磁场超声复合式电絮凝水处理技术研究

论文摘要

随着社会的发展和进步,人们对水的消耗和污染都在加剧,再加上地球上有限的淡水资源,于是人们对污水的处理净化和回用就变得很重要。因此,寻找一种稳定有效,能耗低,设备简单的污水处理方法就成为人们研究和努力的方向。在这种情况下,污水的磁处理、超声处理和电絮凝处理以各自独特的优点,在污水处理领域占有重要的地位。电絮凝污水处理技术虽然具有单元小而紧凑,处理效率高,无二次污染,动力设备少,维修方便,维护和运行费用低,能处理高毒性污染物等优点,但是此项技术一直存在着电能消耗大,阳极易钝化等不足,这在一定程度上阻碍了电絮凝水处理技术的推广应用。而磁技术和超声技术不仅能对污水处理有效果,而且在与电絮凝复合使用时还能增强处理作用,并且更重要的是,磁技术和超声技术的引入可以使影响电絮凝推广的电能消耗大,阳极易钝化的问题得以缓解和消除。实验以对氯苯酚为模拟废水进行COD去除研究。我们在固定流量40L/h情况下,研究了超声功率,超声频率,超声作用时间,溶液初始浓度,PH值这些因素对模拟废水COD去除率的影响。发现功率越大,频率越大,作用时间越长,PH值越接近中性,COD去除率越高,并且模拟废水在一定浓度时COD的去除有最佳效果。当加入双氧水时,增强COD去除效果。比较好的去除效果是在超声1004KHZ,150W,电流3.5A,磁场强度0.11T,溶液浓度900ppm情况下,加入1000ppm的双氧水复合技术作用得到的,COD去除率达到63.6%。但是使用色质联机对反应产物进行测量发现,复合技术处理后的产物并不是二氧化碳和水,而是生成了拥有毒性的多种中间产物。实验中对极间电压的观测发现,超声和磁场能很好的缓解和消除钝化,保持极间电压很长一段时间内在一定范围内不变。实验分别使用不同超声频率、不同超声功率对极板进行辐照,观测其极间电压的变化,并且与单独使用极板的实验结果进行比较。从实验现象和结果发现,钝化膜产生了,并被消除了,而且去除效果比较好的频率是28KHZ。从实验现象和实验结果发现,此次研究中采用的磁场超声电絮凝复合水处理技术,由于新加入了磁场效应和超声效应,改善了处理过程中阳极的反应环境,对COD的去除率有一定的影响,而更可取的是磁场的极化活化效应和超声的空化作用,使得制约电絮凝工业发展的钝化问题得以解决,这样就大大降低了电絮凝的能耗,同时通过理论研究可以看出,复合技术处理一些废水时,可以提高电絮凝的处理效率。因此,在社会提倡节能、环保、高效、科技的大环境下,该复合技术在废水处理领域必将有广阔的应用前景。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 电絮凝技术在水处理中的现状与进展
• 1.2.1 电絮凝水处理技术的优点
• 1.2.2 电絮凝水处理技术的应用现状
• 1.2.3 电絮凝水处理技术的发展趋势
• 1.3 超声技术在水处理中的现状与进展
• 1.4 磁技术在水处理中的应用现状
• 1.5 复合技术在水处理中的现状与进展
• 1.5.1 超声波气振技术
• 1.5.2 超声/电化学联用技术
• 1.5.3 超声/臭氧联用技术
• 2O₂联用技术'>1.5.4 超声/H₂O₂联用技术
• 1.5.5 超声/Fenton联用技术
• 1.5.6 超声/磁化学联用技术
• 1.5.7 超声/电/磁场联用技术
• 1.5.8 其他方法
• 第2章 实验器材及水质分析方法
• 2.1 试验用仪器设备
• 2.2 实验装置
• 2.3 试验用药剂与材料
• 2.3.1 试验用药剂
• 2.3.2 试验用材料
• 2.4 标准试剂配制
• 2.4.1 重铬酸钾法所需试剂、药品
• 2.4.2 PH计校准所需试剂
• 2.5 水质分析方法
• 2.5.1 化学需氧量的测定（重铬酸钾法）
• 2.5.2 PH值测定（PH计）
• 第3章 超声处理氯苯酚废水的研究
• 3.1 实验准备和实验条件
• 3.2 超声处理氯苯酚废水的实验研究
• 3.2.1 实验装置和实验方法
• 3.2.2 实验结果与讨论
• 3.2.3 小结
• 第4章 超声等多种技术联合处理氯苯酚废水的研究
• 4.1 超声、磁场、电絮凝复合技术的研究
• 4.1.1 试验准备
• 4.1.2 实验装置
• 4.1.3 实验方法
• 4.1.4 实验数据与讨论
• 4.1.5 实验现象
• 2O₂复合技术的研究'>4.2 超声、磁场、电絮凝、H₂O₂复合技术的研究
• 4.2.1 实验数据
• 4.2.2 实验现象
• 4.2.3 小结
• 2O₂复合技术实验结果测量'>4.3 超声、磁场、电絮凝、H₂O₂复合技术实验结果测量
• 4.3.1 分析结果
• 4.3.2 实验设备和实验原理
• 第5章 超声破坏极板钝化的研究
• 5.1 极板钝化实验
• 5.2 超声解决钝化实验
• 5.2.1 极板钝化数据
• 5.2.2 超声频率的影响
• 5.2.3 超声功率的影响
• 5.2.4 条件不变,极限试验
• 第6章 超声电化学磁处理污水机理的研究
• 6.1 电絮凝处理污水机理
• 6.1.1 电解氧化还原
• 6.1.2 电解气浮
• 6.1.3 电解凝聚
• 6.1.4 电絮凝中电极过程
• 6.1.5 液相传质
• 6.2 磁技术处理原理
• 6.2.1 磁场的极化作用
• 6.2.2 磁场的防污阻垢
• 6.2.3 磁场改变活化能
• 6.2.4 磁场的杀菌除污作用
• 6.2.5 磁场的时间效应
• 6.3 超声处理原理
• 6.3.1 空化效应
• 6.3.2 空化降解机理划分
• 6.3.3 空化降解区域划分
• 6.4 复合技术
• 6.4.1 磁场在电絮凝中的作用
• 6.4.2 超声在电絮凝中的作用
• 第7章 钝化的研究
• 7.1 钝化机理
• 7.1.1 成相膜理论
• 7.1.2 吸附理论
• 7.2 钝化膜的消除
• 7.2.1 添加活性粒子
• 7.2.2 改变反应条件
• 7.2.3 提高介质流速和机械去膜
• 7.2.4 改变电源供给方式
• 7.3 超声去钝化研究
• 7.4 超声去钝化优点
• 第8章 结论与建议
• 8.1 结论
• 8.1.1 污水处理效果的研究
• 8.1.2 钝化问题研究
• 8.2 存在的问题及建议
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况