和非热力学平衡态等离子等离子体。热力平衡状态的等离子体所处于的环境较高，因此也可以称之为高温等离子体，相应的非热力学平衡状态的等离子体也被称为低温等离子体。对等离子体技术进行工程应用时，会根据不同的特点使用于不同的场合。其中高温等离子体的应用主要参考的是其物理特性，低温等离子体技术的应用注重的是其中的高能电子参与的化学反应和物理反应[1]。通过这些特殊的反应可以解决许多普通气体以及高温等离子体难以解决的问题。由于环境工程中污水的浓度不是很高，因此使用低温等离子体技术可以很好的处理污水问题，技能保证处理效率还可以节约能量。

2等离子体技术的运用

2.1处理装置

电晕放电杂水中难以实现，但是在空气中可以有较大的空间范围进行。通常可以在气水相间的系统中在气中进行点晕放电，形成放电等离子体与水接触的条件。因此使用点晕放电方式的最重要问题就是生成具有与水接触面积较大的带电等离子体[2]。水膜脉冲放电废水处理过程是通过高压引线在电源的电极正负两端形成高压脉冲，在流动的废水之间的气相中进行放电。这种方式对于绝缘水槽的承受高压能力有一定的要求，保证在工作中不会发生击穿现象。这种方式的优点是空间利用率较高，结构简单，缺点是水膜有一定的厚度，对污水的下层处理效果不佳，电源必须形成较高的电极正负脉冲。

2.2处理原理

2.2.1高能电子作用

低温等离子体技术在污水处理过程中会产生大量的高能电子，通过与废水中的原子以及分子之间的碰撞作用，将能量转换为基态分子的内能，同时进行激发、离解和电离的一些过程，对废水进行活化处理。通过对废水中分子键的拆合作用，并通过与游离氧以及臭氧等活性因子之间的反应，形成新的化合物。降低原有污水中的污染物质，最终将有毒物质转变成无毒物质，对污染物进行降解[3]。

2.2.2臭氧氧化作用

臭氧作为一种较强的氧化剂，可以在进行污水处理的过程中对拆分后的有害物质进行强力氧化，从而形成一定的中间产物，降低原污水的毒性以及有害物质的含量，并通过一些列的反省，最终将污染物中的有机物质降解成二氧化碳和水。对于无机物质，可以形成一定的氧化物后进行去除。

2.2.3紫外光分解作用

在低温等离子体技术的使用过程中，由于放电紫外光可以对一定的有害物质进行单独分解，还可以结合臭氧的共同作用进行有害物质的降解。单独的分解作用主要是有害分子物质通过对光子的吸收，进入激发态，通过吸收能量促使其分子键发生断裂，之后跟水中的游离物质进行再一次的反应，形成新的化合物排出[4]。紫外光和臭氧的氧化作用同时进行时可以将难以降解的物质进行处理，具有较好的效果，可以对难降解的有机物以及农药进行迅速的分解。

2.3具体应用

我国北方地区冬季气温较低，很多污水处理技术受到限制，将等离子技术用于低温环境下污水处理，有助于提高低温环境下污水处理效率。目前大部分污水处理厂处理污水时采用活性污泥，也就是通过微生物作用将污水中的有机污染物去除掉。冬季低温环境会明显影响有机物的去除率，实验研究结果表明：当水温≤13℃时，活性污泥系统处理效果效率明显下降，当水温≤4℃时，整个处理效果近乎于零。引入低温等离子技术可以有效解决这个问题，提高北方地区冬季污水处理效率。低温等离子技术不会受到污水温度影响，即便水温≤4℃也不会对处理效率产生影响。同时对污水水质没有具体要求，自身具备更强大的氧化能力，通过添加计算机设备，企业可以依据生产需要一键式启动污水处理设备。北方某省会城市一大型污水处理厂中引入该技术后，大大提高污水处理效率，缩短污水处理周期，加上低温等离子技术并不涉及微生物培养。加上低温等离子技术发展与完善，其成本明显低于常规二级生物处理法，为该污水处理厂节省大量运行成本，具有显著经济优势。

3结语

综上所述，我们可以发现污水处理是一项长期而艰巨的任务，不可能一蹴而就。环境工程污水处理中要不断引入新的处理技术，提高污水处理效率与质量，同时降低污水处理成本，提高废水回收利用率，确保排放的处理后的污水满足要求。希望通过本文论述为等离子体技术在污水处理中应用提供经验借鉴。

参考文献：

[1]杨伟生.等离子体技术在环境领域研究状况[J].资源节约与环保，2015（02）：82.

[2]刘方.等离子体技术及在污染防控中的应用[J].环境科学与管理，2014（08）：45.

[3]余正贤.等离子体技术在大气污染控制中的应用[J].广东化工，2016（07）：36.

[4]朱元右.等离子体技术在废水处理中的应用[J].工业水处理，2017（09）：78-81.