活性炭涂层电极电容去离子的性能

采用活性炭涂层电极构建电容去离子吸附装置,以氯化钠模拟含盐原水,研究电压、流量、进水浓度等操作参数对活性炭涂层电极脱盐效率和能耗的影响。实验结果表明,去除率和比吸附量随着电压的增大而增加,且比能耗随之增大。流速越小,出水的浓度越低,当对出水的浓度要求较高时,宜采用小流速。当进水浓度低于活性炭涂层电极的饱和吸附量时,比吸附量随着进水浓度呈线性增加;当达到饱和吸附量时,比吸附量不会随进水浓度的增大而发生改变;比能耗随着进水浓度的增加而降低。     

三维电极电Fenton法对苯酚废水处理效果实验研究

采用三维电极电Fenton法对制陶工艺含酚废水进行处理,选择pH、时间、电压、FeSO₄·7H₂O投放量、通气量、电解质投放量以及电极间距为单因素,设置不同水平,研究苯酚和COD的去除效果,同时探讨了该方法的电化学能耗。结果表明:在pH为3,电压为15 V,FeSO₄·7H₂O投放量为1.8 g/L,通气量为9 L/min,Na₂SO₄粉末投加量为1.0 g/L,电极间距取10 cm,反应120 min的条件下,废水中苯酚及COD去除率可分别达到94.13%和86.67%,处理效果明显,且能耗较二维电极大大减少,可为该方法在含酚废水处理领域的应用提供参考。     

活性炭与炭黑混合电极的脱盐性能及相关工艺参数的优化

混合电极中各组分的质量比是影响膜电容去离子(membrane capacitive deionization, MCDI)系统脱盐性能的重要因素。重点研究了混合电极中活性材料(活性炭)、导电剂(炭黑)和粘结剂(聚四氟乙烯)3种组分的质量比对MCDI系统脱盐性能的影响,并优化了工艺参数。实验结果表明,在进水氯化钠质量浓度为0.4 g·L⁻¹时,控制活性炭、炭黑及聚四氟乙烯的质量比为8∶1∶1、运行电压为1.2 V,进水流速为4 mL·min⁻¹,MCDI系统具有较优异的脱盐性能,其吸附容量和脱盐速度分别为10.13 mg·g⁻¹和0.44 μmol·(cm²·min)⁻¹,电荷效率和单位能量脱盐量可分别达95.27%和8.23 μmol·J⁻¹;而且,增大进水中氯化钠浓度会进一步提升MCDI系统的吸附容量和脱盐速度,但其脱盐率会有所降低。吸附热力学和动力学拟合结果表明,此混合电极材料脱盐过程分别符合Freundlich吸附等温方程和准二级动力学方程。     

倒极长寿命的Ti/RuO2-IrO2-RhOx电极对氨氮废水的处理效能

在电化学处理高硬度氨氮废水过程中,Ca²⁺、Mg²⁺等会在电场作用下富集并沉积在电极表面,引起电极结垢,最终影响氨氮去除效率。倒极除垢操作简单、脱垢效果佳,但会折损电极寿命。为了解决这一问题,研制了一种可在倒极操作下保持长寿命的Ti/RuO₂-IrO₂-RhO_x新型电极,以用于处理上述高硬度氨氮废水。结果表明,在倒极操作下,Ti/RuO₂-IrO₂-RhO_x电极加速寿命高达1 400 h,分别是Ti/RuO₂-TiO₂与Ti/IrO₂-Ta₂O₅电极的47倍与23倍。物理化学表征结果表明,RuO₂-IrO₂-RhO_x涂层为致密均匀固溶体,表面有簇状晶粒析出。将研制的Ti/RuO₂-IrO₂-RhO_x新型电极用于电解氨氮废水,发现其在析氯与氨氮去除方面均优于Ti/RuO₂-TiO₂和Ti/IrO₂-Ta₂O₅。此外,氨氮浓度、电流密度以及初始氯离子浓度对氨氮去除效率均有明显影响。以上研究结果可为Ti/RuO₂-IrO₂-RhO_x新型电极在氨氮废水的处理中的应用提供参考。     

生物电化学措施下SBBR中的亚硝酸盐累积性能及微生物学特征

针对常温下生活污水短程硝化难以实现且稳定性差的难题,探究了生物电化学措施对序批式生物膜反应器(SBBR)中NO₂⁻-N的累积性能及微生物学特征的影响。对SBBR施加生物电化学措施后,通过调控外加电极电势可实现其中电极氨氧化作用的发生及强化,且不同的外加阳极电势会显著影响系统中NH₄⁺-N的转化效果、氧化产物类型及菌群结构。随着外加阳极电势由0.00增至0.50 V,SBBR中电极氨氧化作用的强度逐步提高,系统的NH₄⁺-N氧化效率(AOE)与NO₂⁻-N累积效率(NiAE)分别增至(97.07±1.20)%和(92.79±2.12)%;当外加阳极电势≥0.80 V后,SBBR中NH₄⁺-N的氧化产物因工作电极上的析氧反应转而以NO₃⁻-N为主,电极氨氧化作用的强度因电势不断升高而受到抑制,系统的AOE随之恶化。将外加阳极电势恒定为0.50 V,生物电化学强化型SBBR在常温下处理生活污水时可取得理想的NH₄⁺-N转化效率(AOE=(99.33±0.11)%)与较高水平的亚硝酸盐累积量(NiAE=(88.08±2.07)%),此时系统中的电极氨氧化作用可得到较大程度的强化,其电活性生物膜中的优势菌属包括Nitrosomonas(33.54%)、Geobacter(15.24%)和Empodebacter(16.88%),三者在NH₄⁺-N厌氧氧化过程中起关键作用。     

线板排布对静电除尘性能影响的数值模拟

为揭示电极排布对线板式电除尘器除尘性能的影响规律,基于电晕电场模型、k-ε湍流模型、Lawless电荷累积模型,建立了电除尘多物理场模拟模型,并通过改变极板间距和极线间距,分析了电场电势、风速、颗粒运动轨迹、除尘效率的变化特征。结果表明：极板间距增大降低了电势变化速率,极线间距减小导致放电极电势分布由点式转为条状,极线周围电势影响程度增强;增加极板间距或极线间距,均能减小流场内涡流范围,提高流速分布的均匀性;极板间距或极线间距减小,颗粒轨迹偏移的角度增大,除尘效率随之升高,且颗粒在电场停留的时间缩短;除尘效率与颗粒粒径呈正相关,除尘效率与极板间距或极线间距呈负相关。模拟得到的优化工况为：当极线间距为180 mm、极板间距为200 mm时,电除尘器对粒径为2.5 μm的颗粒除尘效率为98.6%。本研究通过构建新的模拟模型应用于线板式电除尘器的工况优化中,可为电除尘器结构优化设计和性能提升提供参考。     

电极配置和操作条件对静电油烟净化效率的影响

以有机气溶胶发生器产生的0.02~2.02 μm癸二酸二辛酯颗粒模拟餐饮业排出的油烟PM_2.5组分,利用静电低压撞击器颗粒物检测仪测定各粒径范围的颗粒个数和质量浓度,并系统研究了电极配置、电场风速和供电电压等因素对静电油烟净化效率的影响。结果表明：油烟荷电量以及荷电颗粒迁移距离是影响净化效率的关键因素,优化电极配置的增效作用明显;提高荷电区电离电压对油烟净化的增效作用大于提高收尘区电压;0.13~0.23 μm粒径范围的油烟最难去除,其分级净化效率直接影响总净化效率;降低电场风速或增加串联模块数可增大油烟在电场的停留时间,继而提高净化效率。工程设计中,可根据安装空间和处理气量波动等实际情况,合理匹配串联模块数和电场风速,提高效益费用比。     

阴阳极成对耦合紫外光辅助电催化降解毒死蜱

以空气扩散阴极、纯铂阳极和紫外灯构建了阴阳极成对耦合紫外光辅助电催化的体系,并系统地研究了电流密度、阳极SO42-浓度以及毒死蜱初始浓度对毒死蜱降解效果的影响.结果表明,当阴极/阳极的电流密度为45/450 mA·cm-2,阳极SO42-浓度为1.0 mol-L-1,毒死蜱初始浓度为25 mg·L-1时,反应60 mi...     

电渗透加压脱水机

日本神钢ハニテツタ开发的电渗透式加压脱水机，是在加压脱水机内装入电极．用电能来帮助污泥粒子移动．可防止污泥阻塞过滤膜，使污泥脱水能力大大提高。选种脱水机每日可处理113700m^3水量．而过滤面积只有普通加压脱水机的1/2以下。