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《天津科技大学》 2013年
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海水电解电化学行为及预处理工艺研究

张琴  
【摘要】:水资源短缺刺激了海水淡化的发展,随着膜技术的发展,近年来反渗透海水淡化法发展迅速,已成为目前解决水资源短缺的有效途径之一。但是海水中存在的胶体、固体悬浮物、微生物等会造成膜污染。因此预处理是反渗透海水淡化的必经工序。将电化学法用于海水淡化预处理,由于它以“清洁试剂”——电子为主要反应物,所以该法是一种全新的、绿色的海水预处理方法。本研究采用自行设计的隔膜电解槽和网状DSA电极(RT电极)为阴阳极,电解中在阳极室产生氯气(氯气溶于水形成氯水),阴极室产生氢气和氢氧化镁。产物氢氢化镁可吸附絮凝海水中胶体、有机物和悬浮固体等,类似于普通的吸附絮凝过程;产生的气体又起到气浮的作用,有助于污染物的去除;将电解后的阳极水与澄清的阴极水混合,起到中和、消毒杀菌的作用。整个预处理过程不外加药剂,不会造成二次污染。本论文通过极化曲线、循环伏安等表征电解海水过程中阳极的电化学行为,如析氯析氧电位、电流效率、电催化活性、电极强化寿命及阳极反应控速步骤等;同时确定了最优预处理工艺参数,分别讨论了电流密度和进水流量对出水浊度.SDI15、CODMn等的影响;并对副产物和隔膜作了研究。研究结果表明,选用的RT电极具有较高的电催化活性,对氯的选择性好,析氯析氧电位差为244 mV,电流效率高达91%,电极强化寿命约为55h,随着电流密度的增大阳极反应逐渐由电化学步骤控制过渡到扩散步骤控制;最优预处理工艺参数为电流8A,进水流量为14L/h,此条件下的海水浊度1NTU.SDI153.CODMn去除率在80%以上,均达到反渗透进水标准;氢气的产生速率为1.75mL/s,隔膜进行酸洗后可重复利用。此外,本文还对预处理机理作了一定的分析。
【学位授予单位】:天津科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TQ085.47;O646.5

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【参考文献】
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