高压脉冲放电等离子体降解技术涉及等离子体物理、等离子体化学、流体力学、热力学、电工、环境工程等学科.该降解过程具备高温热解、光化学氧化、液电空化降解、超临界水氧化等多种水处理方法的综合效应,且不会产生二次污染,是一种处理对水资源污染严重的造纸、制药、印染等生物难降解有机废水的较理想和有潜力的废水处理技术.该文以4-氯酚和苯酚作为难生物降解的模型物,详细研究了水溶液中有机物在高压脉冲放电等离子体中的降解行为.其中,脉冲前沿上升时间和脉冲宽度均为纳秒级,脉冲电压为万伏级.首先系统地考察了多种工艺参数对废水中4-氯酚和苯酚降解率的影响;其次,通过对比实验和检测放电产生的活性物探索了高压脉冲放电等离子体中有机物的降解机理;最后对高压脉冲放电等离子体降解废水中有机物过程进行了数学模拟.该文首次将光催化剂应用到脉冲放电等离子体降解有机物工艺中.研究表明,在脉冲放电过程中向废水中加入光催化剂如P25可以提高脉冲放电产生的紫外光的降解效果,从而使苯酚降解率提高4.5％;脉冲放电过程中向废水中加入磷酸盐可以大大促进有机物的降解,如4-氯酚降解率可提高14.93％.该文还首次研究了高压脉冲放电等离子体与过氧化氢的联合降解作用.结果表明,苯酚联合降解时的协同效应达21.35％.对4-氯酚降解过程的研究表明,4-氯酚的降解中间产物有苯酚、对苯二酚、邻苯二酚、对氯邻苯二酚、对苯醌以及乙酸、甲酸等,最终降解产物为CO<,2>等无机物.进一步的研究表明,当脉冲放电功率较低并伴随有氧气从放电电极鼓入到废水中时.脉冲放电降解废水中有机物的机理为氧气在强电场中放电产生的臭氧与水溶液中的有机物之间的氧化还原反应,因此脉冲放电降解有机物过程可分为如下三个步骤:(1)鼓泡过程中氧气在强电场中放电产生臭氧;(2)臭氧从气泡传质到废水溶液中;(3)废水溶液中臭氧与有机物之间的氧化还原反应.