[科普中国]-传统城市垃圾处理不够有效？DDBD弥补这一缺陷

城市垃圾在焚烧处理的过程中会产生许多的有毒害物质，传统的处理方法是使用脱硫、脱硝、活性炭吸附、高温再燃烧等方式，目前多采用DDBD（Double Dielectric Barrier Discharge）低温等离子体垃圾焚烧技术。那么，DDBD技术采用的是什么样的作用原理？它又具有什么样的特点？

DDBD技术，是采用双介质阻挡放电形式产生等离子体，该技术产生的等离子体密度远远大于其它技术产生的等离子体的密度，与传统电晕放电所产生的低温等离子技术相比较，DDBD等离子体技术放电密度是电晕放电的1500倍，几乎可以处理所有化工生产环节产生的恶臭异味，并且可以分解强毒害物质二噁英。由于DDBD技术能够有效地处理有毒害物质，因此这项技术被广泛应用于城市垃圾焚烧的处理过程。

示意图（电极击穿空气产生低温等离子体，低温等离子体用于分解垃圾燃烧污染物）

DDBD技术的低温等离子体是继固态、液态、气态之后的物质第四态。它是因为对气体施加的外加电压达到气体放电电压时，气体被击穿，产生包括高能电子（速度接近光速的电子）、原子、自由基（也称为“游离基”，是指具有不成对电子的原子或基团）和各种离子在内的混合体。虽然，放电过程中电子的温度很高，但是重粒子（质量数大于4的原子核）温度很低，整个体系呈现低温状态，所以称为低温等离子体。

低温等离子体作用于污染物反应过程

（1）电场+电子→高能电子

（2）高能电子+污染物→（受激原子、受激基团、游离基团）活性基团1

（3）高能电子+H2O、O2→（臭氧、羟基、气态氢或其它）活性基团2

（4）活性基团（1或2）+污染物→无毒害化合物+热

（5）活性基团1+活性基团2→生成物+热

介质阻挡放电过程中，电子从电场中获取能量，通过无规则的碰撞，将能量转化给污染物分子（如二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二噁英等），这些获得动能或内能的分子被激发、电离，形成活性基团1，同时空气中的水分和氧气在高能电子的作用下，也产生大量的臭氧、羟基、气态氢及其它一些活性基团2，这些具有较高能量的活性基团（1 or 2）或者活性物质和污染物（如二氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二噁英等）发生反应，最终生成一些无毒害的化合物，使垃圾焚烧过程中产生的污染物和有毒害物质在极短的时间内发生分解，达到净化目的。

DDBD等离子体垃圾焚烧技术有如下特点：

1.纯中国制造，应用广泛，国际领先。

2.在垃圾焚烧过程中，处理有毒害物质的能力比传统方法效果好，而且费用低，此过程中无二次污染，操作简洁方便，运行稳定。

3.能有效处理传统方法中难以解决的二噁英问题。

4.DDBD等离子体垃圾焚烧技术的DDBD双介质阻挡设备中采用陶瓷、石英、不锈钢等材料，电极与废气不直接接触，根本上解决气体腐蚀设备的问题。

尽管DDBD低温等离子体垃圾焚烧技术拥有很多优势，但还是倡导大家要保护环境，在生活中尽量减少城市垃圾的产生，减少污染的来源，从而让这个世界更美丽。

本文由中国科学院化学研究所副研究员李风煜进行科学性把关。