以惡臭氣體氨氣和硫化氫的降解率為考察指標，系統(tǒng)優(yōu)化了電暈放電式低溫等離子體設備電極間距、電極齒距、電極齒高三個參數(shù)。研究表明：氨氣和硫化氫的降解首先隨著電極間距和齒距的增加而增大，而后隨著電極間距的進一步增大而逐漸降低，電極間距13 mm、電極齒距5 mm時具有最大的氨氣和硫化氫降解率。當電極齒高＜7 mm時，氨氣和硫化氫的降解率隨電極齒高的增加而快速增大，當電極齒高＞7 mm時，其降解率隨著電極齒高的進一步增大而緩慢增大，考慮到電極制作成本，故確定最佳電極齒高為7 mm。此外研究還表明，不同外施功率下，鋸齒型（多齒型）的氨氣降解率顯著高于單一針尖型（單齒型）。

低溫等離子體技術是利用等離子體放電過程中產(chǎn)生的大量活性粒子諸如臭氧、羥自由基、氧自由基以及多種原子與廢氣中污染物作用，使污染物分子在極短的時間內發(fā)生分解，并發(fā)生后續(xù)的各種反應以達到降解污染物的目的。與常規(guī)技術相比，等離子體在凈化低濃度惡臭氣體方面具有工藝簡單、流程短、可操作性強的特點，已經(jīng)成為污水處理廠惡臭氣體凈化中的一種新方法，目前在低濃度硫化氫、甲苯、乙硫醇、三氯乙烯等脫臭方面有不少獲得成功應用的例子，可以看出前期文獻主要集中在介質阻擋型低溫等離子體技術去除各種廢氣可行性的研究，而實際工況條件下，待處理廢氣往往成分復雜，并常含有顆粒物、粘性物質等，介質阻擋等離子體反應器由于抗污染能力較弱，因此在實際應用中并非最佳選擇。

為此，本文通過實驗研究了直流電暈放電式低溫等離子體的電極間距、電極齒距、電極齒高三個電極結構參數(shù)對典型惡臭污染物降解率的影響，并在此基礎上找出優(yōu)化的電極參數(shù)，為等離子體電極結構參數(shù)的設計提供依據(jù)。

1實驗

1.1儀器與材料

GA-122Y型無油靜音空氣壓縮機（上海硅萊實業(yè)有限公司），LF400型氣體質量流量計（成都萊峰科技有限公司），ADS數(shù)字示波器（國睿安泰信科技股份有限公司），低溫等離子體設備（蘇州克利亞環(huán)保有限公司），等離子體實驗電源（溫州市泰德電器有限公司），大氣采樣器（武漢天虹儀表有限責任公司），氣體混合裝置（太倉宏澤防腐設備有限公司），TES-1260溫濕度儀（泰仕電子工業(yè)股份有限公司），LZB-25玻璃轉子流量計（常州市凱悅熱工儀表有限公司），1000紫外―可見分光光度計（上海天美科學儀器有限公司），PA15/11-18型面板式直流數(shù)字電流表（上海電表廠），TM9微型電力監(jiān)測儀（泰克曼電子儀器控股有限公司）。

1.2實驗裝置

直流電暈放電式低溫等離子體處理惡臭氣體的試驗裝置參照已有科研成果[7-8]，具體工藝流程如圖1所示。本試驗所采用的電暈放電圓筒式低溫等離子體反應器包括同心設置的圓管狀內電極和外電極，內電極與外電極之間設有環(huán)形間隙，同時內電極外壁上還設有數(shù)個尖齒，尖齒沿內電極徑向呈輻射狀等間距均勻分布，內電極和外電極分別固定于設置有絕緣構件的內電極支架和外電極支架上，內電極和外電極分別與等離子體實驗電源的兩極電性連接。主要設計參數(shù)為內電極外徑30 mm，外電極內徑90 mm，環(huán)形間隙長度1 000 mm，外電極和內電極材質均有不銹鋼，尖齒材質為鈦電極。

圖1實驗裝置流程圖

1.3分析方法

模擬氨氣在流經(jīng)等離子體反應器進出口時采用“公共場所空氣中氨的測定方法（GB/T 18204.25-2000）”，得到線形回歸方程為：A=0.185 3 C+0.017 3（r=0.999 6），線性范圍0.20～4.00μg/mL。模擬硫化氫在流經(jīng)等離子體反應器進出口時采用“車間空氣中硫化氫的硝酸銀比色測定方法（GB/T 16027-1995）”，得到線形回歸方程為：A=0.835 3 C-0.0287（r=0.999 9），線性范圍0.05～1.00μg/mL。如圖2所示。

圖2氨含量（左）和硫化氫含量（右）標準曲線圖

1.3參數(shù)計算

降解率（D）計算公式如式（1）所示。

式中：C0（mg/m3）和Ct（mg/m3）分別為反應器進口與出口處的氨氣濃度。