改性活性炭纤维强化CDI去除农村地下水中硝酸盐研究

发布时间：2020-12-24 01:06

　　硝酸盐（nitrate）作为一种典型的难去除的无机污染物,对人体的健康具有较大威胁。近年来,农村饮用水的水质安全问题逐渐受到人们的重视。硝酸盐超标问题是解决农村水质安全面临的重大难题。而一般的常规水处理技术很难将硝酸盐去除。所以本论文将采用电吸附（CDI）技术来处理农村地下水中超标的硝酸盐。为了优选对硝酸盐去除效果较好的电极,本论文采用三种不同的改性方法（即NaOH还原改性、HNO₃氧化改性、TiO₂负载改性）对活性炭纤维（ACF）进行改性处理。通过对硝酸盐的吸附结果表明,当硝酸钠浓度为200 mg/L时,三种改性方法的去除率分别由未改性前的14.9%变化为27.6%、24.86%、13.6%。进一步研究影响硝酸盐去除效果的影响因素,通过对三种改性ACF的表征结果表明,ACF表面的亲水性影响着ACF的吸附速率,亲水性越好,吸附速率越快。ACF微孔的孔径分布影响ACF电极的比电容,而比电容的大小决定ACF电极对硝酸盐的吸附容量。基于电容去离子技术,设计并制作了一套电容去离子（CDI）装置并对其运行参数进行探究,得到CDI装置的最优运行参数:极板... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

活性炭纤维电极实物图

在电吸附装置中有机玻璃板起到固定装置的作用，硅胶垫璃板和钛板之间，起到密封的效果。并提供进出水的储水空间。硅胶两块极板，提供电吸附所需要的间距。我们可以通过控制垫圈的厚度间距。所用钛板的规格为定制样式 246x190cm，在四周开有半径为，钛板的长边端设有一个带孔的耳朵 2x2 cm，用来连接电极，距钛0cm 处开了一个 3x200mm 的条形孔，用来导通水流，并且钛板四周设计，防止划伤。实物图如 2-1 活性炭纤维电极所示。装置组装按照、硅胶垫片、钛板电极、垫圈、钛板电极、垫圈……钛板电极、硅胶璃底板的顺序用不锈钢螺丝将其固定，制成小型的 CDI 装置，装置所示。水流方向采用竖向流，水流的方向与电场的方向垂直，有利于，水流的方向与重力的方向相反，可以避免“死水区”的出现。每个用条形孔，可以很好优化进出水的水力条件，避免流水不畅引起的装的问题。电极的对数可以根据处理水质的要求加以设定。本实验属于以采用十对电极。采用恒流稳压电源（6V，60A）对电吸附装置进行泵（流量范围 0-180mL/min）对电吸附装置提供水量，反冲洗泵采用最大为 1.3 L/min），出水的浓度采用在线电导率仪来检测。

图 2-3 电吸附模块实物图置的设计装置和传统的 CDI 装置在基本构架上基本相片硅胶垫片、10 片硅胶垫圈、11 块钛板电极。不同的地方在于，在装置内部加入了阴阳离离子交换膜，在阴极前面加上了阳离子交换膜上面通过，而不和活性炭纤维电极通过，故在10 mm 的条形区域，用来固定阴阳离子交换膜将钛板和阴阳离子交换膜在预留区域进行粘接物图如 2-4 所示。在制备膜活性炭纤维电极的12 h 以上。制备好膜活性炭纤维电极后，按照，得到 MCDI 电吸附装置。


本文编号：2934680