电吸附极板材料对电吸附性能的影响研究

发布时间：2017-09-29 08:46

  本文关键词：电吸附极板材料对电吸附性能的影响研究

  更多相关文章： 电吸附脱盐技术 双电层 金属电极板 除盐

【摘要】：地球上水资源中仅有百分之三是淡水,所有的生命归根结底都要依赖于淡水,它几乎决定着地球上生命的分布。随着近些年来人类面临的淡水资源问题越来越严重,国际社会也逐渐认识到淡水问题的严重性。而面对淡水资源危机,我们的应对措施主要有海水、苦咸水淡化以及对大量生活污水和工业废水进行处理并回收利用。在此过程中,电吸附除盐技术就显得尤为重要。电吸附除盐技术,又称为电容性除盐技术,是利用带电电极表面吸附水中离子以及带电粒子,从而使水中的溶解盐类以及其他的一些带电物质在电吸附电极表面富集浓缩,从而实现水的除盐处理的一项水处理技术。它与反渗透、电渗析等传统的除盐技术相比,它具有成本低,能耗小,工艺及设备简单,易于操作,而且在除盐过程中不需要进行酸碱再生,不会造成二次污染等特点。本实验以金属电极板为基础,以活性炭纤维为辅助材料,组成金属极板与碳材料的复合材料,通过改变不同的电极板材料来研究其对电吸附性能的影响,探索流不同材料的电吸附性能。本实采用自制的传统板式电吸附除盐装置,分别采用304不锈钢板、钛板和钌铱涂层钛板复合活性炭纤维作为电吸附极板,采用单因素分析法,研究了不同极板材料的最佳水处理参数,最后对不同电极板的氨氮及有机物的吸附进行测定,对不同材料电极板的脱盐机理以及脱盐性能进行深入研究。论文的主要工作1、在电极板电压为1.0V~3.0V范围内,研究三种材料电极板的除盐率,在其他条件相同的情况下,在一定的电压范围内,电吸附的除盐效率随着极板电压的增大而有所增加。但与此同,在增加电压的过程中引起的副反应会使得除盐效率降低、能耗增大,在经过分析对比后得出各不同材料电极板的最佳电压。2、在进水电导率为300uS/cm~2000 uS/cm范围内,研究三种材料电极板的除盐率,在其他条件都相同的情况下,在一定范围内,随着进水电导率的增加,吸附速率有所增大,但最大去除率却越来越小,较高去除率维持时间也越来越短,因此,综合分析后分别得出不同材料电极板的最佳进水电导率,以便为实际生产中根据原水情况来制定电吸附装置提供一定的指导作用。3、在进水流量为5ml/min~15ml/min范围内,研究三种材料电极板的除盐效率,在其他条件都相同的情况下,电吸附的除盐效率会随着进水流量的增加而下降,但是进水流量过低又会影响产水率,在综合分析后分别得出三种材料电极板对应的最佳进水流量。4、考察三种材料电极板在相同控制条件下对NaCl、MgCl_2以及KCl模拟盐水的处理效率,并分析其中的吸附机理。5、考察三种材料电极板相同控制条件下,对氨氮以及有机物的吸附情况。论文的主要创新点如下:1、首次探究不同金属加活性炭纤维电极板在处理含盐水时的控制条件以及在不同条件下的电吸附效率。2、首次测试不同金属加活性炭纤维电极板对不同盐离子的吸附效率以及对氨氮、有机物的吸附效率。
【关键词】：电吸附脱盐技术 双电层 金属电极板 除盐
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O647.3
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 课题背景11-12
• 1.2 电吸附技术发展历程及研究进展12
• 1.3 水处理常用除盐方法12-17
• 1.3.1 水处理除盐方法概论12-14
• 1.3.2 电吸附脱盐技术与其它脱盐技术的比较14-16
• 1.3.3 电吸附原理及吸附模型16
• 1.3.4 电吸附双电层理论基础16-17
• 1.4 课题的研究目的、意义及研究内容17-19
• 1.4.1 研究的目的及意义17
• 1.4.2 研究内容17-18
• 1.4.3 实验技术路线18-19
• 2 实验原理、方法及实验装置19-28
• 2.1 实验理论19-24
• 2.1.1 电吸附除盐的基本原理19
• 2.1.2 双电层理论19-23
• 2.1.3 电吸附电极吸附量23-24
• 2.2 实验设计24-28
• 2.2.1 实验仪器及材料24-25
• 2.2.2 实验设备与测定方法25-26
• 2.2.3 电吸附除盐工艺流程26-28
• 3 操作电压对不同电极板材料吸附性能影响研究28-38
• 3.1 不同操作电压对不锈钢复合电极的吸附性能影响测试28-31
• 3.1.1 不同操作电压对不锈钢复合电极板的吸附性能影响28-30
• 3.1.2 不同操作电压对不锈钢复合电极板工作电流的影响30-31
• 3.2 不同操作电压对钛复合电极的吸附性能影响测试31-34
• 3.2.1 不同操作电压对钛复合电极板的吸附性能影响31-33
• 3.2.2 不同操作电压对钛复合电极板工作电流的影响33-34
• 3.3 不同操作电压对钌铱钛复合电极的吸附性能影响测试34-36
• 3.3.1 不同操作电压对钌铱钛复合电极板的吸附性能影响34-35
• 3.3.2 不同操作电压对钌铱钛复合电极板工作电流的影响35-36
• 3.4 本章小结36-38
• 4 进水电导率对不同电极板材料吸附性能影响研究38-46
• 4.1 进水电导率对不锈钢复合电极板的除盐效率影响38-40
• 4.1.1 不同进水电导率对不锈钢电极板的除盐效率影响38-39
• 4.1.2 不同进水电导率对不锈钢电极板工作电流的影响39-40
• 4.2 进水电导率对钛复合电极板的除盐效率影响40-43
• 4.2.1 不同进水电导率对钛复合电极板的除盐效率影响40-42
• 4.2.2 不同进水电导率对钛复合电极板工作电流的影响42-43
• 4.3 进水电导率对钌铱钛复合电极板的除盐效率影响43-44
• 4.3.1 不同进水电导率对钌铱钛复合电极板的除盐效率影响43-44
• 4.3.2 不同进水电导率对钌铱钛复合电极板工作电流的影响44
• 4.4 本章小结44-46
• 5 进水流量对不同电极板材料吸附性能影响研究46-54
• 5.1 进水流量对不锈钢复合电极板的除盐效果的影响研究46-48
• 5.1.1 不同进水流量对不锈钢复合电极板的除盐效率影响46-47
• 5.1.2 不同进水流量对不锈钢复合电极板工作电流的影响47-48
• 5.2 进水流量对钛复合电极板的除盐效果的影响研究48-50
• 5.2.1 不同进水流量对钛电极板的除盐效率影响48-50
• 5.2.2 不同进水流量对钛电极板工作电流的影响50
• 5.3 进水流量对钛复合电极板的除盐效果的影响研究50-52
• 5.3.1 不同进水流量对钌铱涂层钛电极板的除盐效率影响50-52
• 5.3.2 不同进水流量对钌铱涂层钛电极板的除盐效率影响52
• 5.4 本章小结52-54
• 6 不同材料电极板对不同离子的去除效果测试54-64
• 6.1 不锈钢复合电极板对不同离子去除效果分析54-57
• 6.1.1 不锈钢复合电极板对同主族元素离子的吸附测试54-56
• 6.1.2 不锈钢复合电极板对同周期元素离子的吸附测试56-57
• 6.2 钛复合电极板对不同离子去除效果分析57-60
• 6.2.1 钛复合电极板对同主族元素离子的吸附测试57-59
• 6.2.2 钛复合电极板对同周期元素离子的吸附测试59-60
• 6.3 钌铱钛复合电极板对不同离子去除效果分析60-62
• 6.3.1 钌铱钛复合电极板对同主族元素离子的吸附测试60-61
• 6.3.2 钌铱钛复合电极板对同周期元素离子的吸附测试61-62
• 6.4 本章小结62-64
• 7 不同材料电极板对氨氮及有机物吸附效果测定64-70
• 7.1 不同材料电极板对氨氮吸附效果测定64-66
• 7.1.1 不锈钢电极板对氨氮去除效果分析64-65
• 7.1.2 钛电极板对氨氮去除效果分析65
• 7.1.3 钌铱钛电极板对氨氮去除效果分析65-66
• 7.2 不同材料电极板对COD_(Cr)吸附效果测定66-69
• 7.2.1 不锈钢电极板对COD_(Cr)去除效果分析67
• 7.2.2 钛电极板对COD_(Cr)去除效果分析67-68
• 7.2.3 钌铱涂层钛电极板对COD_(Cr)去除效果分析68-69
• 7.3 本章小结69-70
• 结论与建议70-73
• 致谢73-74
• 参考文献74-78
• 攻读学位期间的研究成果78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 姚吻华,牛永平,朱建辉,胡锁柱;电除尘器收尘极板腐蚀的处理方法[J];水泥;2003年08期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 律德财;基于高压交流激励电容层析成像系统研究[D];东北大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前4条

1 刘诗哲;隔离电极与极板的旋转对三维ECT传感器性能的影响[D];沈阳工业大学;2016年

2 乔云芬;新型气固两相流电容式传感器研究[D];东北大学;2011年

3 刘萌;电吸附极板材料对电吸附性能的影响研究[D];兰州交通大学;2016年

4 曹元宝;极板结构对直接甲醇燃料电池性能影响研究[D];大连理工大学;2009年

，

本文编号：941066