數(shù)值模擬電場耦合納濾過程中濃差極化的情況-天津大學(xué)研究生eppt課件

.,1,電催化氧化耦合納濾處理染料廢水的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究,報(bào)告人：孫玉寬專業(yè)：化工過程機(jī)械指導(dǎo)教師：許莉教授,.,2,目錄,課題背景最新相關(guān)模型簡介課題開展思路時間安排參考文獻(xiàn),.,3,課題背景,膜分離在化工、生物、醫(yī)藥、食品、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。,優(yōu)點(diǎn)無化學(xué)反應(yīng)無需加熱無相變轉(zhuǎn)換不會破壞生物活性,.,4,課題背景,濃差極化水透過膜使膜表面的溶質(zhì)濃度增加，在濃度梯度作用下，平衡狀態(tài)時，膜表面形成溶質(zhì)濃度邊界層，它對水的透過起著阻礙作用。,.,5,課題背景,濃差極化和膜污染不良影響：引起滲透壓升高，導(dǎo)致溶劑滲透通量下降溶質(zhì)通過膜的通量上升堵塞膜孔嚴(yán)重時使膜喪失分離性能,.,6,課題背景,減弱濃差極化和膜污染的措施降低溶質(zhì)在料液中的濃度適當(dāng)降低跨膜壓力降低膜表面濃度兩相流法外加直流電場法,.,7,課題背景,電催化氧化耦合納濾的通量,電催化氧化電極耦合納濾,電場耦合納濾,納濾,但是確切定量理論機(jī)理尚不明確，急需數(shù)學(xué)理論解釋,.,8,相關(guān)報(bào)道,Kapellos、Schulenburg、Picioreanu等9在研究中將膜視為多孔介質(zhì),模擬了膜污染的形成。Vrouwenvelder10等采用耦合模型計(jì)算了螺旋式反滲透/納濾膜污染的形成，并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。Rahimi11等采用CFD中的離散相模型模擬了微濾過程的膜污染，并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該模型。Ahmad12等采用CFD模擬了不同條件下的濃差極化分布曲線、傳質(zhì)系數(shù)和壁面剪切力。,.,9,相關(guān)報(bào)道,Schwingeetal.13(2002)用CFD軟件模擬了不同的裝置中，雷諾數(shù)，網(wǎng)格大小和密度對膜過程的滲透通量的影響。WileyandFletcher14(2003)針對壓力驅(qū)動膜分離過程對濃差極化做了模擬。S.Wardeh15用有限體積法，利用CFD模擬納濾膜過程中，滲透通量大小。Fimbres、Ranade、Koutsou、Li16等研究了來流攻角和隔網(wǎng)內(nèi)角變化對傳質(zhì)及能耗的影響。,.,10,相關(guān)報(bào)道,ShenandProbstein17針對電場耦合超濾處理廢水提出一個簡單模型。Probstein18再次基礎(chǔ)上提出一個模擬超濾凝膠層的模型。BiswajitSarkar19針對電場輔助超濾處理含有果膠和蔗糖果汁做了模擬。,.,11,單純納濾過程CFD模擬,S.Wardeh對納濾過程模擬的物理模型（chemicalengineeringresearchanddesign2008年）,物理模型,.,12,單純納濾過程CFD模擬,數(shù)學(xué)模型,.,13,單純納濾過程CFD模擬,數(shù)學(xué)模型,.,14,單純納濾過程CFD模擬,邊界條件,.,15,單純納濾過程CFD模擬,結(jié)論,.,16,CFD對直流電場提高滲透通量的研究,(JournalofMembraneScience(2008),物理模型,.,17,CFD對直流電場提高滲透通量的研究,數(shù)學(xué)模型,.,18,CFD對直流電場提高滲透通量的研究,數(shù)學(xué)模型,.,19,CFD對直流電場提高滲透通量的研究,邊界條件,.,20,CFD對直流電場提高滲透通量的研究,結(jié)論,.,21,文獻(xiàn)綜述,總結(jié)模型特點(diǎn),連續(xù)性方程動量方程傳質(zhì)擴(kuò)散方程滲透壓模型,.,22,課題開展思路,.,23,課題開展思路,模型建立思路,數(shù)值模擬純納濾過程中膜污染和濃差極化和滲透通量的情況；數(shù)值模擬電場耦合納濾過程中濃差極化的情況；數(shù)值模擬電催化氧化耦合納濾過程中濃差極化和滲透通量的情況,.,24,時間安排,2013.102013.11查閱文獻(xiàn)資料2013.122014.05建立模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算2014.062015.03實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理2015.042015.05畢業(yè)論文書寫2015.052015.06論文修改及論文答辯,.,25,參考文獻(xiàn),1程云，周啟星，馬奇英等染料廢水處理技術(shù)的研究與進(jìn)展J環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2003，4(6)：56-60.2KonstantinouIK,AlbanisTA,TiO2-assistedphotocatalyticdegradationofazodyesinaqueoussolution:kineticandmechanisticinvestigations:areview,AppliedCatalysisB:Environmental,2004,49(1):1143WuT,LiuG,ZhaoJ,etal.Photoassisteddegradationofdyepollutants.V.Self-photosensitizedoxidativetransformationofrhodamineBundervisiblelightirradiationinaqueousTiO2dispersions,JPhysChemB,1998,102:584558514MrowetzM,SelliE,EffectsofironspeciesinthephotocatalyticdegradationofanazodyeinTiO2aqueoussuspensions,JournalofPhotochemistryandPhotobiologyA:Chemistry,2004,162(1):89955黃巡武，黃志龍主編，紡織廢水治理技術(shù)與管理，四川成都：四川科學(xué)技術(shù)出版社，1990，712,.,26,參考文獻(xiàn),6冀濱弘，染料工業(yè)廢水處理的現(xiàn)狀與進(jìn)展，污染防治技術(shù)，1998，43(4)：2502537J.J.Porter,C.Brandon,Zerodischargeasexemplifiedbytextiledyeingandfishing,Chemtech,1976,(6):4024078張國徽，印染廢水的來源和分析，中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會優(yōu)秀論文集，2006，220622109朱宏飛，李定龍，朱傳為，印染廢水的危害及源頭治理舉措，環(huán)境科學(xué)與管理，2007，(11)：899210王村，電化學(xué)氧化與納濾法耦合處理染料廢水：碩士學(xué)位論文，天津大學(xué)，200911王宇新，黃翠玲，王世昌，超濾中膜表面的凝膠層濃度，膜科學(xué)與技術(shù)，1991，11（1）：586212SantosV,MoraoA,PachecoMJ,etal.ElectrochemicaldegradationofazodyesonBDD:effectofchemicalstructureandoperatingconditionsonthecombustionefficiency,J.Environ.Eng.Manage.,2008,18(3):193204,.,27,13PeevaLG,GibbinsE,LuthraSS,etal.Effectofconcentrationpolarizationandosmoticpressureonfluxinorganicsolventnanofiltration,J.Membr.Sci.,2004,236(1-2):12113614BhattacharjeeS,SharmaA,BhattacharyaK,Surfaceinteractionsinosmoticpressurecontrolledfluxdeclineduringultrafiltration,Langmuir,1994,10(12):4710472015BruggenBV,DaemsB,WilmsD,etal.Mechanismsofretentionandfluxdeclinefornanofiltrationofdyebathsfromthetextileindustry,Sep.Purif.Technol.,2001,2223:519-52816BowenWR,WilliamsPM,Theosmoticpressureofelectrostaticallystabilizedcolloidaldispersions,J.Colloid.Interf.Sci.,1996,184(1):24125017GeraldesV,SemialV,PinhoMN,Flowandmasstransfermodelingofnanofiltration,J.Membr.Sci.,2001,191(1-2):109128,參考文獻(xiàn),.,28,參考文獻(xiàn),18吳勇民,李甫,黃咸雨,等.含酚廢水處理新技術(shù)及其發(fā)展前景J.環(huán)境科學(xué)與管理,2007,32(3):150-153.19鄒丞,黃沖,潘一,等.苯酚廢水電化學(xué)處理方法研究進(jìn)展J.當(dāng)代化工,2013,42（3）：325-328.20杜利順.Ti/SnO2+Sb2O3電極優(yōu)化及電解氧化對納濾處理染料廢水的影響,碩士,天津大學(xué),201221郭志.電催化氧化及其與納濾的耦合過程處理難生化類有機(jī)廢水,碩士,天津大學(xué),201322馮玉杰,崔玉虹,孫麗欣,等.電化學(xué)廢水處理技術(shù)及高效電催化電極的研究與進(jìn)展J.哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2004,36(4):450-455.20張全興，劉天華我國應(yīng)用樹脂吸附法處理有機(jī)廢水的進(jìn)展J化工環(huán)保，1994，14(6)：344-347,.,29,參考文獻(xiàn),21吳勇民，李甫，黃咸雨等含酚廢水處理新技術(shù)及其發(fā)展前景J環(huán)境科學(xué)與管理，2007，32(3)：150-15322雷曉東，熊蓉春，魏剛膜分離法污水處理技術(shù)J工業(yè)水處理，2002，22(2)：1-323王翠，史佩紅，楊春林等電化學(xué)氧化法在廢水處理中的應(yīng)用J河北工業(yè)科技，2004，21(1)：49-5324李保華，馬燕，黃蕾金屬氧化物電極及其在有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用研究進(jìn)展J世界科技研究與發(fā)展，2012，34(6)：95095325宋秀麗，楊慧敏，梁鎮(zhèn)海鈦基氧化物陽極中間層的研究進(jìn)展J電化學(xué)，201326周笑綠，譚小文，李環(huán)等采用自制電極處理印染廢水J上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)，2013，29(2),.,30,參考文獻(xiàn),28JiaJ,YangJ,LiaoJ,etal.TreatmentofdyeingwastewaterwithACFelectrodes,WaterRes.,1999,33(3):88188429VlyssidesAG,LoizidouM,KarlisPK,etal.ElectrochemicaloxidationoftextiledyewastewaterusingaPt/Tielectrode,J.Hazard.Mater.,1999,70(1-2):415230RajkumarD,KimJG,PalaniveluK,Indirectelectrochemicaloxidationofphenolinthepresenceofchlorideforwastewatertreatment,Chem.Eng.Technol.,2005,28(1):9810531RajkumarD,KimJG,Oxidationofvariousreactivedyeswithinsituelectro-generatedactivechlorinefortextiledyeingindustrywastewatertreatment,J.Hazard.Mater.,2006,136(2):20321232PanizzaM,CerisolaG,Directandmediatedanodicoxidationoforganicpollutants,Chem.Rev.,2009,109(12):6541692133RioAI,MolinaJ,BonastreJ,etal.InfluenceofelectrochemicalreductionandoxidationprocessesonthedecolourisationanddegradationofC.I.ReactiveOrange4solutions,Chemosphere,2009,75(10):13291337,.,31,34RecioFJ,HerrastiP,SiresI,etal.ThepreparationofPbO2coatingonreticulatedvitreouscarbonfortheelectro-oxidationoforganicpollutants,ElectrochimiActa,2011,56(14):5158516535PanizzaM,CerisolaG,ElectrochemicaldegradationofmethylredusingBDDandPbO2anodes,Ind.Eng.Res.,2008,47(18):6816682036MontillaF,MorallonE,BattistiAD,etal.Preparationandcharacterizationofantimony-doped