本文關(guān)鍵詞：不同陽(yáng)極電化學(xué)消毒過(guò)程中溴酸鹽的形成，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：Br~-廣泛存在于自然水體中,濃度一般在0.01mg/L~1.00mg/L范圍之間。Br~-本身無(wú)毒,但在消毒過(guò)程中可能會(huì)被具有強(qiáng)氧化性的消毒劑或消毒中間產(chǎn)物氧化,形成潛在致癌物BrO_3~-。電化學(xué)消毒技術(shù),作為一種新型消毒技術(shù),由于其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),在飲用水消毒處理中已表現(xiàn)出一定的發(fā)展?jié)摿�。同其他化學(xué)氧化消毒技術(shù)一樣,電化學(xué)技術(shù)所產(chǎn)生的氧化劑可能會(huì)與水中物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),形成不利于人體健康的消毒副產(chǎn)物(DBPs)。若消毒水體中存在溴化物,在電化學(xué)消毒電生氧化劑的作用下,溴類消毒副產(chǎn)物也極有可能生成。本文分別采用摻硼金剛石(BDD)電極、Ti/Ru O_2-Pt電極、Ti/Pt電極及Ti/Ru O_2-Ir O_2-Ti O_2電極四種消毒常用電極為陽(yáng)極,鈦電極為陰極,模擬含溴飲用水進(jìn)行電解消毒實(shí)驗(yàn),研究電化學(xué)消毒含溴水過(guò)程中溴類無(wú)機(jī)物質(zhì)的形成規(guī)律。主要結(jié)論如下:1.四種電極在C0(Br~-)為1.00mg/L、電流密度為100m A/cm2、p H為7、電極間距為1.5cm的電解條件下,均會(huì)形成BrO_3~-;且在相同反應(yīng)時(shí)間內(nèi),BrO_3~-形成濃度大小為BDD電極Ti/Pt電極Ti/Ru O_2-Pt電極Ti/Ru O_2-Ir O_2-Ti O_2電極。2.四種電極電解時(shí),電流密度與溴化物初始濃度[C0(Br~-)]跟BrO_3~-的形成濃度呈正相關(guān),即C0(Br~-)越大,BrO_3~-形成濃度越大,施加電流密度越大,BrO_3~-形成濃度越大。電極間距越小,BrO_3~-越易形成。相比于酸性堿性條件,BrO_3~-更易在中性環(huán)境下形成。3.分別對(duì)4種電極進(jìn)行4因素3水平正交實(shí)驗(yàn),得出4種因素對(duì)于BrO_3~-生成量的影響顯著性大小依次為p H、C0(Br~-)、電流密度、電極間距。以BrO_3~-形成量最少為控制條件,4種電極的較優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件為:C0(Br~-)為0.50mg/L,p H為7,電流密度為50m A/cm2,電極間距為2cm。4.在最佳正交實(shí)驗(yàn)條件下,BDD電極在130min內(nèi)細(xì)菌總數(shù)去除率達(dá)到99%,此時(shí)BrO_3~-副產(chǎn)物的生成量為0.042mg/L;其他三種電極在電解2h后,殺菌率均達(dá)到95%以上時(shí),BrO_3~-生成量?jī)H為0.018、0.042、0.026mg/L。而B(niǎo)DD電極消毒時(shí),當(dāng)BrO_3~-含量達(dá)到GB5749-2006規(guī)定的0.01mg/L時(shí),消毒率達(dá)到68%。5.通過(guò)電化學(xué)循環(huán)伏安掃描與RNO褪色實(shí)驗(yàn)可知,BDD電極、Ti/Ru O_2-Pt電極及Ti/Ru O_2-Ir O_2-Ti O_2電極主要依靠間接氧化作用氧化水中溴化物,而B(niǎo)DD電極所具有的更高的?OH產(chǎn)生能力,可能是BDD電極BrO_3~-產(chǎn)生最多的主要原因。6.從熱力學(xué)角度理論分析溴類無(wú)機(jī)消毒副產(chǎn)物形成的可能性,得出結(jié)論:不論是在酸性還是堿性條件下,?OH都能夠?qū)r~-氧化成Br2、HBr O、Br O-、BrO_2~-,直至BrO_3~-;若電極具有強(qiáng)?OH的產(chǎn)生能力時(shí),還可能最終被氧化為Br O_4~-。在此基礎(chǔ)上,初步提出?OH氧化Br~-所形成溴類無(wú)機(jī)副產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化路徑。7.通過(guò)實(shí)驗(yàn)論證,電解過(guò)程中溴元素并未從液相流失,而可能以其他價(jià)態(tài)的溴存在于水中。電解過(guò)程中,Br 隨電解時(shí)間的增長(zhǎng)呈下降趨勢(shì),且BDD電極的下降速率最快;活性溴與BrO_3~-均隨電解時(shí)間的延長(zhǎng)而增加,且4種電極的BrO_3~-生成速率均高于活性溴。由于BDD電極具有較強(qiáng)的?OH產(chǎn)生能力,在電解BrO_3~-溶液很可能有Br O_4~-的形成。
【關(guān)鍵詞】：不同陽(yáng)極 電化學(xué)消毒 飲用水 溴酸鹽
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU991.2
【目錄】：

• 摘要3-6
• abstract6-12
• 符號(hào)說(shuō)明12-13
• 第一章 緒論13-29
• 1.1 電化學(xué)水處理技術(shù)概述13-16
• 1.1.1 電化學(xué)氧化的基本原理13-14
• 1.1.2 電化學(xué)氧化的研究進(jìn)展14-16
• 1.2 電化學(xué)消毒技術(shù)概述16-21
• 1.2.1 電化學(xué)消毒技術(shù)的基本原理16-17
• 1.2.2 常用電極材料17-18
• 1.2.3 電化學(xué)氧化技術(shù)在消毒方面的應(yīng)用18-19
• 1.2.4 電化學(xué)消毒技術(shù)存在的問(wèn)題與不足19-21
• 1.3 溴類消毒副產(chǎn)物研究進(jìn)展21-26
• 1.3.1 溴離子來(lái)源21
• 1.3.2 溴類消毒副產(chǎn)物的毒性研究21-23
• 1.3.3 不同消毒技術(shù)下溴類消毒副產(chǎn)物形成的研究進(jìn)展23-26
• 1.4 課題的提出與意義26-27
• 1.5 課題來(lái)源27
• 1.6 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線27-29
• 1.6.1 研究?jī)?nèi)容27-28
• 1.6.2 技術(shù)路線28-29
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料及方法29-47
• 2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器29-31
• 2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑29-30
• 2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備30-31
• 2.2 實(shí)驗(yàn)裝置31-32
• 2.3 實(shí)驗(yàn)方法32-33
• 2.4 機(jī)理分析實(shí)驗(yàn)33
• 2.5 分析檢測(cè)方法33-47
• 2.5.1 溴離子分析監(jiān)測(cè)方法33-38
• 2.5.2 活性溴分析檢測(cè)方法38-40
• 2.5.3 BrO_3~-分析檢測(cè)方法40-43
• 2.5.4 菌落總數(shù)測(cè)試方法43-45
• 2.5.5 其他分析檢測(cè)方法45-47
• 第三章 不同陽(yáng)極在電解過(guò)程中溴酸鹽形成的影響因素研究47-75
• 3.1 陽(yáng)極材料的基本性質(zhì)47-51
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)所用電極參數(shù)47-48
• 3.1.2 表面形貌表征48-49
• 3.1.3 陽(yáng)極材料的電化學(xué)行為49-51
• 3.2 單因素影響實(shí)驗(yàn)51-65
• 3.2.1 不同電極材料對(duì)溴酸鹽形成的影響51-53
• 3.2.2 電流密度對(duì)電化學(xué)消毒過(guò)程中溴酸鹽形成的影響53-56
• 3.2.3 電極間距對(duì)電化學(xué)消毒過(guò)程中溴酸鹽形成的影響56-59
• 3.2.4 初始溴離子濃度對(duì)電化學(xué)消毒過(guò)程中溴酸鹽形成的影響59-62
• 3.2.5 pH對(duì)電化學(xué)消毒過(guò)程中溴酸鹽形成的影響62-65
• 3.3 正交試驗(yàn)65-70
• 3.3.1 正交實(shí)驗(yàn)理論65-66
• 3.3.2 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)66-67
• 3.3.3 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析67-70
• 3.4 循環(huán)消毒實(shí)驗(yàn)70-72
• 3.5 本章小結(jié)72-75
• 第四章 電化學(xué)消毒過(guò)程中溴類無(wú)機(jī)副產(chǎn)物的形成機(jī)理75-89
• 4.1 電化學(xué)氧化溴化物作用機(jī)理分析75-77
• 4.1.1 電極氧化行為分析75-76
• 4.1.2 氧化物質(zhì)產(chǎn)率測(cè)定實(shí)驗(yàn)76-77
• 4.2 溴酸鹽副產(chǎn)物形成的動(dòng)力學(xué)研究77-80
• 4.3 電化學(xué)消毒過(guò)程中溴類無(wú)機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化過(guò)程分析80-86
• 4.3.1 溴元素的存在形式80-81
• 4.3.2 溴類無(wú)機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的熱力學(xué)理論分析81-83
• 4.3.3 電化學(xué)消毒過(guò)程中溴類無(wú)機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)分析83-86
• 4.4 形成機(jī)理對(duì)于電化學(xué)消毒技術(shù)使用策略的指導(dǎo)86-87
• 4.5 本章小結(jié)87-89
• 第五章 結(jié)論與建議89-91
• 5.1 結(jié)論89-90
• 5.2 建議90-91
• 參考文獻(xiàn)91-99
• 致謝99-101
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其他學(xué)術(shù)成果101

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  本文關(guān)鍵詞：不同陽(yáng)極電化學(xué)消毒過(guò)程中溴酸鹽的形成，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：358835