فصل اول: مقدمه ۱
-۱-۱ مقدمه ۲
فصل دوم: مکانیسم اکسایش ترکیبات آلی ۵
-۱-۲ مقدمه ۶
-۲-۲ تاریخچه روشهای تصفیه الکتروشیمیایی ۶
-۳-۲ مزایا و معایب روشهای الکتروشیمیایی ۷
-۱-۳-۲ مزایای روش الکتروشیمیایی ۷
-۲-۳-۲ معایب روش الکتروشیمیایی ۸
-۴-۲ نگاهی کلی به مکانیسمهای اکسایش ترکیبات آلی ۸
-۱-۴-۲ اکسایش مستقیم ۸
-۲-۴-۲ اکسایش غیرمستقیم ۱۲
-۵-۲ مسیرها و مکانیسمهای اکسایش الکتروشیمیایی فنل ۱۲
-۶-۲ جمعبندی ۱۴
فصل سوم: مروری بر منابع ۱۵
-۱-۳ مقدمه ۱۶
-۲-۳ مروری بر مدلهای محققین دیگر ۱۶
-۱-۲-۳ مدل پالکرو و همکاران ۱۶
-۲-۲-۳ مدل دومینگز و همکاران ۱۸
-۳-۲-۳ مدل پانیزا و همکاران ۱۹
-۴-۲-۳ مدل کانیزرز و همکاران ۲۱
-۵-۲-۳ مدل مورائو و همکاران ۲۱
-۶-۲-۳ مدل کانیزرز و همکاران ۲۲
-۷-۲-۳ مدل کانیزرز و همکاران ۲۳
-۸-۲-۳ مدل ماشا و همکاران ۲۴
-۹-۲-۳ مدل پاچیکو و همکاران ۲۵
-۱۰-۲-۳ مدل ارائه شده در این تحقیق ۲۶
ب
فصل چهارم: روش تحقیق و مدلسازی ۲۷
-۱-۴ مقدمه ۲۸
-۲-۴ تعریف پارامترهای کلی ۲۸
-۱-۲-۴ بازدهی جریان ۲۹
۲۹(ICE) -۱-۱-۲-۴ بازدهی آنی جریان
۳۰(EOI) -۲-۱-۲-۴ شاخص اکسایش الکتروشیمیایی
۳۱(GCE) -۳-۱-۲-۴ بازدهی کلی جریان
۳۱(MCE) -۴-۱-۲-۴ بازدهی جریان معدنی شدن
-۲-۲-۴ دانسیته جریان حدی ۳۲
-۳-۲-۴ تعیین کسری از فنل که به محصولات واسطهای مختلف تبدیل میشود ۳۳
-۳-۴ مکانیسم اکسایش ترکیبات آلی (فنل) در مدل پیشنهادی ۳۴
-۱-۳-۴ اکسایش مستقیم فنل ۳۵
-۴-۴ مدل ریاضی ۳۶
-۱-۴-۴ فرضیات مدل ۳۷
-۲-۴-۴ توسعه روابط مدل ۳۸
-۱-۲-۴-۴ رژیمهای عملیاتی گوناگون ۴۱
-۳-۴-۴ مصرف ویژه انرژی ۴۴
-۵-۴ مطالعه انتقال جرم و تخمین ضریب انتقال جرم ۴۷
۴۷ km -۱-۵-۴ روشهای بدست آوردن
-۱-۱-۵-۴ روش اول ۴۷
-۲-۱-۵-۴ روش دوم ۴۸
-۳-۱-۵-۴ روش سوم ۵۰
-۴-۱-۵-۴ روش چهارم ۵۱
-۲-۵-۴ نکاتی راجع به ضریب انتقال جرم ۵۱
-۶-۴ شناسایی واسطهها و مسیر واکنش ۵۲
-۷-۴ جمعبندی ۵۶
فصل پنجم: اعتبارسنجی مدل و تفسیر نتایج ۵۸
-۱-۵ مقدمه ۵۹
-۲-۵ اعتبارسنجی مدل ۵۹
۶۰( -۱-۲-۵ مقایسه با دادههای آزمایشگاهی شماره ( ۱
۶۳ ( -۲-۲-۵ مقایسه با دادههای آزمایشگاهی شماره ( ۲
ج
-۳-۲-۵ مقایسه با دادههای آزمایشگاهی پروژه ارشد متین ملایی ۶۵
-۴-۲-۵ صحتسنجی مصرف ویژه انرژی ۶۷
-۳-۵ آنالیز حساسیت ۷۰
-۱-۳-۵ پارامترهای مورد بحث در آنالیز حساسیت ۷۰
-۱-۱-۳-۵ دانسیته جریان ۷۰
۷۱ (CODo ) : -۲-۱-۳-۵ غلظت اولیهی فنل
-۳-۱-۳-۵ مساحت الکترود ۷۱
-۲-۳-۵ بررسی آنالیز حساسیت ۷۱
-۱-۲-۳-۵ فرآیند تحت کنترل جریان ۷۲
-۲-۲-۳-۵ فرآیند تحت کنترل نفوذ ۷۴
-۴-۵ جمعبندی ۷۶
فصل ششم: نتیجهگیری و پیشنهادات ۷۸
-۱-۶ نتیجهگیری ۷۹
-۲-۶ پیشنهادات ۸۱
منابع و مآخذ ۸۲
د
فهرستشکلها
۱) مقایسه پیشبینی مدل از میزان مصرف انرژی بر حسب درصد تبدیل با دادههای - شکل ( ۳
۲۰ a آزمایشگاهی در مقادیر مختلف
۲۰ a ۲) چگونگی تغییرات مساحت الکترود بر حسب درصد تبدیل در مقادیر مختلف - شکل ( ۳
۱) شمایی از سل الکتروشیمیایی ناپیوسته ۳۶ - شکل ( ۴
با زمان تحت رژیمهای عملیاتی مختلف ۴۴ ICE و COD ۲) نمایشی از تغییرات - شکل ( ۴
برحسب غلظت ۴۸ Ilim ۳) منحنی پلاریزاسیون در غلظتهای مختلف آلاینده و نمودار - شکل ( ۴
جهت تخمین شرایط حدی ۵۱ COD بر حسب ICE ۴) شمایی از منحنی - شکل ( ۴
۵) منحنی درصد تبدیل فنل به دیاکسیدکربن و ترکیبات آروماتیکی در دانسیته جریان - شکل ( ۴
پایین و غلظت بالا ۵۳
۶) منحنی درصد تبدیل فنل به دیاکسیدکربن و ترکیبات آروماتیکی در دانسیته جریان - شکل ( ۴
بالا و غلظت پایین ۵۴
۶۱COD ۱) تاثیر غلظت اولیهی فنل روی میزان حذف - شکل ( ۵
۶۱ICE ۲) تاثیر غلظت اولیهی فنل روی میزان - شکل ( ۵
۶۲COD ۳) تاثیر دانسیته جریان روی میزان حذف - شکل ( ۵
۶۲ ICE ۴) تاثیر دانسیته جریان روی میزان - شکل ( ۵
۶۴COD ۵) تاثیر دانسیته جریان روی میزان حذف - شکل ( ۵
۶۴ ICE ۶) تاثیر دانسیته جریان روی میزان - شکل ( ۵
جهت تخمین غلظت بحرانی ۶۵ ICE-COD ۷) نمودار - شکل ( ۵
با زمان در شرایط بهینه ۶۶ COD ۸) تغییرات - شکل ( ۵
با زمان در شرایط بهینه ۶۶ ICE ۹) تغییرات - شکل ( ۵
۱۰ ) تاثیر دانسیته جریان روی میزان مصرف انرژی ۶۸ - شکل ( ۵
۱۱ ) تاثیر پتانسیل عملی روی میزان مصرف انرژی ۶۹ - شکل ( ۵
۱۲ ) تاثیر غلظت اولیه روی میزان مصرف انرژی ۶۹ - شکل ( ۵
۱۳ ) بررسی حساسیت دانسیته جریان تحت رژیم کنترل جریان ۷۲ - شکل ( ۵
۱۴ ) بررسی حساسیت مساحت الکترود تحت رژیم کنترل جریان ۷۳ - شکل ( ۵
۱۵ ) بررسی حساسیت غلظت اولیهی فنل تحت رژیم کنترل جریان ۷۳ - شکل ( ۵
۱۶ ) بررسی حساسیت دانسیته جریان تحت رژیم کنترل نفوذ ۷۴ - شکل ( ۵
۱۷ ) بررسی حساسیت مساحت الکترود تحت رژیم کنترل نفوذ ۷۵ - شکل ( ۵
۱۸ ) بررسی حساسیت غلظت اولیهی فنل تحت رژیم کنترل نفوذ ۷۵ - شکل ( ۵
ه
فهرست نمادها
لاتین
A (m مساحت سطح آند ( ۲
a (m- مساحت ویژه الکترود ( ۱
[Aliphatics] (mmol dm- غلظت آلیفاتیک ( ۳
[Aromatics] (mmol dm- غلظت آروماتیک ( ۳
Ci (mmol dm- ام در سل الکتروشیمیایی ( ۳ i غلظت جز
CODi (mgO۲ L- خواست اکسیژن شیمیایی هر جز در مخلوط آلایندهها ( ۱
CODt (gO۲ dm-۳) t در لحظه COD مقدار
CODt+Dt (gO۲ dm-۳) t + Dt در لحظه COD مقدار
D (m۲ s- ضریب نفوذ فنل ( ۱
(kWh kg- مصرف ویژه انرژی ۱
COD) sp E
e- الکترون
F ۹۶۴۸۷ (C mol- ثابت فارادی ( ۱
fi قابلیت اکسایش اجزا در سل
I (A) جریان عملی
IO۲ (A) جریان مصرفی در واکنشجانبی رهایش اکسیژن
I R (A) جریان مصرفی در واکنش اصلی اکسایش
i (A m- دانسیته جریان عملی ( ۲
Ki (s- ثابت سرعت ظاهری ( ۱
ki (cm s- ثابت سرعت واقعی ( ۱
km (m s- ضریب انتقال جرم ( ۱
n تعداد الکترونهای درگیر در واکنش اکسایش
n' تعداد داده آزمایشی
· (mol s- دبی مولی اکسیژن ( ۱
o۲ n
p (molCOD s-۱) COD میزان بارگذاری
و
[ph] (mmol dm- غلظت فنل ( ۳
Q (Ah dm- شارژ بار الکتریکی ( ۳
Rc (W) مقاومت اهمیک الکترولیت
Ri (mmol dm- غلظت هر ترکیب آلاینده و واسطهای موجود در سل الکتروشیمیایی ( ۳
ri (mol s-۱ dm- سرعت واکنش ( ۳
si (mmol dm- غلظت هر ترکیب در سیستم ( ۳
T (۰K) دمای مطلق
t (s) زمان واکنش
V (mV s- سرعت اسکن ( ۱
V* (V) مجموع اضافه ولتاژ سینتیکی
Va (m حجم ناحیه آندی از سل ( ۳
Vb (m حجم ناحیه بالک محلول ( ۳
Vc (V) پتانسیل متوسط سل
Vd (V) پتانسیل تجزیه آب
Vi ضرایب استوکیومتری
VR (m حجم الکترولیت ( ۳
VTD (V) پتانسیل تعادلی سل
· (cm۳ min- آهنگ جریان اکسیژن در غیاب و حضور آلاینده آلی ( ۱
o , V ·
t V
X درصد تبدیل واکنش
yi داده تئوری
داده آزمایشی '
i y
حروف یونانی
a نسبت دانسیته جریان عملی به دانسیته جریان حدی اولیه
bi سهم الکترونهای درگیر در هر فرآیند خاص
g نسبت بین نرخ تولید رادیکالهای هیدروکسیل و نرخ انتقال واکنشگر
ز
DE (V) اختلاف بین پتانسیل آغاز اکسایش و پتانسیل شرایط حدی
DVi (V) اختلاف پتانسیل اکسایش /کاهش هر جز
DVwork (V) اختلاف پتانسیل سل
d (m) ضخامت لایه نفوذی
h بازده متوسط جریان
åh (V) مجموع اضافه ولتاژ در الکترودها
hc بازده احتراق
qOH OH· درجه پوشش الکترودها توسط
m (kg m-۱ s- ویسکوزیته محلول ( ۱
n به ازای هر مول واکنشگر OH تعداد مول
n ' (m۲ s- ویسکوزیته سینماتیکی ( ۱
n A (cm۳ mol- حجم مولی ماده حلشونده ( ۱
t (s) ثابت زمان اکسایش
t c (s) ثابت زمان سل
f بازدهی جریان
Fi (i پارامتر قابل تنظیم(جزیی از اکسندههای درگیر در فرآیند
jB ضریب تجمع برای حلال
زیرنویسها
A ماده حلشونده
a ناحیه آندی سل الکتروشیمیایی
B ماده حلال
b ناحیه بالک سل الکتروشیمیایی
c ناحیه کاتدی سل الکتروشیمیایی
cr شرایط بحرانی
i جز مورد نظر در فرآیند
ox عامل اکسنده
ح
t زمان خاصی از فرآیند
x تعداد کربن موجود در ترکیب آلی
y تعداد هیدروژن موجود در ترکیب آلی
z تعداد اکسیژن موجود در ترکیب آلی
بالانویسها
B ناحیه بالک
DL لایه نفوذ
j ام در فرآیند j واکنش
مخففها
ACE (Average current efficiency) بازدهی متوسط جریان
BDD (Boron-doped diamond) الکترود الماس با پوششبور
COD (Chemical oxygen demand) خواست اکسیژن شیمیایی
EOI (Electrochemical oxidation index) شاخص اکسایش الکتروشیمایی
EOTR (Electrochemical oxygen transfer reaction) واکنش انتقال الکتروشیمیایی اکسیژن
Esp (Specific energy consumption) مصرف ویژه انرژی
GCE (General current efficiency) بازدهی کلی جریان
ICE (Instantaneous current efficiency) بازدهی آنی جریان
MCE (Mineralization current efficiency) بازدهی جریان معدنی شدن
OFR (Oxygen flow rate) آهنگ جریان اکسیژن
RMSE (Root mean square error) ریشهی متوسط مربعات خطا
TOC (Total organic carbon) کربن آلی کلی