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【摘 要】随着经济和社会和发展，我国的工业化建设已经取得了一定的成就，但是在过去一段时间的发展中，也造成了一定程度的污染，其中水体污染是较为严重的问题。工业污水如果在没处理的情况下直接排放到自然径流当中，无疑会造成严重的污染，给人们的身体健康造成一定的威胁。本文针对等离子技术的应用情况进行分析和总结，希望可以让更多人对该技术有所了解，从而给污水处理相关工作的开展提供一些参考。
【关键词】环境工程；污水处理；等离子体技术
当前我国的工业生产中污水生成量较高，但是其回收利用率低下，如果污水仅仅在简单处理之后就直接排放，就会造成一定的环境污染。现在我国很多河流的水质污染严重，所以需要我们对污水处理给予相应的重视，并且针对现有的污水处理技术进行革新和完善，推动处理技术和处理设备的更新换代。等离子体技术在环境工程当中的应用已经体现出了一定的优势。
一、我国水污染现状
工业发展和人民生活水平提高都造成了一定的污水排放，尤其是城市的污水排放呈现出了总量大、处理不充分的特点，给环境带来了一定的影响和破坏。在生活污水当中，有氮、磷等等元素，而工业废水中的重金属含量高，这些都会给地表径流带来较为严重的污染。从整体上来看，我国河流中污染最为严重的是辽河和海河，其已经有一半以上的流域污染已经达到了劣V类，黄河水系的干流则以劣III-IV类水质为主，松花江水系也是如此。所以不难看出，流经人口数量较大地区的河流以及工业较为发达的河流都存在较为严重的污染。
二、污水处理的现状与不足
总体上来看，当前我国城市污水处理总量较大，但是在处理技术上也存在诸多不足，很多城市污水处理能力较低，同时很多地区也存在一定的乱排乱放问题。当前我国城市污水处理中的主要问题可以总结为以下几点：
（1）很多城市应用活性污泥法来处理污水，但是存在着基建费用高、运行成本高的特点，同时管理工作难度大，在工作中也易出现污泥膨胀问题。同时很多污水处理厂所应用的设备以及工艺都无法适应于当前的高效率、低能耗的应用要求。
（2）在污水当中，由于生活污水较多，所以氮元素和磷元素的含量较高。活性污泥处理技术可能很好地起到脱氮去磷作用，但是这种方式需要将厌氧池和好氧反应池加以串联，从而实现内循环，所以管理难度高、整体结构复杂。
（3）现在城市污水处理以集中式为主，但是随着城市人口的增多和工业的发展，污水处理量也有增无减，所以需要越来越大规模的污水收集技术。在整体污水的处理工作中，污水收集的成本占比越来越高，所以这种集中式污水处理已经体现出了自身的局限性。在现阶段的污水处理工作中，如何降低成本、提高运行效率已经成为了一个广受关注的问题。
三、等离子体技术的运用
（一）等离子技术简介
等离子体技术中最明显的特点就是等离子体具有一定的化学反应特性。可以以一种不同于其他物质的第四状态存在，电子、正负离子、激发态原子、分子以及自由基等粒子等是组成等离子体的主要成分。在性能上表现为一种准中性非凝聚系统。学术上对等离子体的分类方式有很多，按照温度来区分，可以分为热力学平衡态和非热力学平衡态等离子等离子体。热力平衡状态的等离子体所处于的环境较高，因此也可以称之为高温等离子体，相应的非热力学平衡状态的等离子体也被称为低温等离子体。对等离子体技术进行工程应用时，会根据不同的特点使用于不同的场合。其中高温等离子体的应用主要参考的是其物理特性，低温等离子体技术的应用注重的是其中的高能电子参与的化学反应和物理反应。通过这些特殊的反应可以解决许多普通气体以及高温等离子体难以解决的问题。
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（二）处理装置
电晕放电杂水中难以实现，但是在空气中可以有较大的空间范围进行。通常可以在气水相间的系统中在气中进行点晕放电，形成放电等离子体与水接触的条件。因此使用点晕放电方式的最重要问题就是生成具有与水接触面积较大的带电等离子体。水膜脉冲放电废水处理过程是通过高压引线在电源的电极正负两端形成高压脉冲，在流动的废水之间的气相中进行放电。这种方式对于绝缘水槽的承受高压能力有一定的要求，保证在工作中不会发生击穿现象。
（三）处理原理
（1）高能电子作用
低温等离子体技术在污水处理过程中会产生大量的高能电子，通过与废水中的原子以及分子之间的碰撞作用，将能量转换为基态分子的内能，同时进行激发、离解和电离的一些过程，对废水进行活化处理。通过对废水中分子键的拆合作用，并通过与游离氧以及臭氧等活性因子之间的反应，形成新的化合物。降低原有污水中的污染物质，最终将有毒物质转变成无毒物质，对污染物进行降解。
（2）臭氧氧化作用
臭氧作为一种较强的氧化剂，可以在进行污水处理的过程中对拆分后的有害物质进行强力氧化，从而形成一定的中间产物，降低原污水的毒性以及有害物质的含量，并通过一些列的反省，最终将污染物中的有机物质降解成二氧化碳和水。对于无机物质，可以形成一定的氧化物后进行去除。
（3）紫外光分解作用
在低温等离子体技术的使用过程中，由于放电紫外光可以对一定的有害物质进行单独分解，还可以结合臭氧的共同作用进行有害物质的降解。单独的分解作用主要是有害分子物质通过对光子的吸收，进入激发态，通过吸收能量促使其分子键发生断裂，之后跟水中的游离物质进行再一次的反应，形成新的化合物排出[4]。紫外光和臭氧的氧化作用同时进行时可以将难以降解的物质进行处理，具有较好的效果，可以对难降解的有机物以及农药进行迅速的分解。
（四）具体应用
我国北方地区冬季气温较低，而低温等离子技术不会受到污水温度影响，即便水温≤4℃也不会对处理效率产生影响。同时对污水水质没有具体要求，自身具备更强大的氧化能力，通过添加计算机设备，企业可以依据生产需要一键式启动污水处理设备。北方某省会城市一大型污水处理厂中引入该技术后，大大提高污水处理效率，缩短污水处理周期，加上低温等离子技术并不涉及微生物培养。加上低温等离子技术发展与完善，其成本明显低于常规二级生物处理法，为该污水处理厂节省大量运行成本，具有显著经济优势。
四、总结
在前文分析中我们不难发现，污水处理现状的改善其实一项长期的工作，无法在短时间内起效。在环境工程的污水处理工作中也需要不断进行技术迭代，提高污水处理效率以及质量。在工作中也需要对污水处理成本以及废水回收率等方面的问题予以考虑，这样才能符合于新时代的污水处理要求。本文针对等离子体污水处理技术进行分析和总结，希望可以给相关工作的开展提供一些参考。
参考文献
[1]竹涛, 李坚, 梁文俊, et al. 低温等离子体技术控制污水处理厂恶臭气体[J]. 环境工程, 2008, 26(5).
[2]王建明, 袁武建, 汤启丰, et al. 等离子体技术在恶臭净化中的应用[J]. 能源环境保护, 2005, 19(4):33-35.
[3]刘伟, 陈爱平, 李春忠, et al. 等离子体与光催化复合技术净化污水处理泵站臭气[J]. 环境工程学报, 2006, 7(8):95-98.
[4]曾伟昌. 环境工程污水处理中等离子体技术的运用[J]. 农技服务, 2017(10).
论文作者:李海涛
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第01期
论文发表时间:2019/4/11
标签：等离子体论文; 污水处理论文; 技术论文; 污水论文; 低温论文; 物质论文; 作用论文; 《工程管理前沿》2019年第01期论文;