开发试点规模的等离子泡反应器,以有效地去除废水中的抗生素
Sitao Wang1, Zhijie Liu1, Xin Li1
1State Key Laboratory of Electrical Insulation and Power Equipment, Centre for Plasma Biomedicine, School of Electrical Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, Shaanxi, 710049, People's Republic of China.
Environmental research
|November 9, 2024
概括
介电屏障放电 (DBD) 血泡有效降解废水中的抗生素. 这项研究优化了DBD反应堆的设计,以有效地去除诺夫洛素和四环素,为工业应用铺平了道路.
科学领域:
- 环境科学 环境科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 等离子体物理学的物理学
背景情况:
- 抗生素污染废水对环境构成重大威胁.
- 对于废水处理的等离子泡 (PB) 技术的工业规模实施尚未得到充分发展.
- 不同的PB排放方式对废水处理效率的影响尚不清楚.
研究的目的:
- 通过使用具有不同排放模式的试点规模PB反应器,研究诺弗洛素 (NOR) 和四环素 (TC) 的降解.
- 为了比较介电屏障放电 (DBD) 和火花放电模式在抗生素去除方面的有效性.
- 评估PB技术的可扩展性,以处理更大的抗生素污染水.
主要方法:
- 设计和实施试点规模的PB反应堆,使用不同的放电模式 (DBD和火花).
- 处理大量的自来水,添加诺夫洛克萨和四环素.
- 降解效率的分析,臭氧 (O3 (g)) 和水性超氧化基 (•O2- (aq)) 生产.
- 开发和测试一个更大规模的反应堆阵列 (四个DBD反应堆),用于处理8升混合抗生素溶液.
主要成果:
- 与火花模式相比,DBD模式,特别是在低平均放电功率下,显示了NOR和TC的优越降解.
- 双DBD反应堆在40分钟内从2升自来水中获得了97.4%的NOR和100%的TC去除.
- 在DBD模式下高产O3 (g) 和O2- (aq) 有助于有效的抗生素降解.
- 一个扩大规模的四个DBD反应堆阵列成功降解了8升混合抗生素溶液.
结论:
- 介电屏障放电 (DBD) 血泡反应器对于从废水中去除诺弗洛素和四环素等抗生素非常有效.
- 优化的DBD反应堆设计和操作条件提高了反应性氧物种的产生,从而提高了降解性能.
- 开发的PB技术证明了可扩展性,并为工业规模的抗生素废水处理提供了有希望的解决方案.
