循环冷却水DSA电极电化学除垢中试试验

以华北地区某机场中央空调循环冷却水为处理对象,进行了DSA电极电化学除垢中试试验.试验结果表明:工艺最佳运行工况是电流密度为25.56 A/m2、停留时间为4.0 min,硬度含量由进水的225.62 mg/L降至174.02 mg/L,比能耗为119.09 kW·h/kg;与实验室小试相比,阻垢剂的存在对除垢效果无显...     

微电解法降低循环冷却水硬度的试验

微电解法能够去除水中的成垢离子,降低水质硬度,是处理循环冷却水的一种主动防垢方法。采用单程处理方式处理用自来水与CaCO_3、NaHCO_3配制的模拟循环冷却水,研究了微电解法处理循环冷却水时去除硬度的特性以及电流密度、极板间距及停留时间3种影响因素对微电解装置去除硬度效果的影响情况。结果表明:当进水硬度保持不变,且运行条件(电流密度、极板间距及停留时间)一定时,微电解装置连续运行300 h,硬度去除率基本保持稳定,即其降低硬度的性能不会随时间的延长而发生明显变化;当电流密度为28 A/m~2、极板间距为5 cm、水力停留时间为30 min时,微电解装置能较好地降低循环冷却水的硬度,去除率可达42%左右,且极板腐蚀程度较低。     

电化学水处理技术降低循环水硬度的实验研究

使用电化学法处理某焦化企业实际循环水的实验,探究了循环水的硬度和碱度去除率随处理时间的变化情况。分析了电流密度、水力停留时间、极板间距等实验操作参数以及商用阻垢剂对电解效果和能耗的影响。结果表明：硬度和碱度去除率随处理时间呈现先上升后平稳的趋势,且碱度去除率总是高于硬度去除率;电流密度为70 A/m²、水力停留时间为6 min、极板间距为3 cm时电解效果最佳,硬度和碱度去除率可达27%以上,单位能耗低至13 kWh/kg;商用阻垢剂对电解效果具有阻碍作用。     

超重力-电催化耦合法降解含酚废水

将自制的超重力多级同心圆筒电解装置应用于电催化降解含酚废水的过程中, 解决电化学法处理废水存在"气泡效应"和"传质受限"导致的废水处理效率降低的难题。考察了超重力因子、电流密度、电解时间、电解质浓度、液体循环流量、苯酚初始浓度对废水降解效果的影响, 确定了超重力-电催化耦合法处理含酚废水的最佳工艺条件。结果表明:超重力因子为30、电流密度为200A/m²、电解质浓度为3g/L、液体循环流量为80L/h、电解时间为7h时, 处理初始浓度100mg/L的含酚废水, 苯酚去除率可达99.1%, COD去除率可达24.7%。超重力电催化法强化了离子传质过程, 实现了废水中苯酚的高效去除, 为含酚废水的处理研究探索了一种新途径。     

焦炭与不锈钢耦合阴极的电化学水软化性能研究

以304不锈钢网作为外层支撑床,锯齿不锈钢网作为内部支撑结构,在复合锯齿网的锯齿空隙中填充焦炭,制备了一种由焦炭与不锈钢两种材料耦合的填充床电极,用于解决电化学水软化阴极无法长期高效运行的问题。探究了最优的电极结构参数,结果表明,在阴阳极间距、外层平网孔径和表观电流密度分别为1.5 cm、20目、80 A/m²时,电极对总硬度为700 mg/L的模拟循环冷却水的软化速率达到最佳,为46.873 g/(m²·h)。当电极表面被垢层覆盖导致软化速率大幅下降时,通过振动方式对电极进行再生,研究了电极的使用寿命,结果表明,维持电极连续工作37 d,电极对循环冷却水仍保持较高的软化速率,可维持电化学水软化系统的长期高效运行。本研究可为解决电化学水软化阴极因无法有效再生导致的电化学水软化系统性能下降问题提供参考。     

Ti/SnO_2-Sb-Ni阳极电化学氧化系统回收S单质并同步实现含硫废水处理的研究

采用电化学氧化处理煤化工含硫废水并同步回收单质S。Ni掺杂能够有效提高Ti/SnO_2-Sb阳极的电化学活性,在电流密度40 mA/cm²时,经过48 h的电解,COD由51 100 mg/L降低至6 880 mg/L,去除率为86.54%,色度(ADMI)去除88.50%。COD的降解符合一阶动力学,动力学常数K_1为0.039 5 h2时,经过48 h的电解,COD由51 100 mg/L降低至6 880 mg/L,去除率为86.54%,色度(ADMI)去除88.50%。COD的降解符合一阶动力学,动力学常数K_1为0.039 5 h^(-1),电流效率和能耗分别为38.58%和35.72 kWh/kg COD,同时回收S单质4.55 g/L。回收的S单质系废水中含硫有机物在阴极被还原后又在阳极被氧化而生成,表明电化学氧化系统能够通过调控阴阳极,将含硫有机物回收为S单质,并同步实现废水的处理。     

电化学-微滤耦合工艺对循环水钙硬度的结晶分离

为解决工业冷却循环水系统中水垢沉积导致换热效率降低和管路腐蚀等问题,本文提出了一种电化学-微滤耦合反应体系,以Ti/SnO_2-Sb₂O₅-RuO₂-IrO₂钛滤膜为阴极,利用电解过程营造的局域强碱性和本身的微滤功能,同步实现钙硬度的高效结晶与分离。在膜反洗阶段,倒极后钛滤膜为阳极,其原位电解产生的H⁺能够溶解附着在膜表面和孔道内的水垢,实现水垢的剥离。结果表明,膜孔径越小,钙硬度去除率越高,以孔径为2μm的钛滤膜作阴极时,钙硬度去除率可达79%。电流密度从1mA/cm²增加到5mA/cm²时,钙硬度去除率从28%增加至86%,但电流密度进一步增加至10mA/cm²后,钙硬度去除率下降至78%。碱度增加有利于钙硬度的去除,当[HCO₃^-]/[Ca²⁺]摩尔比从0.7∶1提升至1.4∶1时,钙硬度去除率从53%增加至83%。当流速从5mL/min增加到20mL/min时,钙硬度去除率从84%下降至46%,能耗由3.06kWh/kgCaCO₃降为1.38kWh/kgCaCO₃,远低于传统电化学除硬体系。膜表面滤饼形成和膜孔内堵塞是引起钛滤膜污染的主要机制,经极性反转后,膜通量可恢复至78%左右。XRD和SEM分析表明,钛滤膜表面富集的CaCO₃主要为方解石晶型。电化学-微滤耦合除硬以及膜反洗过程主要由电子驱动,避免了大量膜清洗剂的使用,为循环水系统中硬度离子的去除提供了新思路。     

Ce-PbO2电极的制备及对苯磺酰胺的电催化降解

采用共沉积法制备了铈改性二氧化铅电极，利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、能谱仪(EDS)对电极表面微观结构和形貌进行了表征，同时测试了电极的电化学性能和电催化性能。结果表明：Ce-PbO₂电极表面结构致密，平均晶粒尺寸为17.83 nm，析氧过电位1.62 V(vs. SCE)，强化寿命可达74 h。在苯磺酰胺初始浓度50 mg·L^-1，电流密度40 mA·cm^-2,pH为6的条件下降解120 min后苯磺酰胺模拟废水的去除率为97.68%，化学需氧量(COD)去除率为62.45%。在40 mA·cm^-2的条件下对实际磺胺类废水处理4 h,COD去除率可达75.36%。     

超声强化Ti/RuO_2-IrO_2阳极对焦化废水中有机物的深度降解

以Ti/RuO_2-IrO_2电极为阳极,通过超声-电化学氧化对焦化废水生化出水进行电解处理,探究了电流密度、反应温度、初始pH值等对超声-电化学氧化处理出水中有机物降解程度的影响。结果表明,当电流密度为15 mA/cm²,温度为25℃,pH为7时,超声-电化学氧化处理出水中COD和TOC去除率分别为84.5%和75.0%,比单一使用电化学氧化处理出水COD、TOC去除率分别提高了8.5和6.0个百分点;低温和弱酸性更有利于超声协同电化学反应的高效运行。     

曲面响应法优化电化学氧化工艺深度处理垃圾渗滤液生化出水的研究

以Ti/RuO₂-IrO₂电极为阳极、不锈钢电极为阴极构建电化学氧化工艺，用于前置反硝化/PN/Anammox混凝后的垃圾渗滤液脱氮除碳处理的研究。采用响应曲面法的BBD法考察电流密度、极板间距、初始pH、反应时间对COD去除率的交互影响，并建立相关的数学模型，分析电化学氧化过程中总氮的转化。结果表明，各个影响因素显著，模型回归线性好，预测COD去除率最大值为89.38%。最佳实验条件为：电流密度为350 mA/cm²、极板间距为24 mm、初始pH为7.0、反应时间为3.2 h。实际测得的COD去除率为90.12%,对腐殖酸、腐殖质类物质去除效果好，总氮中的氨氮被完全去除，部分氨氮转化为硝氮。     

复合网状阴极增强电化学水软化系统性能研究

针对工业循环冷却水系统中低除垢速率限制电化学水软化技术应用的问题,采用多层不同孔径金属丝网耦合的复合网状阴极增强电化学水软化系统性能。结果表明:采用复合阴极的水软化系统除垢速率高达29.16g/(m2·h),能量消耗低至6.0 kW·h/kgCaCO3。系统性能的提升归因于阴极特殊的结构,该结构可将化学反应(碱度产生和水垢沉积)分离和定位到复合网状阴极的不同区域,从而提高了除垢速率。     

电化学法处理冷却循环水技术的应用

目前冷却循环水的处理方式主要局限在除垢方面且除垢效果有限,在阻垢方面少有报道。为了解决这一问题,本文提出了一种电化学法处理冷却循环水的新技术。采用自制电解系统对模拟循环水进行高频电场处理,通过调整电化学参数得到了最佳工艺条件,并深入分析了工艺机理。在实验研究基础上本装置在某企业进行了中试,进一步验证及完善了工艺条件。得出当电流为16 A、电压为5 V、极板间距为75 mm、流量为1000 m3/h时处理效果最佳。研究结果表明：该工艺具有极佳的阻垢效果;可使老化水垢松软便于剥离去除,表现出很好的除垢效果;可有效改变沉积物的晶型;方便高效,绿色环保。     

电解参数对循环冷却水处理及倒极除垢效果的影响

利用电化学法处理循环冷却水,探究电解参数对处理效果的影响,并探究不同倒极条件对阴极结垢的剥离效果和剥离方式。结果表明,当水质硬度为800 mg/L、Cl-质量浓度为567.2 mg/L、电流密度为10 mA/cm2、水力停留时间为10 min时,硬度去除质量浓度为300 mg/L,Cl-去除质量浓度为140 mg/L,活性氯质量浓度为8.74 mg/L,电流效率为88.44%;在除垢时间为8 min,倒极电流密度为5 mA/cm2的条件下,阴极结垢剥离率达到了94.3%,以物理脱落为主。倒极电流密度过高会造成水质硬度上升,除垢时间过长会造成电极腐蚀。     

电化学高级氧化对HEDP的降解效能研究

羟基亚乙基二膦酸（HEDP）是典型的有机膦缓蚀阻垢剂,广泛存在于工业水处理系统中,其常规生物降解率低于5%,已成为工业废水处理回用和外排的制约因素。为此,探索了电化学高级氧化法对HEDP的降解效能,考察了电流密度、Na₂SO₄浓度、pH、温度及溶液流速等关键参数对HEDP降解率的影响;利用电子自旋共振测试,自由基猝灭方法和HEDP降解动力学探讨了HEDP的降解机制。结果表明,电流密度为30 mA/cm²,电解质Na₂SO₄浓度为0.1 mol/L,pH=11,温度为30℃,溶液流速为500 ml/min时HEDP降解率最高,90 min内可达99.7%;研究采用的电化学高级氧化体系产生羟基自由基（·OH）和硫酸根自由基（SO{}_{\mathrm{4}}^{-}·）,仅·OH可以降解HEDP,·OH与HEDP的反应速率常数k_•OH,HEDP=（4.28±0.24）×10⁸ L/（mol·s）。     

HERO工艺在煤化工废水处理与回用中的应用

介绍了高密度澄清池+V型滤池+树脂软化+高效反渗透组合工艺处理某煤化工废水的效果、设计参数及调试运行情况。该工程设计处理水量为500 m3/h,主要去除水中的SS、硬度、COD。运行结果表明,高效反渗透(HERO)工艺具有回收率高、出水水质稳定的优点,其出水可满足工业循环冷却水补水水质的要求。     

相变微胶囊悬浮液储能系统放冷特性实验研究

利用相变材料定温储能特性,搭建了以水为换热流体、相变微胶囊（MPCM）悬浮液为储能介质的潜热储能系统。采用放冷速率、相变完成率、单位体积放冷量和对流传热系数表征实验系统的放冷特性,通过该潜热储能系统与以纯水为工作介质的显热储能系统的对比,分析了循环水体积流量以及搅拌速率对系统放冷性能的影响。结果表明：MPCM主要在17~19℃范围内发生相变,当悬浮液温度到达20℃时,其相变完成率接近90%;增大循环水流量可以提高放冷速率,循环水体积流量为6 L·min^-1时,MPCM悬浮液的放冷速率在相变区间最高可达1.52 kW,相较于显热储能系统提升了70%;在0~200 r·min^-1的范围内,增大搅拌速率可增大MPCM悬浮液的单位体积放冷量和对流传热系数,搅拌速率为200 r·min^-1时,MPCM悬浮液的单位体积放冷量和对流传热系数分别为73.86 MJ·m^-3和2176 W·m^-2·K^-1,比显热储能系统分别高1.66倍和1.87倍。     

KBaB5O9的两步法制备及其过程动力学研究

本文利用溶液法制备了K₂Ba[B₄O₅(OH)₄]₂·8H₂O,并将其进行热处理制备得到了KBaB₅O₉,利用XRD、FT-IR、TG-DTA-DTG对样品进行了表征。分析研究了由K₂Ba[B₄O₅(OH)₄]₂·8H₂O热处理制备KBaB₅O₉过程中的物相变化过程,其物相变化经历脱结晶水、脱羟基、重结晶、再分解、熔融再结晶5个阶段,其中结晶水的脱失分两步进行。运用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法、Šatava-Šesták法对K₂Ba[B₄O₅(OH)₄]₂·8H₂O结晶水第二步脱失过程的动力学参数进行了计算,可知K₂Ba[B₄O₅(OH)₄]₂·8H₂O结晶水第二步脱失过程的活化能E_s为151.94 kJ/mol,指前因子的对数值lg A_s为21.25 min^-1,机理函数G(α)=(1-2α/3)-(1-α)^2/3(其中α为转化率)。     

电化学高级氧化对HEDP的降解效能研究

羟基亚乙基二膦酸（HEDP）是典型的有机膦缓蚀阻垢剂,广泛存在于工业水处理系统中,其常规生物降解率低于5%,已成为工业废水处理回用和外排的制约因素。为此,探索了电化学高级氧化法对HEDP的降解效能,考察了电流密度、Na₂SO₄浓度、pH、温度及溶液流速等关键参数对HEDP降解率的影响;利用电子自旋共振测试,自由基猝灭方法和HEDP降解动力学探讨了HEDP的降解机制。结果表明,电流密度为30 mA/cm²,电解质Na₂SO₄浓度为0.1 mol/L,pH=11,温度为30℃,溶液流速为500 ml/min时HEDP降解率最高,90 min内可达99.7%;研究采用的电化学高级氧化体系产生羟基自由基（·OH）和硫酸根自由基（SO{}_{\mathrm{4}}^{-}·）,仅·OH可以降解HEDP,·OH与HEDP的反应速率常数k_•OH,HEDP=（4.28±0.24）×10⁸ L/（mol·s）。     

冷却水流量对ORC系统性能影响的实验研究

采用自主研发的单螺杆膨胀机作为机械动力,实验研究了冷却水流量对ORC余热发电测试系统及单螺杆膨胀机性能的影响。实验结果表明：当冷却水流量从8 m³·h^-1升至19 m³·h^-1时,单螺杆膨胀机输出功和轴效率分别从4.31 kW、36.38%增至5.15 kW、41.1%,分别增加了19.5%、13%。针对本实验系统,在考虑润滑油泵、工质泵、冷却水泵和冷却塔风扇等所有系统辅机功耗之后,当冷却水流量为12 m³·h^-1时,系统净输出功和系统净效率达到最大值,分别为2.44 kW和2.47%。通过研究冷却水流量对ORC系统性能的影响,为ORC冷却系统的设计和优化系统性能提供重要的实验依据。