電絮凝中傳質(zhì)過程數(shù)值模擬的研究.pdf

1、近年來，重金屬廢水污染事件頻繁發(fā)生，電絮凝（EC）是處理重金屬廢水的一個重要技術(shù)。它也常常被用于難降解有機物廢水的處理。EC過程是由電極電化學(xué)反應(yīng)、物質(zhì)質(zhì)量傳遞、水解反應(yīng)和吸附反應(yīng)等多個過程組成，各個過程之間形成相互影響、相互作用的耦合關(guān)系。正是各過程之間復(fù)雜的耦合關(guān)系使得實驗研究和工藝改進的難度增大，制約了機理研究的進一步深入。由于EC過程由絮體的產(chǎn)生，絮體的運移及絮體的吸附三個過程組成，而絮體的產(chǎn)生及分布過程對污染物的去除效率產(chǎn)生重

2、要的影響，因此本文建立了EC過程中電極電化學(xué)反應(yīng)和水解反應(yīng)模型，同時建立了EC電解和水解產(chǎn)物的質(zhì)量傳遞和動量傳遞模型，并計算求解，對連續(xù)電絮凝過程中各物種的產(chǎn)生和傳質(zhì)規(guī)律進行研究。
　　研究發(fā)現(xiàn)，電解產(chǎn)生的Al3+主要分布在陽極附近，OH-分布在陰極附近，沿流程方向兩離子的量都逐漸地減少。在電解槽的前段，離子的濃差極化較弱，水解反應(yīng)為控制步驟；在電解槽的中段和后段，離子的濃差極化較強，傳質(zhì)為控制步驟。隨著電流密度的增大，Al3+和

3、 OH-的濃度也增加；在無水解的情況下，離子的濃差極化較弱，整個電解槽溶液顯弱堿性。水解產(chǎn)物中溶解鋁主要分布在兩電極附近，而絮體鋁主要分布在兩電極中間位置，同時整個電解槽中絮體鋁占主要地位。沿流程方向，絮體鋁占總鋁的百分比逐漸增加，溶解鋁占總鋁的百分比逐漸減小。研究還發(fā)現(xiàn)，在電遷移和對流的共同作用下絮體主要分布在電解槽后段的極板間的中間位置，而靠近陰極區(qū)域絮體的量幾乎為0。沿著流體流動方向絮體的量增大，電解通道中絮體的生成量隨電流密度和