[摘要]高壓脈沖放電等離子體技術(shù)在水污染治理中的研究經(jīng)過20多年的時間取得了一定的成果。作者從該技 術(shù)的反應原理、在水處理中的效能研究、生產(chǎn)應用的可行性分析和存在的問題與發(fā)展幾個方面對其作了系統(tǒng)、全面 的分析和總結(jié)。

[關(guān)鍵詞]高壓脈沖電場；等離子體；水污染治理

等離子體具有化學反應性，是不同于固、液、氣 三種物質(zhì)存在狀態(tài)的第4種物質(zhì)存在狀態(tài)。一般認 為等離子體是由電子、正負離子、激發(fā)態(tài)的原子、分 子以及自由基等粒子組成[1]。等離子體的分類方法 很多，按溫度的不同可將等離子體劃分為平衡態(tài)等 離子體和非平衡態(tài)等離子體 ]。非平衡態(tài)等離子體是 指體系中電子的溫度(高達萬K以上)遠高于體系中 其他粒子溫度的等離子體，但其整個體系的表觀溫 度卻很低，故又稱之為低溫等離子體。高壓脈沖放電 法能產(chǎn)生等離子體，自1987年J．S．Clements等0 首 次將這種方法應用于水處理后，引起了研究者們的 普遍關(guān)注，并對其進行了深入、系統(tǒng)的研究。

1 反應原理

利用高壓脈沖電源在水中或空氣中放電可得到 低溫等離子體，同時伴隨有物理效應和化學效應[4]。 在兩電極之間施加脈沖高壓，可形成強電場，電極之 間會產(chǎn)生高能電子(5～20 ev)。這些高能電子攜帶放 電電場的能量，高速同放電介質(zhì)發(fā)生非彈性碰撞，將 能量轉(zhuǎn)化為基態(tài)分子的內(nèi)能，產(chǎn)生激發(fā)、離解和電離 等一系列復雜的物理化學反應，形成低溫等離子體 (·OH、·H、·0、O2、HO2·、H202、03等) 。另外還可產(chǎn) 生等離子通道內(nèi)的高溫熱解、等離子通道表面的紫 外光解以及由于通道臨近處產(chǎn)生的氣泡而引起的液 電空化效應和超臨界水氧化等物理效應(43。由于高 壓脈沖電源的脈寬小，脈沖前沿上升時間短．其能量 基本上不消耗在對產(chǎn)生自由基無用的質(zhì)量較大的離 子加速遷移上，而是只加速質(zhì)量較小的電子，使其具 有形成高活性自由基所需的能量．促進水中有機物 質(zhì)的激發(fā)、裂解或電離，因此能量利用率高。

在水中高壓脈沖放電過程中起原始主導作用的 是高能電子與介質(zhì)微粒的撞擊。目前最常用的是 Joshi所建立的水中脈沖流道電暈放電反應模型。在 脈沖電暈放電過程中，高能電子與水分子發(fā)生非彈 性碰撞反應，水分子被激發(fā)、電離和離解。

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