工业生产污水处理中等离子体技术的运用

工业生产污水处理中等离子体技术的运用

李振华

山东京博石油化工有限公司山东滨州256500

摘要：改革开放以后，我国的社会经济进入了高速发展的新时期，国民经济建设成就斐然，综合国力和国际竞争力与日俱增，但是随着经济快速发展，我国的环境污染也不断加剧，尤其是现代社会的污水污染问题，更是成为了经济社会不能忽视的重大隐患。在工业生产中产生的污水，如果没有得到及时有效的处理，进行直接排放，会给人们的生活、社会的生产、生态社会的建设造成极为不利的负面影响，因此加强工业生产污水处理工作刻不容缓。本文立足于新的污水处理技术——等离子体技术，围绕该技术的内涵特点、运用方式等进行了相应的分析和论述，希望能够给相关的工作人员以参考启示，推动我国工业生产污水处理的进一步发展。

关键词：工业生产；污水处理；等离子体技术

我国在长期的社会经济发展过程中逐步认识到了环境保护的重要作用，自然是人们赖以生存的重要基础，只有切实的做好环保工作，才能营造美丽的生活家园。在工业生产的污水处理方面，我国与发达国家相比还存在着较大的差距，对于污水的回收再利用重视不足、投入不够，大量生产、生活中的污水，被无序的直接排放到自然环境中，引发了一系列的环境问题。等离子体技术是前沿科技，它的出现给工业生产的污水处理的现代化发展以新的可能和方向。笔者将依托等离子体技术的重要作用，对工业生产的污水处理展开相应的探讨。

一、等离子体技术概述

顾名思义，等离子体技术是一种围绕等离子体展开的一种化学反应技术，它的化学特征显著，是一种有别于其他化学物质的第四状态存在。等离子体的构成成分也较为复杂，既包括电子、正负离子，还包括激发态的原子、分子，以及自由基等。这些包含其中的成分互相联结、互相制约、相互作用，会产生新的化学作用力，从而能产生相应的化学成效。[1]

站在性能表现的角度，等离子体属于一种准中性的非凝聚体系。按照其所处温度环境的不同，可以细分为热力学平衡态的等离子体以及非热力学平衡状态的等离子体。前者所处的温度环境较高，此时的等离子体也被称为高温等离子体；而后者所处的温度环境较低，因此被称为低温等离子体。在进行等离子体技术的具体运用时，应该根据工程项目的特点和使用的场合进行科学、合理的选择，高温等离子体技术在使用时主要要参考各数据的物理特征，而低温等离子体技术则要更多的考量高能电子作用下所产生的化学反应，两者的侧重点稍有不同。

一般来说，工业生产的污水浓度值不会很高，因此此时采用低温等离子技术可以更好的解决污水处理问题，处理起来不但简单高效，还能有效避免二次污染，有效降低污水处理成本，方便后期的定期检修。

二、工业生产污水处理中等离子体技术的运用

1、处理装置

在利用等离子体技术进行污水处理时，首先要解决污水中的电晕放电问题。一般来说，要想在污水中实现电晕放电有一定的难度，但是其在空气中可以有效反应。因此我们可以另辟蹊径，建立一个水气相间的系统，通过在空气中进行电晕放电，让带电等离子体逐渐与水接触，最终形成与水接触面较大的带电等离子体系统，确保电晕放电的效果得宜。

在工业生产的污水处理中还可以使用水膜脉冲的放电废水处理模式，该模式下，需要利用高压引线，在电源两端正负电极的位置制造高压脉冲，让流动的污水之间形成放电气相，然后再利用等离子体技术进行二次处理。这种污水处理模式对绝缘水槽的高压承载力要求较高，只能确保污水上层，尤其是水膜位置的污水得到有效处理，对于污水的下层处理效果不佳。[2]

2、处理原理

第一，高能电子作用。

在利用低温等离子体技术进行污水处理时，水电作用会产生大量的高能电子，这些高能电子会迅速的占据、充斥整个污水的空间范围内，与污水中的原子、分子等产生相应的碰撞、形成相应的反应，然后将高能电子的外在能量转化为基态分子的内部能量，引发一系列的拆和、离解、电离作用，最终实现对工业生产污水的活化处理。同时工业生产污水中的各分子键在拆和作用同时，可以与水体中游离的氧与臭氧等活性因子相结合，最终形成新的化合物，将污水中的有毒、有害物质，转变为无毒、无害物质，实现对工业生产污水中有害物质的有效降解。

第二，臭氧氧化作用。

臭氧属于低温等离子体技术中的一种活性因子成分，它是一种强氧化剂，可与分子键形成拆和作用，从而实现对有害物质的强力氧化，有效降低工业生产污水的有害物质含量。臭氧通过一定的化学氧化作用，可以将污水中的有机物质降解为二氧化碳和水，对环境更为的友好；同时臭氧还可以通过一定的化学反应将无机物质转化为一定程度的氧化物，便于后期清除，提高水体的品质。[3]

第三，紫外分解作用。

在利用低温等离子体技术进行工业生产的污水处理时，还可以利用紫外光的分解作用来实现污水的有效处理。一方面，放电的紫外光可以利用紫外光的辐射优势，对光照范围内的污水污染物进行单独分解；另一方面，放电紫外光还可以与臭氧进行有机结合，共同实现对污水内部有害物质的有效降解。放电紫外光的单独分解原理主要是通过紫外光的照射，让工业生产污水中的有害物质通过对外部紫外光的吸收，进入激发态，通过紫外线的辐射吸收能量，促使污水水体中的有害物质形成分子键断裂，断裂后的分子会与水体中的其他游离物质形成二次反应，最终转化为新的化学合成物，从而便于排出和处理。紫外光还可以与臭氧发生化学氧化作用，两者的共同作用可以让污水水体中较难降解的有害物质得到的有效的处理，尤其是在有机物的降解和农药物质的分解方面有极为有效的效果。

3、具体运用

我国地域辽阔、地大物博，南北方的气候差异显著，南方潮湿温暖，北方低温寒冷。在南方地区使用高温等离子体技术或者低温等离子体技术都可以产生较好的污水处理效果。但是在中国的北方地区，受气候因素的影响，使用低温等离子体技术更为适宜。在工业生产污水处理的现实发展中，低温等离子体技术呈现出更大的技术优势和环境适应性。

在我国北方地区的大部分污水处理厂会使用的活性污泥来进行污水处理。活性污泥的处理原理是利用水体中的微生物作用将污水中的有害物质进行清除，但是微生物的存活需要一定的温度条件，当秋冬季低温气候来临时，活性污泥的污水有机物去除率就会大大降低。有相关研究显示，当污水的水体温度低于13℃时，活性污泥系统的污水处理成效呈阶梯型降低，当水体温度低于4℃时，活性污泥系统的污水处理效果基本为零。因此在北方地区的秋冬季阶段需要积极的引进新的污水处理技术，低温等离子体技术不失为一个绝佳的选择。

低温等离子体技术的使用可以进一步提高我国北方地区工业生产污水处理的成效。即使在水体温度低于4℃时，其运转成效也一如往昔，不会降减。同时低温等离子体技术对污水的水质没有特殊的要求，几乎所有的污水都可以利用该方式进行降解、优化，该技术本身具有极强的氧化能力，极为出色的污水处理效果，在提高污水处理效率的同时，大大缩短污水处理的周期。它与电子计算机结合，还可以实现对污水水体的一键式、自动化处理，大大的节约工业生产污水处理的人物力投入，具有极为显著的经济优势。

结语

综上所述，不难看出工业生产的污水处理工作不是一朝一夕就能完成的任务，它具有长期性、艰巨性的特点。在进行工业生产的污水处理时，要积极大胆的采用等离子体技术，利用新的前沿科技来提高污水的处理成效，营造良好的生态环境。

参考文献：

[1]郭瑛.对工业生产中城市污水处理问题的探讨[J].居舍，2019（20）：165.

[2]张书洁，张政武，王宗华.膜生物反应技术在工业生产污水处理中的应用[J].化工设计通讯，2019，45（06）：101-102.

[3]孟倚州.城市污水处理在工业生产中的思考[J].资源节约与环保，2019（06）：102.