DBD等离子体降解甲醛废水的试验研究文献综述

文献综述

一、文献综述与调研报告：（阐述课题研究的现状及发展趋势，本课题研究的意义和价值、参考文献）

甲醛（HCHO）是一种常见的污染物，易溶于水，具有挥发性，被世界卫生组织规定为致癌致畸物质，对人的皮肤以及呼吸器官有刺激性。甲醛会造成人体皮肤过敏、头痛、心跳不规律等不良反应，甚至会引起白血病，尤其对老人和儿童的影响更大。甲醛有一定的毒性，在我国被列入优先控制污染物。甲醛35%~40%浓度的水溶液被称为“福尔马林”，福尔马林有防腐的作用，是常见的组织防腐剂。甲醛气体也是常见的室内污染物。

甲醛可应用于多种领域，在生产橡胶、树脂、塑料、人造纤维等材料时都会用到甲醛。在防腐时也常常会用到甲醛，例如在医院或是实验室，对器官的存放会需要用到甲醛。气体的甲醛主要来源于室内的建筑及装修材料以及汽车尾气等。在实际工业生产中，甲醛作为原材料或中间产物在水中含量超标时，对人体的危害是很大的。高浓度的甲醛易与蛋白质直接反应，抑制其活性，使蛋白质的凝固、变性。工业的甲醛若被排放至天然水体中，则会造成极其严重的环境污染。

对于甲醛废液，根据物理作用的不同，物理处理法分为吹脱法、真空膜蒸馏法、膜吸收法、吸附法。化学法可分为燃烧法、Fenton试剂氧化法、石灰法、脲醛缩合法和光催化氧化法等。生物法通过厌氧生物降低甲醛浓度，再通过好氧生物降解甲醛。

吹脱法是利用甲醛易溶于水、低沸点且不易挥发的特性。适用于高浓度甲醛处理，而且产物能够回收利用。真空膜蒸馏法是基于膜两侧水蒸气压差，热侧水蒸气由膜孔进入冷侧，水蒸气在冷侧冷凝，这个过程和普通蒸馏中的蒸发-传递-冷凝过程相同^[3]。膜吸收法是膜技术和气体吸收技术相结合的新型的吸收过程，膜吸收法适合于回收、浓缩和分离溶液中的具有挥发性的物质。刘艳采用序批式膜吸收法以亚硫酸氢钠作为吸收剂对甲醛废水进行了实验研究，先后进行了6次处理，去除率达到99.15%。但由于需要定时更换新鲜吸收剂，所需药剂量大，处理成本高，而且若膜两侧存在水蒸气压差，将可能产生伴生渗透蒸馏，导致反应产物的回收和再利用难度大。吸附法是利用多孔材料使甲醛分子吸附在吸附剂的孔道中，以此降低甲醛浓度。

甲醛作为VOCs之一 ，也能够进行燃烧，但是耗能较大。化学氧化法有成本较为低廉、反应快速、可去除有机及无机污染物等优点，适合快速应急处理甲醛废水。Fenton试剂是由过氧化氢在亚铁离子的催化下得到的氧化性非常强的试剂，能在短时间内将有机物氧化分解为水和二氧化碳。石灰法是将石灰作为催化剂对甲醛进行加热处理，进行聚糖反应。脲醛缩合是将甲醛与尿素两者在酸性条件下进行反应，生成沉淀。光催化氧化法利用光照使半导体氧化物对甲醛进行处理，但现阶段降解率较低，非常具有发展前景。

生物法是利用微生物对甲醛进行水解酸化，使甲醛降低浓度，进而转变为无毒无害的物质。微生物可通过代谢作用对甲醛做转移及净化作用，来达到降解有机污染物的作用。通常使用厌氧水解酸化和好氧生物处理的结合的处理方式来有效降解甲醛。王志海等探讨了活性污泥法对甲醛模拟废水的处理效果。其结果表明，该法对甲醛模拟废水的处理效果较好，在温度25℃、甲醛初始浓度400mg/L、活性污泥浓度为4g/L的条件下，反应进行10h后，甲醛去除率达到99.9%，但是活性污泥法耐受的最高的甲醛浓度仅为400mg/L左右。

最近，等离子体技术被认为是一个优秀的方法，具有很多包括易于处理，系统紧凑和工艺多功能性的优点，常常被用做处理印染废水和农业废水及工业有机废水的工艺。等离子体是物质作为中性离子化气体的第四种状态，具有电子，光子，离子，原子，自由基和受激分子等高能物质，通过激发，电离和解离过程降解甲醛。 DBD等离子体反应器由两个平行电极组成，并且至少一个电极被电介质覆盖，例如石英，氧化铝，石英玻璃，陶瓷和聚合物层。电介质限制了电荷的传输并在放电区域中均匀分布，同时避免了火花的形成。在DBD中，电极产生电位差，产生由电子，离子和中性粒子组成的反应性物质。感应电场使电子朝向正电极加速，并且电子与放电区中的气体分子碰撞并诱导电离，激发和离解。电离碰撞从表面上的轰击产生新电子，这反过来又朝着称为二次电子发射的负电极现象加速。二次电离引起额外的碰撞并使等离子体自我维持。

二. 本课题研究的意义和价值