电解海水防污系统中有效氯的研究
电解海水防污技术作为防止冷却水系统生物污损最安全、有效的方法，己在国内外得到广泛关注。电解海水防污技术是利用电解海水产生有效氯来杀死海水中的生物，起到防污作用。因此，了解掌握电解海水防污系统中影响有效氯产率的各种因素、有效氯在海水中衰减规律及其影响因素，对优化电解海水系统的运行参数，提高系统效率是极其重要的。
在青岛小麦岛附近海域建立了实验室模拟电解海水防污装置，并以此作为研究对象。本文主要从三个方面对该电解海水防污系统中的有效氯进行研究。
①对电解海水防污系统中有效氯的快速测定方法进行研究。选出DPD(NN-二乙基-1，4-苯二胺)分光光度法进行研究，通过与碘量滴定法对比实验，确定快速、准确测定海水中有效氯浓度的方法。
②对影响电解海水系统中有效氯产率因素进行研究。对于本实验的模拟电解海水系统，有效氯产率多少可以由电流效率大小直接反映，因此将研究有效氯产率的影响因素转化为研究该系统中电流效率的影响因素。
③对有效氯在海水环境中的衰减规律进行研究。对海水COD、pH值、光照、温度、有效氯自身的初始浓度以及海水中悬浮颗粒物等因素对有效氯在海水中的衰减影响进行研究。
DPD比色法可以准确、快速地测定电解海水中有效氯浓度，步骤简单、方便。但该方法测定海水中有效氯浓度与测定淡水中有效氯浓度在实验条件上略有差别。经实验研究表明：海水环境中，DPD比色法的最佳吸收波长为550nm，适宜温度范围为15℃～20℃，最佳测定时间为显色后1min～10min，工作曲线范围为0～3mg／L。在海水环境中，DPD比色法测得数据与碘量滴定法测得数据相对误差小于5％，DPD比色法测定海水中有效氯浓度可行。海水样品如不稀释，应校正盐误差。海水中的常见离子Ca<'2+>，K<'+>，S0<,4><'2->，Br<'->和Fe<'3+>在海水中正常浓度范围内对DPD比色法测定基本上没有影响。
阳极电流密度一定时，电流效率随着海水流速的增大而增大；但当海水的流速大于0.1m／sec时，水体振荡加剧，电解产生的氯气在海水中的溶解度降低，电解液中有效氯含量降低，且海水电解时间变短，有效氯产率降低。海水流速一定时，阳极电流密度增加，其外加电势增大，有效氯的产率增加，电流效率增大；电流密度增大，超电势增大，外加电压增大，消耗能量增多；当电流密度增加到一定程度后，电流效率就会减低；此外，电流密度过大时，阳极上发生一些复杂的副反应，降低电流效率。海水温度为13.5℃时的电流效率大于海水温度为5℃和23.3℃时的电流效率。电解反应适宜温度范围为13.5℃左右。由于海水环境复杂，有效氯在海水中的整个衰减反应应该为一个非基元反应，即总反应，其通式可以写为：
Cl<,2>+aX→产物
根据实验数据，用积分法来确定有效氯在海水中衰减的反应级数。通过数据分析，将有效氯在海水中的衰减反应近似认为是一个表观二级反应。其半衰期与初始浓度有关，可以由：求出。有效氯在海水中前50min左右的衰减速率总是要快于50min后的衰减速率。
实验结果表明，海水中有效氯的衰减速率与海水的COD、光照强度、海水温度、海水中有效氯的初始浓度成正比，即海水的COD越高，光照越强，海水温度越高，有效率初始浓度越高，有效氯的衰减速度就越快；当海水的pH值在2～11范围内时，pH值与有效氯的衰减速率成反比，即有效氯的衰减速率随着pH值的增大而减慢：海水中的悬浮颗粒物对有效氯的衰减速率也有影响，悬浮颗粒物粒径越小，质量越大，对有效氯的吸附作用越强，有效氯的衰减速率就越快。
电解;海水;防污技术;有效氯;衰减规律
中国海洋大学
硕士
海洋化学
杜敏;韩冰
2006
中文
X55
60
2007-08-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）