电化学氧化法处理垃圾焚烧发电厂沥滤液生化出水

垃圾焚烧发电厂储坑沥滤液是一种高污染、高氯离子和高胶体含量的废水,经过传统生化处理后仍难达标排放。根据生化出水中氯离子浓度较高的特点,面向实际工程应用,设计了板框式电化学反应器,以钛基氧化钌-氧化铱涂层电极(Ti/RuO₂-IrO₂)作为阳极,304钢板作为阴极,开展了电化学氧化去除废水中难生物降解有机物的研究。重点考察了电流密度、表观流速、氯离子浓度、电极极距等因素对去除废水COD的影响。结果表明:当电流密度为65.35 mA·cm^-2,反应器内表观流速为2.72 cm·s^-1,初始氯离子浓度为5000 mg·L^-1时,废水中COD的去除具有良好的效果。研究了COD去除的动力学过程,提出了反应体系中活性氯的减少可能是第二阶段COD去除速率降低的主要机理。对几种结构电化学反应器的能耗进行了对比分析表明,极距减小50%,去除COD的平均能耗可节约25%以上,紧凑多通道小电极极距结构在设计工业电化学反应器时值得考虑。     

偶氮染料在气-液-固循环浆态光催化反应器中的降解脱氮

偶氮染料废水是一种集中量大的重要污染物,其中的偶氮键可被环境微生物降解生成具有毒性的芳香胺类化合物。本文从光量子效率、脱氮速率、脱氮能耗等方面,对比研究了一种新设计的气-液-固循环浆态光催化反应器和环隙式光催化反应器对偶氮染料降解脱氮的性能。结果表明,由于空气的引入,使气-液-固循环浆态光催化反应器的量子收率有一定程度下降,同时造成单位数量级脱氮能耗也有一定增大,但偶氮染料脱氮速率比在环隙式反应器中的情况有大幅度提高,表明气-液-固循环浆态反应器在偶氮染料废水光催化降解脱氮方面具有较大应用前景。     

水力喷射空气旋流器中射流流型及其对传质面积和气相压降的影响

为了进一步提高水力喷射空气旋流器（WSA）的传质效率以及认识射旋流体系的气液传质机理,对WSA中的射流流型进行了系统的观察研究,绘制出了不同进口气速下射流流型图。以CO₂-NaOH化学吸收体系测定了相应射流流型下的有效比相界面积a。结果表明,在低射流流速（≤4.42 m·s^-1）下,液相射流随着进口气速增大,主要存在稳态射流、变形旋线射流、破碎旋线射流、雾化旋线射流、贴壁雾化旋线射流5种流型;在高射流流速（≥6.19 m·s^-1）下,射流主要出现稳态射流、破碎旋线射流以及雾化旋线射流3种流型。a值与流型有关,雾化旋线射流下的a值大于其他流型下的对应值。低流速下的贴壁雾化,不利于气液两相充分接触,对应a值较小。a值与射流流速有一定关系,随着射流速度的增大而略有增大,且随着射流流速增大至8.84 m·s^-1以上,增大的幅度变大。     

水力喷射-空气旋流器用于湿法烟气脱硫及其传质机理

在一种新型高效的气液传质设备--水力喷射-空气旋流器(WSA)中,以Ca(OH)₂料浆为吸收剂进行了模拟烟气湿法脱硫的实验研究。结果表明:脱硫率随进口气速增加而增加;随液体喷射速度增加先增加,增加到一定程度后几乎不变;随烟气中SO₂的进口浓度增加而减小,存在一适宜的Ca(OH)₂浓度和回流比。在气体流量24～72 m³·h^-1、循环液体量0.4～0.8 m³·h^-1、料浆中Ca(OH)₂浓度7500 g·m^-3时,对SO₂浓度为1891～6373 mg·m^-3的烟气进行湿法脱硫,脱硫率达88.9%～97.7%,且WSA的旋流气体和喷射液体在湿法脱硫中具有自清洁能力,未发现内部结垢和喷孔堵塞现象。总体积传质系数K_Ga、有效相界面积a均随进口气速u_G增大而增大,而总传质系数K_G随u_G增加变化较小;当液体喷射速度 u_L≤0.26 m·s^-1时,K_Ga和K_G随u_L增加快速增大,之后增加缓慢,而a随u_L几乎线性增加,K_Ga和K_G随吸收剂中Ca(OH)₂浓度c_L增加有一最大值。结合实验数据拟合得到了相关的经验公式,这些关联式能较好地预测WSA的湿法脱硫传质性能。气体旋流场强度对总体积传质系数K_Ga和有效相界面积a起支配作用,脱硫传质过程同时受气膜和液膜阻力控制,但以液膜控制为主。     

喷孔直径对水力喷射空气旋流器传质性能的影响

水力喷射空气旋流器(WSA)是一种高效的超重力气液传质设备,为了进一步提高其传质效率,通过理论分析和吹脱氨实验研究,对其喷孔直径进行了优化研究。采用因次分析法对实验数据进行了归纳,得到了脱氨传质系数KLa的经验公式为:KLa=2.77×10-9uLI0-1Reg0.37ReL1.18Wel-1.05,运用该式可较好地预测喷孔直径对WSA脱氨传质性能的影响。研究发现,当废水射流流速恒定时,KLa随喷孔直径增大而增大,但当超过某一直径时,其增幅减小。综合考虑过程的能耗与传质效果之间的关系,喷孔直径的最佳取值应按dh=l06.39设计计算,l0为WSA的环隙宽度。     

立方体形α-Fe2O3光催化剂的合成及其可见光芬顿降解抗生素

抗生素的滥用和生产废水的无序排放造成了水体中抗生素污染问题日益严重。通过溶剂热法合成了立方体形貌的α-Fe₂O₃光芬顿催化剂，采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)等方法对其微观结构、物相等进行了表征。以盐酸四环素(TC)为模型抗生素污染物，研究了新型催化剂对TC的吸附和光芬顿降解性能，并探究了催化剂浓度、H₂O₂加入量、LED光源波长和p H等因素对TC降解效果的影响规律。结果表明，该工作成功合成出了粒径分布均一且具有立方体形貌的α-Fe₂O₃，其对TC的吸附在30 min内即可达到平衡，吸附量可达7.06 mg/g。当TC的初始质量浓度为20 mg/L、α-Fe₂O₃催化剂的质量浓度为0.5 g/L时，采用可见光LED光源光芬顿降解30 min,TC的去除率可达80%以上。