電解海水防污系統(tǒng)中有效氯的研究.pdf

1、電解海水防污技術(shù)作為防止冷卻水系統(tǒng)生物污損最安全、有效的方法，己在國(guó)內(nèi)外得到廣泛關(guān)注。電解海水防污技術(shù)是利用電解海水產(chǎn)生有效氯來(lái)殺死海水中的生物，起到防污作用。因此，了解掌握電解海水防污系統(tǒng)中影響有效氯產(chǎn)率的各種因素、有效氯在海水中衰減規(guī)律及其影響因素，對(duì)優(yōu)化電解海水系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，提高系統(tǒng)效率是極其重要的。 在青島小麥島附近海域建立了實(shí)驗(yàn)室模擬電解海水防污裝置，并以此作為研究對(duì)象。本文主要從三個(gè)方面對(duì)該電解海水防污系統(tǒng)中的有效

2、氯進(jìn)行研究。 ①對(duì)電解海水防污系統(tǒng)中有效氯的快速測(cè)定方法進(jìn)行研究。選出DPD(NN-二乙基-1，4-苯二胺)分光光度法進(jìn)行研究，通過(guò)與碘量滴定法對(duì)比實(shí)驗(yàn)，確定快速、準(zhǔn)確測(cè)定海水中有效氯濃度的方法。 ②對(duì)影響電解海水系統(tǒng)中有效氯產(chǎn)率因素進(jìn)行研究。對(duì)于本實(shí)驗(yàn)的模擬電解海水系統(tǒng)，有效氯產(chǎn)率多少可以由電流效率大小直接反映，因此將研究有效氯產(chǎn)率的影響因素轉(zhuǎn)化為研究該系統(tǒng)中電流效率的影響因素。 ③對(duì)有效氯在海水環(huán)境中的衰減規(guī)

3、律進(jìn)行研究。對(duì)海水COD、pH值、光照、溫度、有效氯自身的初始濃度以及海水中懸浮顆粒物等因素對(duì)有效氯在海水中的衰減影響進(jìn)行研究。 DPD比色法可以準(zhǔn)確、快速地測(cè)定電解海水中有效氯濃度，步驟簡(jiǎn)單、方便。但該方法測(cè)定海水中有效氯濃度與測(cè)定淡水中有效氯濃度在實(shí)驗(yàn)條件上略有差別。經(jīng)實(shí)驗(yàn)研究表明：海水環(huán)境中，DPD比色法的最佳吸收波長(zhǎng)為550nm，適宜溫度范圍為15℃～20℃，最佳測(cè)定時(shí)間為顯色后1min～10min，工作曲線范圍為0～3

4、mg／L。在海水環(huán)境中，DPD比色法測(cè)得數(shù)據(jù)與碘量滴定法測(cè)得數(shù)據(jù)相對(duì)誤差小于5％，DPD比色法測(cè)定海水中有效氯濃度可行。海水樣品如不稀釋，應(yīng)校正鹽誤差。海水中的常見離子Ca<'2+>，K<'+>，S0<,4><'2->，Br<'->和Fe<'3+>在海水中正常濃度范圍內(nèi)對(duì)DPD比色法測(cè)定基本上沒(méi)有影響。 陽(yáng)極電流密度一定時(shí)，電流效率隨著海水流速的增大而增大；但當(dāng)海水的流速大于0.1m／sec時(shí)，水體振蕩加劇，電解產(chǎn)生的氯氣在海水

5、中的溶解度降低，電解液中有效氯含量降低，且海水電解時(shí)間變短，有效氯產(chǎn)率降低。海水流速一定時(shí)，陽(yáng)極電流密度增加，其外加電勢(shì)增大，有效氯的產(chǎn)率增加，電流效率增大；電流密度增大，超電勢(shì)增大，外加電壓增大，消耗能量增多；當(dāng)電流密度增加到一定程度后，電流效率就會(huì)減低；此外，電流密度過(guò)大時(shí)，陽(yáng)極上發(fā)生一些復(fù)雜的副反應(yīng)，降低電流效率。海水溫度為13.5℃時(shí)的電流效率大于海水溫度為5℃和23.3℃時(shí)的電流效率。電解反應(yīng)適宜溫度范圍為13.5℃左右。由于

6、海水環(huán)境復(fù)雜，有效氯在海水中的整個(gè)衰減反應(yīng)應(yīng)該為一個(gè)非基元反應(yīng)，即總反應(yīng)，其通式可以寫為： Cl<,2>+aX→產(chǎn)物 根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，用積分法來(lái)確定有效氯在海水中衰減的反應(yīng)級(jí)數(shù)。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，將有效氯在海水中的衰減反應(yīng)近似認(rèn)為是一個(gè)表觀二級(jí)反應(yīng)。其半衰期與初始濃度有關(guān)，可以由：求出。有效氯在海水中前50min左右的衰減速率總是要快于50min后的衰減速率。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，海水中有效氯的衰減速率與海水的COD、光照