介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體降解水中噻蟲嗪的實驗研究.pdf

1、隨著農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展和人們對糧食、蔬菜需求量的日益增加，農(nóng)藥的使用范圍也在逐年擴(kuò)大，農(nóng)藥廢水的污染已成為不可忽視的環(huán)境問題。噻蟲嗪是一種高效、持效期長的新煙堿類廣譜殺蟲劑，因其活性高、作用速度快等特點得到廣泛的使用。當(dāng)前農(nóng)藥正向著抗光解、抗水解及抗氧化等趨勢發(fā)展，給傳統(tǒng)的廢水處理技術(shù)帶來了極大的挑戰(zhàn)。近年來，以產(chǎn)生·OH為主的高級氧化技術(shù)在水處理領(lǐng)域內(nèi)引起學(xué)者們的高度關(guān)注。
　　本課題針對高級氧化技術(shù)處理農(nóng)藥廢水的發(fā)展趨勢以及農(nóng)藥廢

2、水具有CODcr濃度高、污染物成分復(fù)雜、毒性大、難生物降解等特點，以目前使用較為廣泛的新煙堿類農(nóng)藥噻蟲嗪為處理目標(biāo)，采用介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體技術(shù)開展對水中噻蟲嗪的實驗研究，本實驗裝置為中心進(jìn)水、周邊出水結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器，并通過在反應(yīng)器中引入負(fù)載TiO2薄膜的蜂窩陶瓷優(yōu)化實驗裝置。
　　本實驗采用溶膠-凝膠法制備TiO2薄膜，其性能通過掃描電鏡(SEM)和X射線衍射技術(shù)(XRD)進(jìn)行表征;分別探究了放電電壓、起始濃度、起始電導(dǎo)率、溶

3、液pH和正丁醇對水中噻蟲嗪農(nóng)藥降解效率的影響，為進(jìn)一步提高介質(zhì)阻擋放電對噻蟲嗪的降解效率，向溶液中分別加入催化劑（Fe2+和Cu2+），并對其影響規(guī)律進(jìn)行研究;通過對比負(fù)載型TiO2和粉末狀TiO2的紫外催化效果來證實負(fù)載型TiO2在使用上的優(yōu)勢，并對臭氧(O3)、負(fù)載型TiO2和紫外光(UV)對水中噻蟲嗪降解作用的相對大小做了對比。實驗結(jié)果表明:改進(jìn)的實驗裝置在放電電壓75V，水中噻蟲嗪初始濃度100mg/L的條件下，降解160min

4、時，其降解效率為85.88％;加入正丁醇、增加溶液初始電導(dǎo)率或者增加溶液pH均會在一定程度上抑制水中噻蟲嗪的降解;過高或者過低濃度的Fe2+和Cu2+均不利于水中噻蟲嗪的降解;負(fù)載型TiO2的催化效率略高于粉末狀TiO2;單純的UV對水中噻蟲嗪農(nóng)藥的降解效率較低，在UV存在的條件下，負(fù)載型TiO2對水中噻蟲嗪的降解效率大于臭氧;通過正交試驗確定最佳的放電電壓、溶液初始濃度、溶液pH值和起始電導(dǎo)率。
　　本課題避開介質(zhì)阻擋放電體系降

5、解水中噻蟲嗪的一系列復(fù)雜的基元化學(xué)反應(yīng)，對反應(yīng)表觀動力學(xué)進(jìn)行研究，建立了反應(yīng)動力學(xué)方程。從宏觀角度探討介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體技術(shù)降解水中噻蟲嗪的反應(yīng)規(guī)律，為優(yōu)化反應(yīng)條件和提高降解效果奠定一定的理論基礎(chǔ)。以不同放電電壓、不同初始濃度、不同電導(dǎo)率、不同溶液pH為研究對象，研究不同條件下水中噻蟲嗪的低溫等離子體降解動力學(xué)過程。
　　對降解過程的研究結(jié)果表明，隨著降解反應(yīng)的進(jìn)行，溶液的pH逐漸降低，電導(dǎo)率逐漸增加，TOC保持相對穩(wěn)定的狀

6、態(tài)，CODcr呈現(xiàn)升高-下降-升高-下降的趨勢。改進(jìn)的實驗裝置能有效的增加放電過程中溶液中臭氧、羥基自由基和雙氧水的濃度，從而有效改善水中噻蟲嗪的降解效率。
　　通過高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(HPLC-MS)來分析介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體技術(shù)對水中噻蟲嗪的降解產(chǎn)物，并對水中噻蟲嗪的降解路徑進(jìn)行探索。實驗結(jié)果表明，介質(zhì)阻擋放電低溫等離子體技術(shù)能有效地降解水中的噻蟲嗪農(nóng)藥，并將其轉(zhuǎn)化為多種中間產(chǎn)物。
　　實驗結(jié)果表明，介質(zhì)阻擋