电吸附水处理模块的设计及性能研究
电吸附法利用电化学方法去除溶液中的离子,从而实现溶液的脱盐净化。电吸附水处理模块的电极板具有很高的比表面积,电极板与外加电源相连接,离子在电场的作用下向电极板迁移,并最终被吸附在电极-溶液表面的双电层上,从而实现溶液的净化。电吸附水处理技术具有压降小、能耗低、无二次污染、投资少、循环寿命长(10万次以上)和再生容易等优点,被认为是一种有效而经济的水脱盐方法。
本文研究了电吸附水处理模块电压、进水浓度和流速对电吸附的影响,实验表明,电吸附水处理模块的最佳工作电压是1.2V,吸附量随着进水浓度的增加而增加,而吸附量随着进水速度的增大先增大后减小,最佳进水速度为40ml／min。同时在实验中还研究了同周期、同主族元素离子的吸附规律,以及重金属离子的吸附规律,实验表明,同周期、同主族的离子随着原子序数的增加吸附速度减小,吸附量与离子的水合离子半径成反比；因为在电吸附过程中溶液的pH值会增大,重金属离子会生成沉淀,所以在吸附过程中要考虑重金属离子完全沉淀的pH值范围,防止电极板被生成的沉淀污染。
本文还介绍了一种新型电吸附水处理模块,研究了不同电极板数目的新型电吸附水处理模块的电极板间电压的变化,研究了新型电吸附水处理模块的循环吸脱附、不同吸附材料的性能比较以及离子的吸附规律,实验表明,新型电吸附水处理模块的最佳电极板数为6片；在电吸附过程中,物理吸附量占总吸附量的47％；测试活性炭和炭气凝胶的吸附性能时发现,活性炭的吸附量为炭气凝胶吸附量的1.6倍,活性炭的吸附时间为炭气凝胶的2倍,活性炭的工作电流为炭气凝胶的2倍,脱附再生时间相同；在测试离子的吸附规律时发现,离子的吸附速度与离子的质核比成反比,离子的吸附量与离子的水合离子半径成反比。
炭气凝胶;水处理模块;电吸附法;脱盐净化
北京化工大学
硕士
化学工程与技术
曹兵
2011
中文
TQ085.4
87
2011-08-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）