谷一杉
摘 要:近年來(lái),環(huán)境污染問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)重,國(guó)家對(duì)其重視程度有了顯著提升。低溫等離子體技術(shù)是處理環(huán)境污染過(guò)程中較常采用的一種高新技術(shù),融合了物理學(xué)、化學(xué)和生物學(xué)等多方面內(nèi)容。近年來(lái),低溫等離子體技術(shù)在環(huán)境工程中的應(yīng)用逐漸普遍起來(lái)。一方面,可以使苯系列得到有效的清除;另一方面,是去除工業(yè)中廢渣、廢水等污染物的重要手段。只有對(duì)低溫等離子空氣凈化原理有了充分的了解與掌握,才能保證其在去除環(huán)境中有機(jī)物氣體的效用。文章主要介紹了低溫等離子體技術(shù)基本概念及其在環(huán)境工程中的運(yùn)用,旨在為相關(guān)工作者提供借鑒和參考。
關(guān)鍵詞:低溫等離子體技術(shù);環(huán)境工程;應(yīng)用
在工業(yè)快速發(fā)展的背景下,環(huán)境污染問(wèn)題需要引起人們的重視。環(huán)境污染問(wèn)題無(wú)論是對(duì)人類(lèi)生存還是社會(huì)發(fā)展都具有直接影響,圍繞污染物排放控制給予充分研究,對(duì)其轉(zhuǎn)化手段進(jìn)行深入探究,是現(xiàn)下環(huán)境工作人員重要的工作目標(biāo)。低溫等離子體技術(shù)具有適用性強(qiáng)和耗能少等特征,現(xiàn)階段已得到了一定的應(yīng)用。因此,本研究主要針對(duì)其在環(huán)境工程中的運(yùn)用進(jìn)行討論,具有重要的參考價(jià)值。
1 ? ?低溫等離子體概述
存在同等正負(fù)電荷的電離氣體,如果其電離度超過(guò)1‰,就被稱(chēng)為低溫等離子體。低溫等離子體是由多個(gè)部分構(gòu)成的,如離子、電子自由基等[1]。如果正離子的電荷數(shù)與電子電荷數(shù)相同,那么整體則為電中性狀態(tài)。低溫等離子體形態(tài)相對(duì)特殊,屬于常見(jiàn)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)等形態(tài)之外的一種形態(tài)。等離子體的特點(diǎn)主要包括以下幾點(diǎn):(1)導(dǎo)電性較強(qiáng),是一種性能良好的導(dǎo)電流體,這也是其在磁流體發(fā)電方面得以應(yīng)用的重要原因;(2)電離氣體存在一定的熱效應(yīng);(3)低溫等離子體活潑性較強(qiáng),容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。
2 ? ?低溫等離子體技術(shù)在環(huán)境工程中的具體應(yīng)用
2.1 ?低溫等離子體技術(shù)在廢氣處理過(guò)程中的應(yīng)用
現(xiàn)有的氣態(tài)污染物囊括了酸性無(wú)機(jī)和有機(jī)等多種有害氣體。酸性無(wú)機(jī)物通常是基于等離子體作用出現(xiàn)的氧化自由基,在融合硫氧化物和氮氧化物出現(xiàn)反應(yīng)后,遇水或氨氣形成的硫酸鹽,進(jìn)而轉(zhuǎn)變成的有害物質(zhì)。通過(guò)長(zhǎng)期研究與探索可以發(fā)現(xiàn),催化劑具有既可以消除有害氣體又可以降解有害氣體的功效。有機(jī)污染物一般是指以等離子體為輔助而形成的高能電子,而高能電子與VOC分子進(jìn)行碰撞以此激發(fā)其更高能級(jí)的現(xiàn)象,在這一背景下,激發(fā)態(tài)分子將會(huì)由此產(chǎn)生,受到內(nèi)能加大及化學(xué)鍵斷裂影響,活性物由此產(chǎn)生,并在與其他物質(zhì)共同作用下催生了二氧化碳和小分子化合物、水。竹濤等運(yùn)用等離子體子和納米技術(shù),不僅完成了甲苯的處理,而且圍繞各電廠(chǎng)強(qiáng)度條件和填料情形中的甲苯降解進(jìn)行了深入分析,結(jié)果顯示,如果所處電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到14.3 kV/cm,借助含有納米催化劑的填料對(duì)其進(jìn)行填充處理,其降解率可超過(guò)90%,由此可見(jiàn),降解效果十分顯著。
2.2 ?低溫等離子體技術(shù)在臭氧合成過(guò)程中的應(yīng)用
臭氧屬于氧化劑的一種具體形式,同時(shí),屬于催化劑的范疇,將其在水的深層處理中予以運(yùn)用,可以達(dá)到漂白造紙漿的效果,具有廣闊的市場(chǎng)前景??陀^(guān)上,臭氧合成與實(shí)際應(yīng)用是等離子體應(yīng)用的典型案例,并通過(guò)阻礙介質(zhì)放電達(dá)到生成臭氧的目的。近年來(lái),在深入探索臭氧發(fā)生器專(zhuān)業(yè)知識(shí)和實(shí)踐活動(dòng)的過(guò)程中可以總結(jié)出臭氧生成器正朝著高介電常數(shù)、狹小放電間隙等方向發(fā)展。
2.3 ?低溫等離子體技術(shù)在汽車(chē)廢氣方面的應(yīng)用
汽車(chē)尾氣是全球各個(gè)國(guó)家都存在的問(wèn)題。據(jù)了解,汽車(chē)排放出的尾氣中包含氮氧化物、一氧化碳和黑粒等物質(zhì),而這些又是造成當(dāng)前城市大氣污染的重要因素。在介質(zhì)阻擋放電這一路徑下,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)生成的活性物的有效控制,并以催化劑為輔助,從而有效還原汽車(chē)尾氣中存在的一氧化碳和碳?xì)浠衔锏?,同時(shí),能夠?qū)⑵浞纸鉃闊o(wú)害物質(zhì),既達(dá)到去除黑煙的效果,又縮減了汽車(chē)尾氣處理成本[2]。另外,將經(jīng)過(guò)改良的粉煤灰小球作為催化劑,可以使污染物去除效果得到顯著增強(qiáng),對(duì)汽車(chē)尾氣治理水平的提升也具有積極意義。
2.4 ?低溫等離子體技術(shù)在廢水處理過(guò)程中的應(yīng)用
等離子技術(shù)不僅具有電子輻射反應(yīng)和紫外光分解反應(yīng),還具有臭氧氧化反應(yīng),因此,其在降解有機(jī)物方面具有突出作用。據(jù)了解,我國(guó)在處理有機(jī)廢水時(shí)應(yīng)用脈沖降解的方式最早可追溯到1996年,李勝利等在該技術(shù)支持下對(duì)2B水溶液進(jìn)行處理,結(jié)果顯示,運(yùn)用高壓毫微秒脈沖手段,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)印染廢水的有效處理,促進(jìn)了燃料大分子向小分子的轉(zhuǎn)換,同時(shí),如果處理時(shí)間充足,存在于燃料內(nèi)部的芳香類(lèi)物質(zhì)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)酸,這既是放電在破壞燃料分子方面具有突出作用的直接表現(xiàn),也是其發(fā)揮生物降解功效的重要手段。
2.5 ?低溫等離子體技術(shù)在工業(yè)化層面的應(yīng)用
等離子體技術(shù)是高新技術(shù)中的一種具體形式,雖然關(guān)于等離子體技術(shù)的研究早在20世紀(jì)就已經(jīng)開(kāi)始,但是現(xiàn)下已有的研究依然過(guò)于表面,不能深入,這也是當(dāng)前等離子體技術(shù)只有部分進(jìn)入商業(yè)化階段的重要原因[3]。目前,國(guó)內(nèi)工業(yè)化處理設(shè)備寥寥無(wú)幾,只有瑞士實(shí)現(xiàn)了等離子體的商用,并在此基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出了多個(gè)商業(yè)化的產(chǎn)品。同時(shí),在環(huán)境污染治理問(wèn)題方面,其應(yīng)用領(lǐng)域主要集中在臭氣消除和有毒物質(zhì)過(guò)濾上。
3 ? ?結(jié)語(yǔ)
低溫等離子體技術(shù)是對(duì)以往技術(shù)形式的補(bǔ)充,不僅反應(yīng)條件要求不高,而且處理結(jié)果具有較強(qiáng)的真實(shí)性和可靠性,并不會(huì)產(chǎn)生二次污染。同時(shí),憑借成本低和構(gòu)成簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn),其發(fā)展前景也十分廣闊。目前,正處于探索時(shí)期,但是在后續(xù)工作中要想使等離子體技術(shù)得到有效改善,加快工業(yè)化進(jìn)程,就需要將側(cè)重點(diǎn)放在污染物降解層面上。
[參考文獻(xiàn)]
[1]陸正盛.低溫等離子體技術(shù)在環(huán)境工程中的研究進(jìn)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2017(18):45.
[2]李欣.環(huán)境工程中的低溫等離子體技術(shù)分析與研究[J].綠色環(huán)保建材,2017(7):150.
[3]曾偉昌.環(huán)境工程污水處理中等離子體技術(shù)的運(yùn)用[J].農(nóng)技服務(wù),2017(10):170.