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1.2 实验装置及流程
装置:微滤实验台,反渗透实验台,电化学工作站,电解制氯实验台、水浴电解槽(自制)。电极材料:Ti/IrO2涂层电极和Ti/IrO2-RuO2涂层电极。
实验流程如图1所示。
预沉后脱硫废水首先进行2级软化处理,软化产水进入微滤系统实现固液分离,而微滤产水经过反渗透系统的深度处理后,淡水回用,反渗透浓水进行电解制氯。
1.3 实验方法
1.3.1 预处理软化
1)Ca(OH)2+Na2CO3联合实验。分别量取1L脱硫废水上清液于6只塑料烧杯中,加入不同剂量Ca(OH)2进行搅拌,待反应完全后静沉,取上清液测定Ca2+、Mg2+、SiO2和SO42-的含量,确定Ca(OH)2的优化投加量。再分别量取1L的脱硫废水上清液于6只塑料烧杯中,加入优化剂量的Ca(OH)2,再以理论Na2CO3的投加剂量为基准分别加入不同剂量Na2CO3,反应完全后测定滤液中Ca2+、Mg2+、SiO2和SO42-的含量,确定Na2CO3的优化投加量。
2)NaOH+Na2CO3联合实验。将上述实验中的Ca(OH)2换为NaOH,其他实验条件、步骤不变,分别确定NaOH和Na2CO3的优化投加剂量。
1.3.2 微滤一反渗透膜浓缩
微滤和反渗透实验装置及流程图2所示。
1) 微滤。以优化的软化工艺处理后的脱硫废水悬浊液作为微滤系统进水,采用恒压(进水压力0.3MPa)方式运行,系统运行30min水力反洗1次,每次反洗时间60s,反洗水为微滤产水。控制循环料液SS的质量分数分别为2%、3°%、4%,监测微滤系统的运行压力、过滤压差、产水通量、污染指数(SDI)以及浊度,研宄分析微滤系统的运行性能。
2) 反渗透。进水为微滤产水,采用浓水回流的运行模式,系统在恒流量(膜通量为17L/(m2˙h)的条件下)运行时,通过分析在不同回收率条件下反渗透系统的运行压差、脱盐率等参数的变化来研宄系统运行的性能及稳定性。
1.3.3 电解制氯
采用线性伏安扫描法测定阳极过电位。以待测涂层电极为工作电极,钛片为辅助电极。以饱和食盐水作为电解液,饱和甘汞电极作为参比电极测析氯电位;以0.5mol/L的H2SO4作为电解液,汞-硫酸亚汞电极作为参比电极测析氧电位。设定扫描速率为1mV/s、电位扫描0〜1.5V。
电解装置如图3所示。控制反应温度在30°C以下,烧杯中为600mL实验用水,调节槽电压使电流密度保持在100mA/cm2,电解时间为30min,每3min取样1次,并测定水样中有效Cl和Cl-的含量。
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