电化学氧化反应器尺度效应对于抗生素模拟废水降解的影响

作者：周洪举; 高玮岐; 任华堂^*; 邢璇

来源：环境化学, 2023, 1-8.

• 数学模型
• 尺度效应
• 磺胺对甲氧嘧啶
• 电化学氧化
• BDD电极

反应器的尺寸对于污水处理效率具有显著的影响,是污水处理从实验室小型反应器到实际中大型反应器应用的关键.本研究建立了尺寸为33.6 cm3 (3 cm×8 cm×1.4 cm)的电化学反应器,以掺硼金刚石膜(boron doped diamond,BDD)电极为阳极,对磺胺对甲氧嘧啶(sulfametoxydiazine,SMD)的氧化降解进行实验测试.在实测数据的基础上,利用计算流体力学(Computational fluid dynamics,CFD)软件fluent建立电化学氧化反应器降解SMD的数学模型,率定不同电流密度下的电化学表面反应速率,分析反应器尺寸对污染物流动特征分布和浓度特征分布影响,利用CFD模拟,分别将BDD阳极面积放大100倍、225倍和400倍,探究3种工况下的尺度效应模拟.结果表明,BDD体系降解反应器的尺度效应显著,在20 mA·cm-2的电流密度下持续60 min后,3种BDD阳极体系中SMD的降解率分别达到72.7%、68.0%和40.4%,相比实验室反应器降解能力分别下降5.7%、11.8%和47.6%,建议反应器放大尺度小于200倍以免显著影响降解能力.

• 单位
  中央民族大学