高電壓脈沖水中等離子放電應(yīng)用于抑制湖泊藻類生長
目前,脈沖功率與等離子體科學技術(shù)發(fā)展迅速,它正在成為21世紀科學與高新技術(shù)的重要支柱,在民用和軍用方面都有重要的應(yīng)用。
在民用方面的主要應(yīng)用有:新型光源、顯示技術(shù)(如等離子體顯示屏、等離子體電視)、離子束加工制造大規(guī)模半導體集成電路和其他電子元件的技術(shù)和工藝、材料表面離子束改性的技術(shù)和工藝(使材料的硬度增大、耐磨和耐腐蝕)、玻璃和有機材料表面鍍膜、無機和金屬納米材料的制備、高性能陶瓷和磁記憶材料的制備和加工技術(shù)、等離子體化工、醫(yī)療衛(wèi)生、環(huán)境保護(等離子體去除Nox、Sox,高壓靜電除塵及污水處理等)、精密儀器機械加工等;在軍用方面的主要應(yīng)用有:電磁發(fā)射(軌道炮、線圈炮等)、電裝甲、等離子體隱身、等離子體天線、等離子體推進、高功率微波及等離子體定向能武器等等。
隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展和城市規(guī)模的擴大,氮磷排放量的增加,藻類過度繁殖日益嚴重,致使水體的生態(tài)環(huán)境遭到破壞,造成水體的富營養(yǎng)化。水體富營養(yǎng)化不僅消耗了水中大量的溶解氧,使魚類窒息死亡,破壞了健康平衡的水生生態(tài)系統(tǒng),引起高等水生植物絕滅,而且藻體大量死亡的過程中,散發(fā)惡臭,破壞景觀,還產(chǎn)生有毒物質(zhì)-藻毒素,威脅人們的生命安全。傳統(tǒng)的除藻方法主要有氣浮法、直接過濾法、化學藥劑法和生物處理法等,但是其安全性、經(jīng)濟性和除藻效率等方面并不能滿足人們對水處理的高要求。因此,如何安全、廉價、高效的除藻不僅具有重要的科學和實際意義,也是目前水體急需解決的重大環(huán)境問題之一。
脈沖放電作為一種高級氧化技術(shù),因其處理效率高、無選擇性,不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點越來越受到國內(nèi)外研究者的青睞。水中高壓脈沖放電不僅能在放電時形成強電場、非平衡等離子體通道,還能伴隨強紫外光輻射。其中,等離子體通道中富集了離子、電子、激發(fā)態(tài)原子、分子(O3、H2O2),大量的活性物質(zhì)(OH•, H•, O•等)。這些復(fù)雜的放電現(xiàn)象能引發(fā)一系列的物理、化學和生物反應(yīng),破壞物體的化學結(jié)構(gòu)或生理結(jié)構(gòu),從而達到水處理的目的。目前關(guān)于水中高壓脈沖放電等離子體技術(shù)處理廢水的研究,主要集中在處理染料廢水、含酚廢水以及水體殺菌等方面,而利用其滅活藻類還未見相關(guān)報道。PPM由三個部分組成:光伏發(fā)電系統(tǒng)(Photo Voltaic System , 簡稱PVS)、充電器和高壓脈沖電源。由于整個裝置是在野外,比較孤立,而且在湖中,所以采用市電給它供電存在許多問題。因此PPM采用PVS供電是非常好的一種方案,市電可以備用。
使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”