抛石环境中铝合金阳极性能评价及其对海底隧道钢壳保护效果评估

目的 解决埋覆介质中牺牲阳极电化学性能评价的不确定性,实现非匀质介质中牺牲阳极电容量测试结果的评价和对比.方法 模拟沉管隧道埋覆的环境介质,对铝合金牺牲阳极的电容量和溶解形貌进行评测.为区别于现有的海水等匀质介质中阳极的检测方法,建立非匀质介质中铝阳极电化学性能评价方法.另外,在上述埋覆介质中,测定阳极和阴极的极化曲线,修正仿真计算的边界条件,有利于模拟这种高电阻率介质环境下阴极保护电位分布.结果 测试箱所测电阻率与商用便携式电导率仪测定精度相当.A1阳极在低电阻率的海水中(25～40?·cm)性能稳定,电容量稳定在2500 A·h/kg,溶解性能良好;在40?·cm海淡水+回填石的混合介质中,电容量测试值数据波动大,重现性差.B1阳极在海水(25～40?·cm)中的电容量和A1阳极相当,未见到差异,在40?·cm海淡水+回填石混合介质中,电容量数值分散性小,电化学活性高.结论 混合介质中的评价试验体现了海淡水、混合介质电阻率和回填石对阳极溶解产物阻滞的综合效应,提高了抛石环境中铝阳极寿命评估的准确性,尤其适用于沉管隧道钢壳用铝合金阳极电化学性能评价和牺牲阳极保护效果评估.     

转盘式光催化燃料电池处理染料废水

采用阳极氧化法制备转盘式TiO_2阳极,设计并开发了转盘式光催化燃料电池(PFC),探讨了圆盘转速对PFC中染料降解效果的影响。实验结果表明:随着圆盘转速的提高,污染物和光电界面反应产物的传质作用得以强化,罗丹明B降解率提高;在圆盘转速为1 600 r/min、反应时间为60 min的条件下,罗丹明B降解率达90.8%,是圆盘转速为0 r/min时的8.5倍;光电流也随着圆盘转速的提高而提高,但提高幅度远小于罗丹明B降解率的提高幅度;同时,加强传质作用后再外加电压对PFC催化降解性能的提高作用有限。     

阳极COD对榨菜生产废水MDC产电、脱盐的影响及氨氮去除的微生物群落分析

构建了3室榨菜生产废水微生物脱盐燃料电池系统(microbial desalination cell,MDC),探讨了其阳极COD对榨菜废水MDC产电、脱盐的影响;通过微生物群落分析,探查了脱盐室NH_4~+-N的去除途径。结果表明:在产电性能方面,MDC阳极COD为900 mg·L~(-1)时较400 mg·L~(-1)与1 400 mg·L~(-1)时更优,在1 000Ω的外电阻负载下,其输出电压、最大功率密度、库仑效率分别为550 mV、2.91 W·m~(-3)、(15.7±0.5)%;在脱盐方面,阳极COD为400 mg·L~(-1)时,较其他2种情况更优,MDC的脱盐时间、脱盐速率、电子利用效率分别为910.5 h、5.15 mg·h~(-1)、111%。阳极COD不同的MDC脱盐室,其NH_4~+-N的去除途径基本相同。脱盐室部分NH_4~+-N转化为NO_3~--N后,通过自身的反硝化或以NO_3形式迁移至阳极得以去除,剩余的大部分NH_4~+N以NH_4~+形式迁移至阴极,在碱性环境下转化为NH_3并排出。高通量测序分析结果表明,水解发酵菌属(总丰度为33.21%)为MDC阳极的核心微生物群落。阳极生物膜中的电化学活性菌(总丰度为11.78%)可实现电池的产电功能,反硝化菌属(总丰度为14.61%)的存在证明,脱盐室盐室NO_3~--N迁移至阳极室后进行了反硝化并得以去除。在脱盐室水体中检测到了氨氧化菌属(总丰度为6.93%)及反硝化菌属(总丰度为15.82%),这也是脱盐室中NO_3~--N快速产生和随后浓度陡降的原因。     

阳极材料对苯酚废水处理效果的影响研究

应用自制电化学反应器研究了不同阳极材料对苯酚废水的电催化氧化处理效果的影响.实验结果表明,在相同的实验条件下,钛基RuO2和钛基SnO2种新型阳极处理苯酚废水的电催化氧化效果要远好过传统的阳极材料石墨.     

TiO_2/GeO_2复合膜光催化氧化处理活性蓝染料废水

自制了一种新的TiO_2/GeO_2复合膜光催化氧化反应器,研究了该反应器对经臭氧氧化处理后的活性蓝染料废水的光催化氧化降解过程.在过氧化氢加入量为400 mg/L、光照120 min的条件下,COD去除率可达92.5%,处理后废水COD为39.4 mg/L,达到GB8978-1996<污水综合排放标准>.     

Ti/SnO2-Sb2O3/β-PbO2阳极消毒处理医院污水

采用热分解+电沉积法制备Ti/SnO2-Sb2O3/β-PbO2作为阳极消毒处理医院污水,初步探讨其杀菌基本原理,并研究了阳极材料、电流密度、电极间距、NaCl电解质浓度对消毒效果的影响。结果表明,以Ti/SnO2-Sb2O3/β-PbO2作为阳极,碳纤维作为阴极,在电流密度为80 A/m2,消毒时间为12 min,电极间距为5 mm,不添加电解质的实验条件下,处理后出水的粪大群肠菌数小于500 cfu/L,符合污水综合排放一级标准(GB8978-1996)。     

BDD电极阳极氧化垃圾渗滤液纳滤浓缩液

实验研究了电化学技术阳极氧化垃圾渗滤液纳滤浓缩液,比较了不同阳极种类、电流密度和极板间距对污染物降解的影响。结果表明,掺硼金刚石(boron-doped diamond,BDD)薄膜电极作为阳极,比钛基镀钌铱(Ti-RuO2-IrO2)和钛基镀铂(Ti-Pt)电极作为阳极时,有机物的矿化更为迅速。选用BDD电极作为阳极,不锈钢电极作为阴极,随着电流密度的增加(10~100 mA/cm2),TOC去除率随之提高,极板间距的改变(2~12 mm)对TOC的降解影响较小。BDD阳极氧化6 h后,浓缩液的TOC去除率达到94%。研究表明,BDD电极阳极氧化技术可有效地处理垃圾渗滤液纳滤浓缩液,可将其应用于高毒性难生物降解的有机废水的处理工艺中。     

阳极氧化联合电-Fenton氧化深度处理垃圾渗滤液

采用多孔碳素阴极、Ti/SnO2-Sb2O5-IrO2阳极构建电化学氧化系统用于渗滤液的深度处理。研究结果表明,所构建的电化学氧化系统通过阳极氧化和电-Fenton氧化2种机制降解有机污染物;处理过程中阴极表面形成的沉淀物对TOC和COD的衰减也产生了影响。在阴极电位为-1.0 V、Fe2+初始浓度为0.5 mmol/L的条件下,电化学处理120 min获得了58%的TOC去除;处理480 min COD去除率为55%,NH3-N去除率为99%,TN去除率为60%,色度几乎被完全去除。GC-MS分析结果表明,渗滤液中以腐殖质类物质为主的有机化合物被降解为分子量相对较小的有机物,直至完全矿化。联合阳极氧化和电-Fenton氧化机制的电化学处理方法为垃圾渗滤液深度处理提供了新的选择。     

阳极溶出伏安法快速测定地表水中镉

利用阳极溶出伏安法原理,采用PDV 6000型重金属快速分析仪测定地表水中的镉。在1.25μg/L~40.0μg/L范围内,质量浓度与阳极溶出峰电流和峰面积呈良好的线性关系,方法检出限为0.001 mg/L,水样平行测定的RSD为8.9%,加标回收率为80.5%~118%,与石墨炉原子吸收光谱法的测定结果基本一致。     

环境污染事故中重金属优先快速监测方法研究

在国内外重金属监测技术的基础上对环境污染事故中重金属（铜、铅、锌、砷、汞、铬、镉）的两种主要快速监测方法进行了研究。研究结果表明：比色法可测试铜、铅、锌、镉、六价铬5种重金属,且精密度与准确度均较好;阳极溶出伏安法（ASV）可测试铜、铅、锌、镉、砷、汞6种重金属,但测定六价铬时偏差较大;除六价铬和铜外,阳极溶出伏安法的测试范围较比色法宽,且检出限较低;阳极溶出伏安法可同时测定镉、铅、铜3种金属,具有较好的适用性。