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采用
铝合金
电极
解除
过程
研究
- 资源描述：
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采用铝合金电极的电解除磷过程研究,采用,铝合金,电极,解除,过程,研究
- 内容简介：
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中期报告题目：采用铝合金电极的电解除磷过程研究1 毕业设计（论文）进展情况1.1 实验设计经过开题前的资料查阅我选择2024铜铝合金片剪裁成（8cm8cm）做双电极进行除磷实验。1） 用电子天平准确量取43.9mg的磷酸二氢钾（KH2PO4），用少量（100ml左右）去离子水溶解后转移到2000ml容量瓶中，用去离子水稀释至标线，混匀即可，该溶液的总磷浓度理论值约为5mg/L。实验过程中使用适量的氢氧化钠（NaOH）和少量的浓盐酸（HCl）来调解溶液的酸碱性，即控制溶液的pH值。用总磷检测仪HI96706（装置如图1、相关参数见表1）来测定磷的准确含量；2） 量取500ml所配标准溶液，倒入电解槽中装置，再加入电解质2.5g装置如图2，打开磁力搅拌器使电解质溶解；3） 调解溶液的pH；4） 连接电极固定极板间距打开电源调解电解电流一定；5） 开始计时，每隔一段时间取样离心测清液磷浓度含量记录数据，当磷浓度达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）停止实验。 图1 HI96706表1 HI96706相关参数HI96706 磷测量范围0.0 to15.0mg/L（ppm）P解析度0.1mg/L（ppm）精度读数4%0.3mg/L25EMC偏差0.1mg/L（ppm）单位换算PO4=P3.065光学系统定制专用光源系统 525 nm测量方法氨基酸比色法，水和废水标准改进方法自动关机在测量模式下，10分钟不用后自动关机电源模式19V 电池适用环境0 to 50（32 to122）；RH max 95%，无冷凝尺寸重量主尺寸：19210469mm 主机重量：360g 图2 实验装置1.2 实验数据处理与分析1.2.1 初始pH对总磷TP除磷效果的影响在电解槽中加入500ml磷标准溶液，在磁力搅拌器均匀搅拌下，调解电解电流为0.5A，固定极板间距为10cm，加入电解质（NaCl）2.5g，用盐酸（HCl）和氢氧化钠（NaOH）调解溶液的初始pH分别为1.0、3.0、5.0、7.0、9.0，电解开始后铝合金片的浸入面积为8cm3cm，每隔5min测定一次总磷值，探讨不同的pH值下，总磷值随电解时间的变化。实验结果见表2和图3。表2 溶液的初始pH对除磷效果的影响 电解时间（min)0510152025初始pH=1.0P浓度（mg/L）5.15.13.32.30.80.2pH值134444电压（V）161616181919初始pH=3.0P浓度（mg/L）5.15.14.01.40.2pH值335电压（V）181818初始pH=5.0P浓度（mg/L）5.11.60.40.2pH值5577电压（V）19191919初始pH=7.0P浓度（mg/L）5.11.20.60.2pH值7888电压（V）19191919初始pH=9.0P浓度（mg/L）5.11.20.50.50.2pH值99999电压（V）1717171717图3 不同pH下，总磷值随时间变化曲线由表2和图3可知，溶液的初始pH值变化对电解除磷效果有很大的影响。当电流为0.5A时，溶液的pH值的从1.0分别增加到3.0、5.0、7.0和9.0，样品的总磷值（TP）符合城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级a类标准所需的电解时间从pH=1.0时的25min分别变化为20min（pH=3）、10min（pH=5.0）、15min(pH=7.0)和10min(pH=9.0)。实验结果表明：在中性或者弱碱性的溶液中的除磷效果更高。原因可能是电解过程中铝合金片上的微量元素电解形成水和离子抑制的电解过程的阳极钝化。在酸性条件下，难以形成铝的氢氧化物的沉淀，铝元素以三价水合离子的形式在，因而不能有效的去除溶液中的磷。在接近中性或弱碱性的条件下，有更多的OH-与电解出的Al3+生成Al(OH)3，能有效的吸附溶液中的磷。1.2.2 极板间距对总磷TP去除效果的影响在电解槽中加入500ml含磷标准溶液，加入电解质（NaCl）2.5g。调解溶液的初始pH=5.0，在磁力搅拌器匀速搅拌下，调解电解电流为0.5A，调解极板间距分别为1cm、5cm、10cm，此时铝合金片的浸入面积为8cm3cm。电解开始后每隔1min测定一次溶液的总磷值（TP）。溶液的总磷值（TP）随时间的变化，见表3.2和图3.2。表3 极板间距对除磷效果的影响（pH=5.0） 电解时间（min）012345678910极板间距为1cmP浓度（mg/L）5.65.25.04.84.23.93.72.21.60.70.1pH值55555666777电压（V）44444555555极板间距为5cmP浓度（mg/L）5.45.04.64.13.83.53.02.61.20.50.1pH值55566777888电压（V）66666666666极板间距为10cmP浓度（mg/L）5.14.74.13.83.53.22.82.11.00.30.2pH值55577777788电压(V)1919191919191919191919图4溶液总磷值随电解时间的变化曲线（pH=5.0，电流为0.5A，极板间距为1cm、5cm和10cm）由表3和图4可见，当溶液的初始为pH=5.0时，调解电解电流为0.5A，随着电解时间的增加，总磷值（TP）逐渐降低。电解1min中后，溶液总磷值分别从5.6mg/L（极板间距为1cm）、5.4mg/L（极板间距为5cm）和5.1mg/L（极板间距为10cm）的总磷值降低到5.2mg/L（极板间距为1cm）、5.0mg/L（极板间距为5cm）和4.7mg/L（极板间距为10cm）；电解5min以后，溶液的总磷值降低到3.9mg/L（极板间距为1cm）、3.5mg/L（极板间距为5cm）和3.2mg/L（极板间距为10cm）；电解10min以后，溶液的总磷值降低到0.1mg/L（极板间距为1cm）、0.1mg/L（极板间距为5cm）和0.2mg/L（极板间距为10cm）。从以上数据可以看出，溶液电解10min后，不同极板间距的三个样品溶液的总磷值（TP）都分别达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级a类标准。实验结果表明：在溶液的初始pH=5.0时，调节极板间距为1cm、5cm和10cm三个初始磷值为5.6mg/L、5.4mg/L和5.1mg/L的样品，在电解电流为0.5A，电解质（NaCl）加入量为2.5g时，都需要电解约10min，总磷量才能达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）一级a类标准；可见，溶液的初始pH=5.0时，极板间距的变化对初始磷浓度为5mg/L的样品电解所需时间没有明显影响。2 存在的问题及解决措施在试验进行中反应的溶液与未反应的溶液混合不均匀，使得取出的样不均，测得此时间内的磷含量有偏差。3 后期的工作安排1） 研究电流大小对除磷效果
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