污水处理技术工艺

污水处理技术的领先者,污水电化学处理工艺

发布日期:2019-03-15 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

世界上的任何事物都有一个优点和一个缺点。随着社会的进步和人民生活水平的提高,环境污染是不可避免的。废水就是其中之一。随着石油化工、印染、造纸、农药、医药卫生、冶金、食品等行业的快速发展,世界各地的污水排放总量急剧增加。而且由于废水中含有较高浓度、高毒性、高盐度、高色度组分,难以降解和处理,常常造成非常严重的水环境污染。

本发明涉及一种电化学水处理技术,特别是一种在电极或外部电场作用下,通过某种化学反应、电化学过程或物理过程降解废水中污染物的方法。该电化学系统具有设备相对简单、占地面积小、操作维护费用低、能有效避免二次污染、反应可控性高、便于工业自动化等优点,被称为“环境友好”技术。

在社会经济快速发展和产业水平不断提高的背景下,水污染问题日益突出,已成为国际研究的重点。水污染不仅造成了淡水资源的短缺,而且在一定程度上严重影响了人们的身体健康。因此,废水净化和处理已成为人们关注的焦点。实践证明,利用化学工艺进行废水处理可以有效减少污水处理废水的排放,降低污水处理成本,提高整体处理质量,具有广阔的应用前景。

1 废水的相关概述

废水是污染水的总称,包括工业废水、生活污水等。由于废水中含有大量的化学物质,不能被生态平衡系统“消化”,对周围环境造成一定程度的严重污染,我们称之为“废水”。由于污水的污染和危害,污水的排放严重加剧了水资源的短缺。因此,加强污水的净化处理具有重要的现实意义。通过研究和实践发现,不同类型的废水排放混合后,会在一定程度上发生化学反应,导致废水成分和污染物性质发生变化。当含有特定成分的废水混合时,会产生沉积物,从而降低废水中污染物的总含量。废水的自凝处理为废水处理提供了新的思路。在分析这一现象的原理的基础上,从废水处理的角度出发,在充分把握自凝与化学热力学的关系的基础上,运用相关知识和技术手段,实现废水净化的目的。治疗,具有重要的现实意义。本文主要探讨了电化学废水处理技术。

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2 电化学水处理技术

2.1 电化学法

电化学方法是一个复杂的过程。金属电极产生的阳离子在电场作用下进入水体时,会发生许多物理化学现象。从离子的形成到絮体的形成有三个连续的阶段:(1)在电场的作用下,阳极产生电子,形成“微絮凝剂”-氢氧化铁;(2)悬浮粒子和胶体污染物在“微絮凝剂”的作用下失去稳定性;(3)不稳定的污染物粒子和微絮凝剂相互碰撞,形成肉眼可见的大絮体。由于电化学过程中电解反应的产物仅为离子,不需要添加任何氧化剂或还原剂,对环境无污染或无污染,因此被称为环境友好的水处理技术。

2.2 直接电化学氧化

直接电化学氧化是通过在电极表面产生的强氧化剂和电子的直接转移,对有机物进行氧化和分解的过程。这一过程包括电化学燃烧和电化学转化。Comminellis提出了有机污染物在金属氧化物(MOX)电极上的电化学转化和电化学燃烧的反应机理。水或水溶液中的氢氧离子(OH-)在阳极表面失去电子,并形成活性羟基自由基(OH),OH吸附在电极表面,与有机(R)氧化,有机物逐渐分解,直至完全无机,即电化学燃烧:

Mox+H2O∈mox(OH)+e-(1)

MOx + OH-→MOx(·OH)+ e-(2)

R+mox(OH)∈COX+ZH+ze-+mox(3)

若·oh吸附在电极表面可与mox电极发生快速氧化反应,则·oh中的氧会转移到mox晶格上,形成高价氧化物mox+1,mox+1与有机物发生氧化反应,即电化学转化:

Mox(OH)∈mox+1+H+e-(4)

R+MOX+1/RO+MOX(5)

2.3间接介电氧化

这种形式的电氧化是农民提出的一种氧化过程。在此过程中,稳定的低价介质在阳极上被氧化成不稳定的、反应性强的离子,高价的氧化离子被直接氧化降解污染物,或在溶液中发生反应。污染物被生成的羟基自由基破坏,然后还原成阳极,迁移并氧化。有机物在这个循环中被降解。其中,CO 3+、Fe 3+、Ag 2+、Ni 2+、Ce 4+是常用的培养基。Leffrang等人提出的氧化还原对是co3+/co2+。研究了4-氯酚、2-氯酚和苯酚的降解。结果表明,CO和CO2具有降解有机污染物的功能,转化率为98%,总平均电流效率为75%。然而,该方法的氧化能力和介质氧化还原能力与电极电位密切相关。通常,操作应在高酸性条件下进行。重金属的加入造成的二次污染极大地限制了其应用。

2.4 电Fenton

Electrochemical Fenton是电化学和芬顿反应的结合,而Fe2+或h2o2是由电化学作为芬顿试剂的连续来源产生的。在阳极上,水经过直接氧化生成o2或·oh。在阴极o2,h2o2可以由两个电子还原态产生,并与Fe2+反应生成·oh。·哦,与阴极反应,分解有机污染物。因此,电芬顿法可分为efh-2o2法、effeox法、电芬顿法和fs法。与传统的芬顿工艺相比,外测剂量降低,使工艺操作更加容易。电风箱中的fe2+或h2o2的生成是一个相对稳定和连续的过程,确保过程更加稳定,有机物质被完全氧化。

(3)电化学水处理技术的发展

虽然电化学处理工艺能取得较好的处理效果,但由于废水组分的复杂性,单一电化学工艺已不能满足实际需要。电化学处理与其他工艺相结合,可以更好地满足生产需要,不仅提高了加工效率,而且节约了资源,是科研的主要方向。郑苏丹等。膜分离与电催化技术相结合处理含酚废水,去除率可达70%,比单电极催化氧化高40%。wang等人利用微博客辅助芬顿降解偶氮燃料废水,各污染物组分的去除效率均高于单芬顿。李媚等人以毡状活性炭为阳极,不锈钢为阴极,采用吸附-电化学耦合的方法处理对氯苯酚废水。活性炭纤维的吸附(如图1所示)和电化学氧化能有效地降解对氯苯酚。活性炭纤维的吸附符合Langmuir等温室的要求,部分活性炭纤维在电化学作用下可以再生。当电流密度为7.6mAcm2,电解液浓度为1g/L,运行时间为180 min时,废水COD去除率可达97.09%。虽然活性炭的吸附性能会因连续使用而降低,但加工效率可以快速达到87%或更高。

总之,电化学氧化法在我国难降解有机化工废水处理中得到了广泛的应用。与其他废水处理方法相比,该方法具有更大的优势。利用电化学方法可以实现难降解有机化工废水的有效降解,有效地达到预期的目的,实现水资源的保护和再利用。随着科学技术的不断发展,污水处理化学技术和技术将得到进一步发展。

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