В останні роки з безперервним розвитком і вдосконаленням технології водоочищення, електрохімічна технологія очищення води все більше цінується та використовується завдяки високій швидкості деградації, простоті експлуатації та екологічно чистим характеристикам. Оскільки існує багато підрозділів технології електрохімічного очищення води, тут обговорюються та обмінюються лише електрохімічне окислення та мікроелектроліз.
1. Принцип очищення води електрокаталітичним окисленням
Електрохімічне окислення:
Загалом, електрохімічне окислення фактично відноситься до всього процесу електрохімії. Він заснований на принципі окисно-відновної реакції, і прямі або непрямі електрохімічні реакції відбуваються на електродах електролізера електрокаталітичного окислення, тим самим зменшуючи або видаляючи забруднюючі речовини зі стічних вод.
У вузькому значенні електрохімічне окислення відноситься саме до анодного процесу, під час якого розчин або суспензія органічної речовини поміщається в електролітичну комірку, а постійний струм використовується для захоплення електронів на аноді для окислення органічної речовини або спочатку окислюють низьковалентні метали до іонів високовалентних металів, а потім іони високовалентних металів окислюють органічні речовини. Як правило, деякі функціональні групи органічної речовини є електрохімічно активними. Через примусову дію електричного поля структура функціональних груп змінюється, тим самим змінюючи хімічні властивості органічної речовини, зменшуючи її токсичність або навіть усуваючи її, а також підвищуючи її здатність до біологічного розкладання. Електрохімічне окислення поділяється на пряме окислення та непряме окислення.
Пряме окислення (прямий електроліз) відноситься до видалення забруднюючих речовин зі стічних вод шляхом прямого окислення на електрокаталітичному електроді, який можна розділити на анодний процес і катодний процес. Анодний процес полягає в тому, що забруднюючі речовини окислюються на поверхні анода та перетворюються на менш токсичні речовини або речовини, які легко біологічно розкладаються, таким чином досягаючи мети зменшення та видалення забруднюючих речовин. Катодний процес полягає в тому, що забруднюючі речовини відновлюються на поверхні катода та видаляються, що в основному використовується для відновлення та дегалогенізації галогенованих вуглеводнів і відновлення важких металів. Цей катодний процес, також відомий як електрохімічне відновлення, полягає у використанні катодів з нержавіючої сталі або електродів із платиновим покриттям на основі Ti для отримання електронів, що еквівалентно відновленню й осадженню іонів важких металів, таких як Cr6+ та Hg2+ відновниками. Іони з високим ступенем окислення відновлюються до низьких ступенів окислення (шестивалентний хром стає тривалентним хромом); хлорвмісна органічна речовина зменшується та дехлорується, перетворюється на малотоксичні або нетоксичні речовини, а здатність до біологічного розкладання покращується: R-Cl +H++e →RH + Cl-
Непряме окислення (непрямий електроліз) стосується використання електрохімічно генерованих окисно-відновних речовин як реагентів або каталізаторів для перетворення забруднюючих речовин у менш токсичні речовини. Непрямий електроліз ділиться на оборотні процеси і необоротні процеси. Оборотний процес (опосередковане електрохімічне окислення) означає, що окисно-відновний компонент може бути електрохімічно регенерований і повторно використаний під час процесу електролізу. Необоротний процес відноситься до процесу окислення органічної речовини за допомогою речовин, що утворюються в результаті незворотних електрохімічних реакцій, таких як Cl2, хлорат, гіпохлорит, H2O2 і O3 з сильними окисними властивостями. Електрохімічні реакції також можна використовувати для отримання сильних проміжних продуктів окислення, включаючи сольватовані електрони, ·HO, ·HO2 (супероксидні радикали), ·O2- (супероксидні аніонні радикали) та інші вільні радикали, які розкладають і усувають ціанід, фенол , COD, S2- та інші забруднюючі речовини у воді, і зрештою перетворюють їх на нешкідливі речовини. Для прямого окислення на аноді, якщо концентрація реагентів занадто низька, електрохімічна поверхнева реакція буде обмежена етапом масопередачі; для непрямого окислення такого обмеження немає. У процесах прямого або непрямого окислення, як правило, є побічні реакції осадження H2 або O2, але побічні реакції можна придушити шляхом вибору матеріалів електродів і контролю потенціалу.
Електрохімічне окислення досягло хороших результатів для стічних вод із високою концентрацією органічних речовин, складних компонентів, багатьох речовин, що важко розкладаються, і високої кольоровості, таких як стічні води морських нафтопромислів, стічні води для друку та фарбування, фільтрат високої концентрації та стічні води, багаті аміачним азотом і ціанід. Технологія електрохімічного окислення може ефективно утворювати вільні гідроксильні радикали з сильною окислювальною здатністю за допомогою електрохімічно активних анодних матеріалів, які можуть не тільки розкладати стійкі органічні забруднювачі та перетворювати їх на нетоксичні речовини, що біологічно розкладаються, але й повністю мінералізувати їх у речовини, такі як вуглець. діоксид або карбонати.
Його можна застосувати до промислових стічних вод, які важко розщепити, з високою концентрацією органічних забруднюючих речовин, високим вмістом солі, одноколірними, погано розкладаними, або типами стічних вод, які важко розщепити за допомогою традиційної технології очищення води.
2. Технологія мікроелектролізної очистки води
У 1970-х роках вчені в колишньому Радянському Союзі використовували залізні стружки для обробки стічних вод, отриманих при друку та фарбуванні, і з тих пір мікроелектроліз застосовувався для очищення стічних вод. моя країна почала дослідження в цій галузі у 1980-х роках. З поглибленням досліджень технологія мікроелектролізу привертає увагу в технології очищення промислових стічних вод, що важко розщеплюються, і знайшла застосування в інженерній практиці.
Принцип мікроелектролізу також відносно простий. Це процес, який використовує принцип корозії металу для формування первинної батареї для очищення стічних вод. Цей спосіб використовує в якості сировини залізний брухт, не споживає електроенергію і має значення «оброблення відходів відходами». Зокрема, внутрішня електролізна колона методу мікроелектролізу часто використовує залізний брухт і активоване вугілля як наповнювачі та виробляє іони Fe2+ із сильними відновними властивостями за допомогою хімічних реакцій, які можуть зменшити певні окислювальні компоненти у стічній воді; крім того, для очищення води можна використовувати флокуляцію Fe(OH)2; активний С має адсорбційну дію і може адсорбувати органічні речовини та мікроорганізми; отже, метод мікроелектролізу полягає у генеруванні слабкого струму через первинну батарею, що складається із залізо-вуглецю, яка має стимулюючий ефект на ріст і метаболізм мікроорганізмів. Перевага методу очищення води за допомогою внутрішнього електролізу полягає в тому, що він не споживає енергії, і цей метод може видалити різні забруднювачі та кольоровість у стічних водах, і в той же час покращити здатність до біологічного розкладання речовин, які важко розкладаються. Технологія мікроелектролізної обробки води зазвичай використовується в поєднанні з іншими технологіями обробки води як метод попередньої обробки або додатковий метод для покращення здатності до очищення та біологічного розкладання стічних вод. Але в той же час метод мікроелектролізної обробки води також має недоліки, недоліки полягають у тому, що швидкість реакції відносно низька, реактор легко засмітити, і важко очищати стічні води високої концентрації.
Як новий метод очищення стічних вод, технологія залізовуглецевого мікроелектролізу спочатку використовувалася для очищення стічних вод друку та фарбування. Крім того, існує багато досліджень і застосувань у обробці багатьох стічних вод, багатих органічними речовинами, таких як стічні води виробництва паперу, фармацевтичні стічні води, стічні води коксування, стічні води з високою мінералізацією органічних стічних вод і гальванічних стічних вод, стічні води нафтохімічної промисловості, стічні води пестицидів і миш’яку. стічні води, що містять ціанід. При обробці органічних стічних вод окислювальні групи в органічній речовині зменшуються новими екологічними іонами заліза, які мають ефекти адсорбції, флокуляції, комплексоутворення та електроосадження. Метод мікроелектролізу може не тільки видалити органічну речовину, але також видалити COD і покращити здатність до біологічного розкладання, створивши умови для подальшої обробки.
У практичному застосуванні метод залізовуглецевого мікроелектролізу показав свої переваги, але існують також такі проблеми, як затвердіння та регулювання pH. Ці проблеми обмежили подальший розвиток процесу. Це вимагає подальших досліджень, щоб створити більш сприятливі умови для технології мікроелектролізу заліза і вуглецю для очищення великомасштабних промислових стічних вод.
Електрохімічне очищення води також може використовуватися в поєднанні з іншими методами для значного підвищення ефективності та якості очищення стічних вод. В даний час все більше вивчається технологія очищення стічних вод, яка полягає в поєднанні електрохімічних і біологічних методів. Після поєднання цих двох методів різні забруднюючі речовини у воді можуть бути ефективно розщеплені та оброблені за допомогою спільного очищення біологічної технології та електрохімічної технології. Слабкий струм, що утворюється в процесі електрохімічної реакції, може ефективно стимулювати метаболічну активність мікроорганізмів, тим самим сприяючи ефективності біологічного очищення. Тому поєднання цих двох методів має переваги, яких важко досягти за допомогою інших методів очищення стічних вод, які важко піддаються біологічному розкладанню, і неповного електролізу стічних вод.
Baoji JM-TITANIUM - Професійний дизайн і виробник анодів
Протягом багатьох років ми спеціалізуємося на дослідженнях і розробках анодів, виробництві та виробництві, і наша продукція експортується в багато країн світу. Різні серії анодів можуть бути розроблені та виготовлені відповідно до фактичних параметрів навколишнього середовища різних користувачів. Запрошуємо в гості та домовимось.
Ніколь
Компанія: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Країна: Китай
Додати: дорога Баоті, Цзіньтай, місто Баодзі, Шеньсі, Китай
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Веб-сайт: www.jm-titanium.com
