工業(yè)有機(jī)廢水造成環(huán)境問題日益突顯,而電催化氧化技術(shù)作為有效的處理手段,一直都是環(huán)保技術(shù)研究的重點(diǎn)。本文以對甲氧基苯酚(PMP)作為模型污染物,采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)數(shù)值模擬技術(shù),研究了電化學(xué)反應(yīng)器中降解氧化過程的氣泡效應(yīng)、流動(dòng)和傳質(zhì)行為,為反應(yīng)器設(shè)計(jì)和最佳操作條件選擇提供理論依據(jù)。本文采用紫外吸收光譜技術(shù)研究對甲氧基苯酚降解過程,結(jié)合相關(guān)降解動(dòng)力學(xué)文獻(xiàn),利用MATLAB非線性擬合得到表觀非均相速率常數(shù)k_(app)和吸附-解吸平衡常數(shù)K,為后續(xù)數(shù)值模擬提供降解反應(yīng)信息。采用高速攝像機(jī)記錄降解反應(yīng)的4-5 min過程,從拍攝照片分析了陽極表面氣泡群的運(yùn)動(dòng)行為,利用ImageJ統(tǒng)計(jì)了氣泡的尺寸信息,得到氣泡的平均直徑為0.125 mm。將降解過程圖片經(jīng)過反相、圖像二值化處理,得到電極反應(yīng)區(qū)表面氣相分率,結(jié)合攝影景深得到電極反應(yīng)區(qū)的氣相分率。實(shí)驗(yàn)與模擬結(jié)果吻合性良好,表明數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)模型的正確性。模擬計(jì)算中采用歐拉-歐拉方法描述了降解過程的兩相氣泡流,為了準(zhǔn)確預(yù)測電解槽中的兩相氣泡流,采用界面面積濃度模型來計(jì)算氣泡尺寸效應(yīng),且對比恒定尺寸和變化尺寸氣泡表明氣泡的尺寸效應(yīng)對氣相運(yùn)動(dòng)有重要的影響。模擬得到不同條件的流動(dòng)情況、PMP濃度分布情況和氣相分率分布情況,表明反應(yīng)器進(jìn)口緩沖區(qū)存在滯留區(qū),氣泡層對PMP分布有較大的阻力效應(yīng);相比其他條件,電極間距對流動(dòng)和PMP分布有著較大影響;從減小氣泡效應(yīng)角度,最佳操作條件為I=45 A/m~2,u_(in)=0.07 m/s,δ=8 mm。通過分析不同條件的陽極表面的舍伍德數(shù)分布情況,得到降解反應(yīng)和氣泡效應(yīng)對陽極表面的傳質(zhì)有重要作用,且傳質(zhì)區(qū)域大多處于28-50%的傳質(zhì)效率。
【學(xué)位單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：O646.54;X703
【部分圖文】：

避免了鹽對微生物菌群的不利影響，尤其去除效率表現(xiàn)顯著。Woolard 和 Irvine[15]等人鹽廢水體系，實(shí)驗(yàn)中采用了間歇操作的生物膜物膜間歇反應(yīng)器（SBBR），結(jié)果表明此體系的不受苯酚濃度變化影響，可產(chǎn)生穩(wěn)定、高質(zhì)量反應(yīng)器處理性能。此外，厭氧生物法處理廢水式厭氧污泥床、厭氧接觸系統(tǒng)等多種處理反應(yīng)氧濾池對魚粉工業(yè)廢水研究，在有機(jī)負(fù)載率（水 COD 去除率高達(dá) 80%，結(jié)果表明厭氧濾池利用上流式厭氧污泥床技術(shù)處理有機(jī)廢水，研留時(shí)間（HRT）、NaCl 含量、營養(yǎng)物添加量等R=13.8 g/(L d)和 HRT=3）。目前，生物法處理流程過程可看到生物法在有機(jī)廢水領(lǐng)域內(nèi)應(yīng)，有待于后期實(shí)驗(yàn)研究。

圖 1-2 兩相流的流型分類圖表[58]Fig. 1-2 Different regimes for two-phase flows[氣泡流在許多電化學(xué)工程過程應(yīng)用相當(dāng)遞過程和電極電位都會(huì)產(chǎn)生重要的影為活性自由基或離子轉(zhuǎn)移到電極上，反，電極上溶解的氣體局部濃度超過飽和飽和電解液溶解氣體轉(zhuǎn)移電極表面，表氣泡達(dá)到足夠的尺寸，這些氣泡就會(huì)離氣泡發(fā)生向上和軸向運(yùn)動(dòng)，在電極表面層[59, 60]。像這樣具有析氣效應(yīng)的垂直電化學(xué)反應(yīng)器[61]（Vertical Plane ElectPERGE）。垂直平板析氣電化學(xué)反應(yīng)器分為：（1）強(qiáng)制對流裝置反應(yīng)器，電解極間距中循環(huán)流動(dòng)；（2）自然對流循環(huán)起電解質(zhì)溶液的流動(dòng)；（3）無凈流動(dòng)裝

電解液的再循環(huán)減小電體分率。循環(huán)電解質(zhì)溶液程，而減小氣相分率增加極的舊式隔膜式氯氣電池解質(zhì)溶液。在配備箱式解液的降液管。箱式電循環(huán)，從而減少隔膜一側(cè)如高壓下的電解，可減過程在其它精細(xì)技術(shù)領(lǐng)域法模擬了高孔隙表面的在石墨烯的金屬催化劑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 徐紅;蘇靜;項(xiàng)新亮;黃衛(wèi)民;林海波;;濾壓式電解槽中氨氮間接電氧化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)[J];高等學(xué)校化學(xué)學(xué)報(bào);2008年07期

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本文編號：2815006