Введение
ГЛАВА 1. Литературный обзор 10
1.1 Физика низкотемпературной плазмы и способы ее создания 10
1.1.1 Общее введение в физику низкотемпературной плазмы 10
1.1.2 Электроразрядная плазма и процессы, протекающие в ней
1.1.2.1 Электроразряд в газовой и жидкой средах 14
1.1.2.2 Электролитная плазма 15
1.1.2.3 Тлеющий разряд 16
1.1.2.4 Барьерный разряд 19
1.2 Интенсификация окислительно-восстановительных процессов методом электроразрядной плазмы 22
1.2.1 Образование активных окислителей и синтез пероксида водорода в электроразрядной плазме 22
1.2.2 Окисление неорганических веществ методом электроразрядной плазмы 26
1.2.3 Окисление органических веществ методом электроразрядной плазмы 31
1.2.4 Обеззараживание водных растворов методом электроразрядной плазмы 34
1.2.5 Применение барьерного разряда в целях обеззараживания и окисления органических веществ 36
1.3 Перспективы метода и выбор направлений исследований 38
ГЛАВА 2. Методическая часть 41
2.1. Методика проведения экспериментальных исследований 41
2.2 Лабораторная установка электроразрядной обработки воды и ее характеристики 41
2.2.1 Конструкция лабораторной установки 41
2.2.2 Конструкция плазмохимических реакторов 43
2.2.3 Электрофизические параметры высоковольтного источника тока и их влияние на характеристики разряда 45
2.2.4 Исследование спектральных характеристик электроразрядной плазмы 48
2.3 Методы количественного и физико-химического анализа 50
2.3.1 Количественное определение железа, марганца, кобальта, никеля 51
2.3.2 Количественный анализ органических примесей 52
2.3.2.1 Средства измерений, посуда, вспомогательные устройства и реактивы 54
2.3.2.2 Приготовление растворов 56
2.3.2.3 Вычисление результатов анализа 58
2.3.3 Метод определения содержания микробиологических объектов 60
ГЛАВА 3. Результаты экспериментов и их обсуждение 62
3.1 Влияние обработки воды искровым и барьерным разрядами на синтез активных частиц окислителей 62
3.1.1 Исследование кинетики накопления пероксида водорода под действием электроразрядной плазмы 62
3.1.2 Изменение pH и Е системы при электроразрядной обработке растворов электролитов 64
3.1.3 Влияние электропроводности жидкости на интенсивность синтеза пероксида водорода 66
3.2 Исследование эффективности извлечения малорастворимых соединений металлов переменной валентности после воздействия электроразрядной плазмы 69
3.2.1 Сравнение эффективности извлечения малорастворимых соединений железа (III) из растворов при различных режимах обработки 69
3.2.1.1 Обработка системы без корректировки pH 69
3.2.1.2 Определение закономерностей извлечения малорастворимых соединений Fe(III) из растворов при обработке искровым разрядом при корректировке значении pH 72
3.2.1.3 Изменение pH и окислительно-восстановительного потенциала растворов при электроразрядной обработке системы Fe(II)-H2O 77
3.2.2 Сравнение эффективности извлечения малорастворимых соединений Mn(III)/Mn(IV) из растворов при различных режимах обработки 81
3.2.2.1 Обработка системы Mn(II)-H2O без корректировки pH 81
3.2.2.2 Определение закономерностей извлечения малорастворимых соединений Mn(III)/Mn(IV) из растворов после обработки искровым разрядом при постоянном значении pH 83
3.2.2.3 Изменение pH и E растворов при электроразрядной обработке системы Mn(II)-H2O 85
3.2.3 Сравнение эффективности извлечения малорастворимых соединений Co(III)/Co(IV) из растворов при различных режимах обработки 88
3.2.3.1 Обработка системы без корректировки pH 88
3.2.3.2 Определение закономерностей извлечения малорастворимых соединений Co(III)/Co(IV) из растворов после обработки искровым разрядом с корректировкой значении pH 91
3.2.3.3 Изменение pH и Е растворов при электроразрядной обработке системы Co(II)-H2O 93
3.2.4 Процесс восстановления малорастворимых соединений Ni(III) при электроразрядной обработке 96
3.3 Влияние электроразрядной плазмы на процессы протекающие в воде, содержащей примеси органических соединений различной степени токсичности 101
3.3.1 Интенсификация процессов деструкции ароматических органических веществ ряда фенола воздействием искрового и барьерного разрядов 101
3.3.2 Интенсификация процессов деструкции алифатических кислородсодержащих органических веществ воздействием искрового и барьерного разрядов 108
3.3.2.1 Изменение ХПК и pH растворов, содержащих одноатомные спирты н-пропанол, изопропанол и бутанол 108
3.3.2.2 Изменение ХПК и pH растворов, содержащих простейшие альдегиды и карбоновые кислоты 112
3.4 Исследование обеззараживающего действия электроразрядной плазмы в воде, содержащей условно патогенные микроорганизмы 115
3.4.1 Инактивация молочнокислых бактерий Lactobacillus действием искрового разряда 115
3.4.2 Инактивация дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae действием искрового и барьерного разряда 117
3.4.3 Инактивация вегетативных клеток сенной палочки Bacillus subtilis действием искрового и барьерного разряда 119
3.4.4 Инактивация клеток кишечной палочки Escherichia сoli действием искрового и барьерного разряда 121
3.4.4.1 Математическое моделирование процесса инактивации клеток кишечной палочки Escherichia сoli воздействием искрового разряда 124
ГЛАВА 4. Технические и технологические решения по снижению хпк сточных вод и обработки воды в целях обеззараживания 130
4.1 Технические решения по обработке жидкости барьерным разрядом 130
4.2 Технические решения обезвреживания воды от нефтепродуктов и микроорганизмов 132
Выводы 142
Публикации по теме работы 144
Список литературных источников
