電催化氧化反應(yīng)器水動(dòng)力學(xué)及結(jié)構(gòu)特征研究.pdf

1、對(duì)自行設(shè)計(jì)三種電催化反應(yīng)器進(jìn)行水動(dòng)力學(xué)研究。第一種反應(yīng)器近似于ABR式的反應(yīng)器，第二種反應(yīng)器是水平推流折板反應(yīng)器，第三種是分區(qū)域式反應(yīng)器。通過(guò)調(diào)整水力停留時(shí)間和極板間距，分別對(duì)反應(yīng)器的出水電導(dǎo)率和氯離子濃度進(jìn)行測(cè)定分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)極間距為3cm時(shí)，E(θ)-θ曲線(xiàn)接近偏正態(tài)分布；當(dāng)HRT為30min時(shí)反應(yīng)器的流態(tài)最平穩(wěn)。同時(shí)，在電流密度為20mA/cm2時(shí)，極板間距為1-3cm時(shí)，E(θ)曲線(xiàn)的峰值與實(shí)際停留時(shí)間接近。當(dāng)極板間距固

2、定為3cm，HRT為30min時(shí)，E(θ)曲線(xiàn)的峰值更加接近實(shí)際水力停留時(shí)間。當(dāng)HRT為40min時(shí)，水流流態(tài)更接近于完全混合。
　　 基于實(shí)驗(yàn)得出的極板間距及HRT得出的最佳條件，對(duì)不同反應(yīng)器進(jìn)行RTD研究。第一種反應(yīng)器RTD曲線(xiàn)的峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間在24min左右，第二種反應(yīng)器RTD曲線(xiàn)的峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間27min左右，第三種反應(yīng)器RTD曲線(xiàn)的峰值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間在30min附近。第三種反應(yīng)器更加接近于理論設(shè)定的情況，第三種反應(yīng)器

3、要優(yōu)于前兩個(gè)反應(yīng)器。三種反應(yīng)器的模型模擬中，以第二種最佳。此反應(yīng)器接近于串聯(lián)CSTR模型，該模型與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合的最好。
　　 在不同HRT、不同極板間距條件下，將出水以50％回流，測(cè)得出水口處示蹤劑濃度變化減小，說(shuō)明回流增加了水體與電極極板的接觸時(shí)間。
　　 在電流密度為20mA/cm2時(shí)研究電場(chǎng)對(duì)水流及停留時(shí)間分布的影響。電場(chǎng)存在時(shí)使水分子運(yùn)動(dòng)加快，極板附近水體溫差增大，增強(qiáng)水體對(duì)流。電極會(huì)因?yàn)殡娊獾淖饔梅纸馑形镔|(zhì)，

4、產(chǎn)生氣體上浮，使水體循環(huán)流動(dòng)，增加了水體與極板的接觸時(shí)間。
　　 由正交試驗(yàn)極差結(jié)果可知影響反應(yīng)完全程度因素的主次順序?yàn)椋和Ａ魰r(shí)間＞極板間距≈反應(yīng)器。第一種反應(yīng)器流體的流動(dòng)狀態(tài)更接近活塞流，而第三種反應(yīng)器接近完全混合流情況，第二種反應(yīng)器介于兩者之間。三種反應(yīng)器的溝流情況均不明顯。
　　 利用第三種反應(yīng)器對(duì)除草劑廢水進(jìn)行電催化氧化處理，經(jīng)30min反應(yīng)后出水COD、NH3-N濃度趨于穩(wěn)定。當(dāng)極板間距為3cm，HRT為30m