工業(yè)有機廢水造成環(huán)境問題日益突顯,而電催化氧化技術(shù)作為有效的處理手段,一直都是環(huán)保技術(shù)研究的重點。本文以對甲氧基苯酚(PMP)作為模型污染物,采用計算流體力學(CFD)數(shù)值模擬技術(shù),研究了電化學反應器中降解氧化過程的氣泡效應、流動和傳質(zhì)行為,為反應器設計和最佳操作條件選擇提供理論依據(jù)。本文采用紫外吸收光譜技術(shù)研究對甲氧基苯酚降解過程,結(jié)合相關(guān)降解動力學文獻,利用MATLAB非線性擬合得到表觀非均相速率常數(shù)k_(app)和吸附-解吸平衡常數(shù)K,為后續(xù)數(shù)值模擬提供降解反應信息。采用高速攝像機記錄降解反應的4-5 min過程,從拍攝照片分析了陽極表面氣泡群的運動行為,利用ImageJ統(tǒng)計了氣泡的尺寸信息,得到氣泡的平均直徑為0.125 mm。將降解過程圖片經(jīng)過反相、圖像二值化處理,得到電極反應區(qū)表面氣相分率,結(jié)合攝影景深得到電極反應區(qū)的氣相分率。實驗與模擬結(jié)果吻合性良好,表明數(shù)值模擬的數(shù)學模型的正確性。模擬計算中采用歐拉-歐拉方法描述了降解過程的兩相氣泡流,為了準確預測電解槽中的兩相氣泡流,采用界面面積濃度模型來計算氣泡尺寸效應,且對比恒定尺寸和變化尺寸氣泡表明氣泡的尺寸效應對氣相運動有重要的影響。模擬得到不同條件的流動情況、PMP濃度分布情況和氣相分率分布情況,表明反應器進口緩沖區(qū)存在滯留區(qū),氣泡層對PMP分布有較大的阻力效應;相比其他條件,電極間距對流動和PMP分布有著較大影響;從減小氣泡效應角度,最佳操作條件為I=45 A/m~2,u_(in)=0.07 m/s,δ=8 mm。通過分析不同條件的陽極表面的舍伍德數(shù)分布情況,得到降解反應和氣泡效應對陽極表面的傳質(zhì)有重要作用,且傳質(zhì)區(qū)域大多處于28-50%的傳質(zhì)效率。
【學位單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：O646.54;X703
【部分圖文】：

避免了鹽對微生物菌群的不利影響，尤其去除效率表現(xiàn)顯著。Woolard 和 Irvine[15]等人鹽廢水體系，實驗中采用了間歇操作的生物膜物膜間歇反應器（SBBR），結(jié)果表明此體系的不受苯酚濃度變化影響，可產(chǎn)生穩(wěn)定、高質(zhì)量反應器處理性能。此外，厭氧生物法處理廢水式厭氧污泥床、厭氧接觸系統(tǒng)等多種處理反應氧濾池對魚粉工業(yè)廢水研究，在有機負載率（水 COD 去除率高達 80%，結(jié)果表明厭氧濾池利用上流式厭氧污泥床技術(shù)處理有機廢水，研留時間（HRT）、NaCl 含量、營養(yǎng)物添加量等R=13.8 g/(L d)和 HRT=3）。目前，生物法處理流程過程可看到生物法在有機廢水領(lǐng)域內(nèi)應，有待于后期實驗研究。

圖 1-2 兩相流的流型分類圖表[58]Fig. 1-2 Different regimes for two-phase flows[氣泡流在許多電化學工程過程應用相當遞過程和電極電位都會產(chǎn)生重要的影為活性自由基或離子轉(zhuǎn)移到電極上，反，電極上溶解的氣體局部濃度超過飽和飽和電解液溶解氣體轉(zhuǎn)移電極表面，表氣泡達到足夠的尺寸，這些氣泡就會離氣泡發(fā)生向上和軸向運動，在電極表面層[59, 60]。像這樣具有析氣效應的垂直電化學反應器[61]（Vertical Plane ElectPERGE）。垂直平板析氣電化學反應器分為：（1）強制對流裝置反應器，電解極間距中循環(huán)流動；（2）自然對流循環(huán)起電解質(zhì)溶液的流動；（3）無凈流動裝

電解液的再循環(huán)減小電體分率。循環(huán)電解質(zhì)溶液程，而減小氣相分率增加極的舊式隔膜式氯氣電池解質(zhì)溶液。在配備箱式解液的降液管。箱式電循環(huán)，從而減少隔膜一側(cè)如高壓下的電解，可減過程在其它精細技術(shù)領(lǐng)域法模擬了高孔隙表面的在石墨烯的金屬催化劑

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 徐紅;蘇靜;項新亮;黃衛(wèi)民;林海波;;濾壓式電解槽中氨氮間接電氧化反應動力學[J];高等學�；瘜W學報;2008年07期

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相關(guān)博士學位論文 前2條

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本文編號：2815006