有机物在电容性脱盐中的行为研究

来源 :天津工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:songyingling
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本文选择腐植酸(HA)为代表性有机物,考察了其在电容性脱盐过程中的行为特性。试验首先利用分子量分级对HA进行定性,比较了除盐系统对两种不同分子量特征HA的去除效果,以及在这两种不同HA的影响下,电容性除盐效率自身的变化。试验采用比表面结构和孔径分布仪、电化学工作站对未受有机物污染和污染后的活性炭纤维电极进行孔隙结构、电化学性能的测试。在此基础上,试验进一步选择了对电容性脱盐影响较大的小分子水溶性HA,研究其对不同种类阴阳离子电吸附去除规律的影响,最后探讨了采用电解方法清洁被HA污染的电极的可行性和清洁效果。   在电吸附去除不同分子量特征HA的试验中发现,ACF电极对低分子量HA和大分子HA的去除率分别达到89%和95%,但主要是通过电极自身的物理吸附完成的。电极连续工作27 h,低分子量HA的去除率由80%降到50%,大分子HA的去除率由99%降到92%。电极吸附的HA通过短接无法实现脱附,严重影响了电极的电化学性能,HA污染后的电极比表面积减小,比电容降低,电极电阻增大,除盐率显著下降。   HA对离子电吸附脱除性能的影响试验发现,加入低分子量HA,运行13.5 h,钙离子的平均去除率下降了7.5%;氯离子的平均去除率下降了24%,且对氯离子的影响可逆,对钙离子的影响不可逆。这说明HA对钙离子去除效率的影响主要作用在电极上,而对氯离子去除效率的影响则主要发生在溶液中。与大分子HA相比,低分子量HA对电容性脱盐系统中离子去除率和电吸附容量的影响更大。   低分子量HA对各种阳离子的去除率影响大小为:Mg2+> Fe3+> Ca2+> Na+,对各种阴离子的去除率影响大小为:SO42-> NO3-> Cl-。受HA污染后,电极电吸附离子达到平衡的时间缩短,这可能是因为吸附HA后,离子只能在较浅的孔道中形成双电层,虽然吸附电容减小,但是电迁移的距离也随之缩短。   对HA污染后的电极进行电解再生试验表明,较大的电压可以氧化吸附在电极表面的有机物,使除盐效率有所恢复。试验获得最佳条件的电解再生条件为:电解电压10V,电解时间15 min,电解再生后电极的脱盐效率可恢复34%。
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