Posljednjih godina, uz kontinuirani razvoj i poboljšanje tehnologije obrade vode, elektrokemijska tehnologija obrade vode sve se više cijeni i primjenjuje zbog svoje visoke stope razgradnje, jednostavnog rada i karakteristika bez onečišćenja. Budući da postoje mnoge potpodjele tehnologije elektrokemijske obrade vode, ovdje se raspravlja i razmjenjuje samo elektrokemijska oksidacija i mikroelektroliza.
1. Princip obrade vode elektrokatalitičkom oksidacijom
Elektrokemijska oksidacija:
Općenito govoreći, elektrokemijska oksidacija zapravo se odnosi na cijeli proces elektrokemije. Temelji se na principu redoks reakcije, a izravne ili neizravne elektrokemijske reakcije odvijaju se na elektrodama elektrokatalitičkog oksidacijskog elektrolizatora, čime se smanjuju ili uklanjaju zagađivači iz otpadnih voda.
U užem smislu, elektrokemijska oksidacija odnosi se posebno na anodni proces, u kojem se otopina ili suspenzija organske tvari stavlja u elektrolitičku ćeliju, a istosmjerna struja se koristi za hvatanje elektrona na anodi za oksidaciju organske tvari, ili za prvo oksidiraju niskovalentne metale u visokovalentne metalne ione, a zatim visokovalentni metalni ioni oksidiraju organsku tvar. Općenito, neke funkcionalne skupine organske tvari su elektrokemijski aktivne. Prisilnim djelovanjem električnog polja mijenja se struktura funkcionalnih skupina, čime se mijenjaju kemijska svojstva organske tvari, smanjuje ili čak eliminira njezina toksičnost te se povećava njezina biorazgradivost. Elektrokemijska oksidacija se dijeli na izravnu oksidaciju i neizravnu oksidaciju.
Izravna oksidacija (izravna elektroliza) odnosi se na uklanjanje onečišćujućih tvari iz otpadne vode izravnom oksidacijom na elektrokatalitičkoj elektrodi, što se može podijeliti na anodni proces i katodni proces. Anodni proces sastoji se u tome da se zagađivači oksidiraju na površini anode i pretvaraju u manje toksične tvari ili lako biorazgradive tvari, čime se postiže svrha smanjenja i uklanjanja zagađivača. Katodni proces sastoji se u tome da se zagađivači smanjuju na površini katode i uklanjaju, što se uglavnom koristi za redukciju i dehalogenaciju halogeniranih ugljikovodika i obnavljanje teških metala. Ovaj katodni proces, također poznat kao elektrokemijska redukcija, korištenje je katoda od nehrđajućeg čelika ili elektroda obloženih titanom i platnom za dodjelu elektrona, što je ekvivalentno redukciji i taloženju iona teških metala kao što su Cr6+ i Hg2+ pomoću redukcijskih sredstava. Ioni visokog oksidacijskog stupnja reduciraju se u niska oksidacijska stanja (šestvalentni krom postaje trovalentni krom); organske tvari koje sadrže klor reduciraju se i dekloriraju, pretvaraju u niskotoksične ili netoksične tvari, a biorazgradivost se poboljšava: R-Cl +H++e →RH + Cl-
Neizravna oksidacija (neizravna elektroliza) odnosi se na korištenje elektrokemijski generiranih redoks tvari kao reaktanata ili katalizatora za pretvaranje zagađivača u manje toksične tvari. Neizravna elektroliza se dijeli na reverzibilne procese i ireverzibilne procese. Reverzibilni proces (posredovana elektrokemijska oksidacija) znači da se redoks može elektrokemijski regenerirati i reciklirati tijekom procesa elektrolize. Ireverzibilni proces odnosi se na proces oksidacije organske tvari pomoću tvari koje nastaju ireverzibilnim elektrokemijskim reakcijama, kao što su Cl2, klorat, hipoklorit, H2O2 i O3 s jakim oksidacijskim svojstvima. Elektrokemijske reakcije također se mogu koristiti za proizvodnju jakih oksidacijskih intermedijera, uključujući solvatirane elektrone, ·HO, ·HO2 (superoksidni radikali), ·O2- (superoksidni anionski radikali) i druge slobodne radikale, koji razgrađuju i eliminiraju cijanid, fenol , COD, S2- i druge zagađivače u vodi, te ih na kraju pretvaraju u bezopasne tvari. Za izravnu oksidaciju na anodi, ako je koncentracija reaktanata preniska, elektrokemijska površinska reakcija bit će ograničena korakom prijenosa mase; za neizravnu oksidaciju ne postoji takvo ograničenje. U izravnim ili neizravnim oksidacijskim procesima općenito postoje popratne reakcije taloženja H2 ili O2, ali popratne reakcije mogu se suzbiti odabirom materijala elektrode i kontrolom potencijala.
Elektrokemijska oksidacija postigla je dobre rezultate za otpadne vode s visokom koncentracijom organskih tvari, složenim komponentama, mnogim tvarima koje je teško razgraditi i visokom kromatičnošću, kao što su otpadne vode s naftnih polja u moru, otpadne vode za tiskanje i bojanje, procjedne vode visoke koncentracije i otpadne vode bogate amonijačnim dušikom i cijanid. Tehnologija elektrokemijske oksidacije može učinkovito formirati hidroksilne slobodne radikale s jakom oksidacijskom sposobnošću uz pomoć elektrokemijski aktivnih anodnih materijala, koji ne samo da mogu razgraditi postojane organske zagađivače i pretvoriti ih u netoksične biorazgradive tvari, već ih i potpuno mineralizirati u tvari poput ugljika dioksida ili karbonata.
Može se primijeniti na: teško razgradive industrijske otpadne vode s visokom koncentracijom organskih zagađivača, visokim sadržajem soli, jednobojnim, lošom biorazgradljivošću ili vrstama otpadnih voda koje je teško razgraditi konvencionalnom tehnologijom obrade vode.
2. Tehnologija obrade vode mikroelektrolizom
U 1970-ima, znanstvenici u bivšem Sovjetskom Savezu koristili su željezne strugotine za obradu otpadnih voda od tiskanja i bojanja, a od tada se mikroelektroliza primjenjuje za pročišćavanje otpadnih voda. moja je zemlja započela istraživanje u ovom području 1980-ih. S produbljivanjem istraživanja, tehnologija mikroelektrolize dobiva pozornost u tehnologiji obrade teško razgradivih industrijskih otpadnih voda i primijenjena je u inženjerskoj praksi.
Princip mikroelektrolize je također relativno jednostavan. To je proces koji koristi princip metalne korozije za formiranje primarne baterije za obradu otpadnih voda. Ova metoda koristi staro željezo kao sirovinu, ne troši resurse električne energije i ima značenje "tretiranja otpada otpadom". Konkretno, unutarnja elektrolizna kolona metode mikroelektrolize često koristi staro željezo i aktivni ugljen kao punila i proizvodi Fe2+ ione sa jakim redukcijskim svojstvima kroz kemijske reakcije, što može reducirati određene oksidirajuće komponente u otpadnoj vodi; osim toga, Fe(OH)2 flokulacija se može koristiti za obradu vode; aktivni C ima adsorpcijski učinak i može adsorbirati organske tvari i mikroorganizme; stoga je metoda mikroelektrolize generiranje slabe struje kroz primarnu bateriju sastavljenu od željezo-ugljik, koja ima stimulativni učinak na rast i metabolizam mikroorganizama. Prednost metode obrade vode unutarnjom elektrolizom je u tome što ne troši energiju, a ovom metodom mogu se ukloniti različiti zagađivači i kromatičnost u kanalizaciji, a ujedno se poboljšava biorazgradivost teško razgradivih tvari. Tehnologija obrade vode mikroelektrolizom općenito se koristi u kombinaciji s drugim tehnologijama obrade vode kao metoda prethodne obrade ili dopunska metoda za poboljšanje pročišćavanja i biorazgradljivosti otpadne vode. Ali u isto vrijeme, metoda obrade vode mikroelektrolizom također ima nedostatke, nedostaci su što je brzina reakcije relativno spora, reaktor je lako začepiti i teško je obraditi otpadnu vodu visoke koncentracije.
Kao nova metoda obrade otpadnih voda, tehnologija mikroelektrolize željezo-ugljik isprva je korištena u obradi otpadnih voda tiskanja i bojenja. Osim toga, također postoji mnogo istraživanja i primjena u obradi mnogih otpadnih voda bogatih organskim tvarima, kao što su otpadne vode od proizvodnje papira, farmaceutske otpadne vode, otpadne vode od koksiranja, otpadne vode visokog saliniteta i otpadne vode od galvanizacije, petrokemijske otpadne vode, otpadne vode od pesticida i arsena- otpadne vode koje sadrže cijanid. U pročišćavanju organskih otpadnih voda, oksidacijske skupine u organskoj tvari reduciraju se novim ekološkim željeznim ionima, koji imaju učinke adsorpcije, flokulacije, kompleksiranja i elektrodepozicije. Metoda mikroelektrolize može ne samo ukloniti organsku tvar, već i ukloniti COD i poboljšati biorazgradljivost, stvarajući uvjete za daljnju obradu.
U praktičnoj primjeni, metoda mikroelektrolize željezo-ugljik pokazala je svoje prednosti, ali postoje i problemi poput otvrdnjavanja i podešavanja pH. Ovi problemi su ograničili daljnji razvoj procesa. To zahtijeva daljnja istraživanja kako bi se stvorili povoljniji uvjeti za tehnologiju mikroelektrolize željezo-ugljik za obradu velikih industrijskih otpadnih voda.
Elektrokemijska obrada vode također se može koristiti u kombinaciji s drugim metodama za značajno poboljšanje učinkovitosti i kvalitete obrade otpadnih voda. Trenutno se tehnologija pročišćavanja otpadnih voda sve više proučava kombinacija elektrokemijskih i bioloških metoda. Kombinacijom ovih dviju metoda, različiti onečišćivači u vodi mogu se učinkovito razgraditi i tretirati u zajedničkom tretmanu biološke tehnologije i elektrokemijske tehnologije. Slaba struja koju stvara proces elektrokemijske reakcije može učinkovito stimulirati metaboličku aktivnost mikroorganizama, čime se promiče učinkovitost biološkog tretmana. Stoga kombinacija ove dvije metode ima prednosti koje je teško postići drugim metodama u pročišćavanju teško biorazgradivih otpadnih voda i nepotpune elektrolize otpadnih voda.
Baoji JM-TITANIUM-Profesionalni dizajn i proizvođač anoda
Tijekom godina specijalizirali smo se za istraživanje i razvoj anoda, proizvodnju i proizvodnju, a naši se proizvodi izvoze u mnoge zemlje diljem svijeta. Različite serije anoda mogu se dizajnirati i proizvesti prema stvarnim parametrima okoliša različitih korisnika. Dobrodošli ste u posjet i dogovor.
Nicole
Tvrtka: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Država: Kina
Dodaj: Baoti cesta, Jintai, grad Baoji, Shaanxi, Kina
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Web stranica: www.jm-titanium.com
