Door de voortdurende ontwikkeling en verbetering van de waterbehandelingstechnologie wordt de elektrochemische waterbehandelingstechnologie de afgelopen jaren steeds meer gewaardeerd en toegepast vanwege de hoge afbraaksnelheid, de eenvoudige bediening en de vervuilingsvrije eigenschappen. Omdat er veel onderverdelingen zijn binnen de elektrochemische waterbehandelingstechnologie, worden hier alleen elektrochemische oxidatie en micro-elektrolyse besproken en uitgewisseld.
1. Principe van waterbehandeling door elektrokatalytische oxidatie
Elektrochemische oxidatie:
In grote lijnen verwijst elektrochemische oxidatie eigenlijk naar het hele proces van elektrochemie. Het is gebaseerd op het principe van de redoxreactie, waarbij directe of indirecte elektrochemische reacties plaatsvinden op de elektroden van de elektrokatalytische oxidatie-elektrolysator, waardoor verontreinigende stoffen uit afvalwater worden verminderd of verwijderd.
In enge zin verwijst elektrochemische oxidatie specifiek naar het anodeproces, waarbij een oplossing of suspensie van organisch materiaal in de elektrolytische cel wordt geplaatst, en gelijkstroom wordt gebruikt om elektronen aan de anode te vangen om het organische materiaal te oxideren, of om eerst het organische materiaal te oxideren. oxideren laagwaardige metalen tot hoogwaardige metaalionen, en vervolgens oxideren de hoogwaardige metaalionen het organische materiaal. Over het algemeen zijn sommige functionele groepen van organisch materiaal elektrochemisch actief. Door de geforceerde werking van het elektrische veld verandert de structuur van de functionele groepen, waardoor de chemische eigenschappen van het organische materiaal veranderen, de toxiciteit ervan wordt verminderd of zelfs geëlimineerd, en de biologische afbreekbaarheid wordt vergroot. Elektrochemische oxidatie is onderverdeeld in directe oxidatie en indirecte oxidatie.
Directe oxidatie (directe elektrolyse) verwijst naar de verwijdering van verontreinigende stoffen uit afvalwater door directe oxidatie op de elektrokatalytische elektrode, die kan worden onderverdeeld in het anodische proces en het kathodische proces. Het anodische proces houdt in dat verontreinigende stoffen op het anodeoppervlak worden geoxideerd en omgezet in minder giftige stoffen of gemakkelijk biologisch afbreekbare stoffen, waardoor het doel van het verminderen en verwijderen van verontreinigende stoffen wordt bereikt. Het kathodische proces houdt in dat verontreinigende stoffen op het kathodeoppervlak worden gereduceerd en verwijderd, wat voornamelijk wordt gebruikt voor de reductie en dehalogenering van gehalogeneerde koolwaterstoffen en de terugwinning van zware metalen. Dit kathodische proces, ook bekend als elektrochemische reductie, is het gebruik van roestvrijstalen kathoden of op Ti gebaseerde Pt-geplateerde elektroden om elektronen te verkrijgen, wat equivalent is aan de reductie en afzetting van zware metaalionen zoals Cr6+ en Hg2+ door reductiemiddelen. Ionen met een hoge oxidatietoestand worden gereduceerd tot lage oxidatietoestanden (zeswaardig chroom wordt driewaardig chroom); chloorhoudend organisch materiaal wordt verminderd en gedechloreerd, omgezet in laag-giftige of niet-giftige stoffen, en de biologische afbreekbaarheid wordt verbeterd: R-Cl +H++e →RH + Cl-
Indirecte oxidatie (indirecte elektrolyse) verwijst naar het gebruik van elektrochemisch gegenereerde redoxstoffen als reactanten of katalysatoren om verontreinigende stoffen om te zetten in minder giftige stoffen. Indirecte elektrolyse is onderverdeeld in omkeerbare processen en onomkeerbare processen. Omkeerbaar proces (gemedieerde elektrochemische oxidatie) betekent dat de redox tijdens het elektrolyseproces elektrochemisch kan worden geregenereerd en gerecycled. Onomkeerbaar proces verwijst naar het proces waarbij organisch materiaal wordt geoxideerd met behulp van stoffen die worden geproduceerd door onomkeerbare elektrochemische reacties, zoals Cl2, chloraat, hypochloriet, H2O2 en O3 met sterke oxiderende eigenschappen. Elektrochemische reacties kunnen ook worden gebruikt om sterke oxiderende tussenproducten te produceren, waaronder gesolvateerde elektronen, ·HO, ·HO2 (superoxide radicalen), ·O2- (superoxide anion radicalen) en andere vrije radicalen, die cyanide en fenol afbreken en elimineren. , CZV, S2- en andere verontreinigende stoffen in water, en zetten deze uiteindelijk om in onschadelijke stoffen. Voor directe oxidatie aan de anode zal, als de concentratie van de reactanten te laag is, de elektrochemische oppervlaktereactie beperkt worden door de massaoverdrachtsstap; voor indirecte oxidatie bestaat een dergelijke beperking niet. Bij directe of indirecte oxidatieprocessen zijn er over het algemeen nevenreacties van H2- of O2-precipitatie, maar de nevenreacties kunnen worden onderdrukt door de keuze van elektrodematerialen en potentiële controle.
Elektrochemische oxidatie heeft goede resultaten opgeleverd voor afvalwater met een hoge organische concentratie, complexe componenten, veel moeilijk afbreekbare stoffen en een hoge kleurkwaliteit, zoals afvalwater uit offshore-olievelden, afvalwater bij het bedrukken en verven, percolaat met een hoge concentratie en afvalwater dat rijk is aan ammoniakstikstof en cyanide. Elektrochemische oxidatietechnologie kan effectief hydroxylvrije radicalen vormen met een sterk oxiderend vermogen met behulp van elektrochemisch actieve anodematerialen, die niet alleen persistente organische verontreinigende stoffen kunnen afbreken en omzetten in niet-giftige biologisch afbreekbare stoffen, maar ze ook volledig kunnen mineraliseren tot stoffen zoals koolstof dioxide of carbonaten.
Het kan worden toegepast op: moeilijk afbreekbaar industrieel afvalwater met een hoge concentratie aan organische verontreinigende stoffen, een hoog zoutgehalte, een enkele kleur, slechte biologische afbreekbaarheid, of afvalwatersoorten die moeilijk afbreekbaar zijn met conventionele waterbehandelingstechnologie.
2. Waterbehandelingstechnologie met micro-elektrolyse
In de jaren zeventig gebruikten wetenschappers in de voormalige Sovjet-Unie ijzervijlsel om afvalwater te behandelen en te verven, en sindsdien wordt micro-elektrolyse toegepast op de behandeling van afvalwater. mijn land begon in de jaren tachtig met onderzoek op dit gebied. Met de verdieping van het onderzoek krijgt micro-elektrolysetechnologie steeds meer aandacht in de behandelingstechnologie van moeilijk afbreekbaar industrieel afvalwater en wordt deze technologie ook toegepast in de technische praktijk.
Ook het principe van micro-elektrolyse is relatief eenvoudig. Het is een proces dat gebruik maakt van het principe van metaalcorrosie om een primaire batterij te vormen voor de behandeling van afvalwater. Deze methode gebruikt schroot als grondstof, verbruikt geen elektriciteitsbronnen en heeft de betekenis van "afval met afval behandelen". In het bijzonder gebruikt de interne elektrolysekolom van de micro-elektrolysemethode vaak schroot en actieve kool als vulstoffen, en produceert Fe2+-ionen met sterk reducerende eigenschappen door chemische reacties, die bepaalde oxiderende componenten in het afvalwater kunnen verminderen; bovendien kan Fe(OH)2-flocculatie worden gebruikt voor waterbehandeling; actieve C heeft een adsorptie-effect en kan organisch materiaal en micro-organismen adsorberen; Daarom is de micro-elektrolysemethode bedoeld om een zwakke stroom te genereren via een primaire batterij bestaande uit ijzer-koolstof, wat een stimulerend effect heeft op de groei en het metabolisme van micro-organismen. Het voordeel van de interne elektrolysewaterbehandelingsmethode is dat deze geen energie verbruikt, en deze methode kan een verscheidenheid aan verontreinigende stoffen en kleurkwaliteit in rioolwater verwijderen en tegelijkertijd de biologische afbreekbaarheid van moeilijk afbreekbare stoffen verbeteren. Micro-elektrolyse-waterbehandelingstechnologie wordt doorgaans gebruikt in combinatie met andere waterbehandelingstechnologieën als voorbehandelingsmethode of aanvullende methode om de behandelbaarheid en biologische afbreekbaarheid van afvalwater te verbeteren. Maar tegelijkertijd heeft de micro-elektrolysewaterbehandelingsmethode ook nadelen; de nadelen zijn dat de reactiesnelheid relatief langzaam is, de reactor gemakkelijk verstopt raakt en het moeilijk is om afvalwater met een hoge concentratie te behandelen.
Als nieuwe afvalwaterzuiveringsmethode werd aanvankelijk ijzer-koolstof-micro-elektrolysetechnologie gebruikt bij de behandeling van afvalwater bij het bedrukken en verven. Daarnaast zijn er ook veel onderzoeken en toepassingen in de behandeling van veel organisch-rijk afvalwater, zoals afvalwater van de papierproductie, farmaceutisch afvalwater, verkooksingsafvalwater, hoog zoutgehalte organisch afvalwater en galvanisch afvalwater, petrochemisch afvalwater, afvalwater van pesticiden en arsenicum. met cyanide-afvalwater. Bij de behandeling van organisch afvalwater worden de oxiderende groepen in de organische stof gereduceerd door de nieuwe ecologische ferro-ionen, die de effecten hebben van adsorptie, uitvlokking, complexering en elektrodepositie. De micro-elektrolysemethode kan niet alleen het organische materiaal verwijderen, maar ook CZV en de biologische afbreekbaarheid verbeteren, waardoor voorwaarden worden geschapen voor verdere behandeling.
In praktische toepassingen heeft de ijzer-koolstof micro-elektrolysemethode zijn voordelen bewezen, maar er zijn ook problemen zoals verharding en aanpassing van de pH. Deze problemen hebben de verdere ontwikkeling van het proces beperkt. Dit vereist verder onderzoek om gunstiger omstandigheden te creëren voor de ijzer-koolstof micro-elektrolysetechnologie om grootschalig industrieel afvalwater te behandelen.
Elektrochemische waterbehandeling kan ook worden gebruikt in combinatie met andere methoden om de efficiëntie en kwaliteit van de rioolwaterzuivering aanzienlijk te verbeteren. Momenteel is de rioolwaterzuiveringstechnologie die meer wordt bestudeerd de combinatie van elektrochemische en biologische methoden. Na het combineren van deze twee methoden kunnen verschillende verontreinigende stoffen in het water effectief worden afgebroken en behandeld door de gezamenlijke behandeling van biologische technologie en elektrochemische technologie. De zwakke stroom die wordt gegenereerd door het elektrochemische reactieproces kan de metabolische activiteit van micro-organismen effectief stimuleren, waardoor de efficiëntie van biologische behandeling wordt bevorderd. Daarom heeft de combinatie van deze twee methoden voordelen die moeilijk te bereiken zijn met andere methoden bij de behandeling van moeilijk biologisch afbreekbaar rioolwater en onvolledige elektrolyse van afvalwater.
Baoji JM-TITANIUM-Professioneel anodeontwerp en fabrikant
Door de jaren heen zijn we gespecialiseerd in onderzoek en ontwikkeling op het gebied van anoden, productie en productie, en onze producten worden naar vele landen over de hele wereld geëxporteerd. Er kunnen verschillende series anodes worden ontworpen en geproduceerd volgens de werkelijke omgevingsparameters van verschillende gebruikers. U bent van harte welkom om langs te komen en te onderhandelen.
Nicole
Bedrijf: Baoji Jimiyun Dynamic Co., Ltd
Land: China
Toevoegen: Baoti-weg, Jintai, Baoji-stad, Shaanxi, China
Cel:+86 13369210920
Gmail:nicole@jmyunti.com
Website: www.jm-titanium.com
