污水处理技术工艺

电催化氧化技术处理难生化有机废水的研究进展

介绍了电催化氧化法处理难降解有机废水的研究现状和进展,并对其发展趋势进行了探讨。

电催化氧化法处理难降解有机废水的研究进展

随着现代工业的发展,工业废水的排放日益增多,组成越来越复杂。处理高浓度难降解有机污染物的工业废水,一直是困扰每个人的难题。电催化氧化是一种促进有机物质在电极表面氧化的作用下或电场作用产生的自由基的氧化分解的技术。近年来,通过电催化氧化处理难降解有机废水越来越受到人们的关注。

1电催化氧化技术的基本原理

电催化氧化的基本原理可以从催化阳极的作用方式和污染物的降解程度两个方面来解释。催化阳极有两个基本原理:直接氧化和间接氧化。根据污染物的降解程度,将其基本原理分为电化学转化和电化学燃烧。催化电极主要分为二维电极和三维电极。

有机废水的二维电极催化氧化处理研究进展

钛基涂层电极(DSA电极)是应用最广泛的工业电极,主要有钛基二氧化铅涂层电极、钛基二氧化锡涂层电极、钛基铱涂层电极等。

钛基二氧化铅(PbO 2/Ti)电极具有产氧电位高、氧化能力强、耐蚀性好、导电性好等优点。采用电沉积法制备了钛基二氧化铅(PbO 2)电极.研究了该电极对苯酚的电催化氧化反应。结果表明,在浓度为100 mL、浓度为10 mA/cm2、浓度为270 mg/L的苯酚溶液中,当COD通过0.72Ah电流密度时,COD去除率为67.4%。认为苯酚的电催化氧化机理可分为两部分:苯酚直接电化学氧化制苯醌和间接电化学氧化苯醌制有机酸。

梁镇海等[3]研究了钛基二氧化锡电极对苯酚的降解作用。通过热分解制备钛基二氧化锡电极以降解苯酚。结果表明,苯酚的转化率达到96.5%,并具有电催化作用。其性能优于传统的元素铅电极和Ti / PbO2电极,是一种优良的电催化剂。

谢实涛等。[4]以自制的Ti基RuO 2-IrO 2涂层稳定电极为阳极,采用电催化氧化法处理偶氮染料甲基橙的模拟废水。以硫酸钠为载体电解质,在自然pH、电极间距为1.0cm、电流密度为30.0mA/cm2、电解液中硫酸钠浓度为20.0g/L、电解时间为1.0h的条件下,甲基橙的去除率可达90.0%以上,是一种高效、简单的染料废水处理技术,电催化氧化法。具有一定的应用潜力。

3d电极催化氧化处理有机废水的研究进展

三维电极是一种新型的电化学反应器,又称粒子电极。在传统的二维电解槽电极之间填充颗粒或其它碎屑工作电极材料,使填充工作材料表面通电。作为一种新型电极(第三极),电极材料表面可发生电化学反应。广泛应用的电极材料主要有金属导体、导电陶瓷、铁氧体、石墨和活性炭。

活性炭纳米二氧化钛电极作为一种新型的三维电极,越来越受到研究者的重视。以活性炭-纳米二氧化钛为催化剂,对偶氮染料对甲基橙溶液进行了刘占孟[5]电催化氧化降解。结果表明,有机物可被有效降解,去除机理主要以H2O2的生成和OH的氧化为基础。

李国平[6]等自制活性炭颗粒群电催化反应器用于处理氯苯和硝基苯生产废水。在罐流20~25A,停留时间30min的条件下,氯苯生产废水中氯苯和苯的浓度为3.3~109.9mg / L,苯浓度为13.1~395.7mg / L.率分别在99%和97%以上,TOC和色度的去除率分别在71%和92%以上;

当硝基苯、二硝基苯酚和对硝基氯苯的质量浓度分别为4.5-292.3、83.3-348.0和69.5-93.9mg/L时,硝基苯和二硝基苯酚的去除率分别在96%和99%以上,TOC和色度的去除率分别在90%和98%以上。污水中未检出对硝基氯苯。

王婧[7]以粉状活性炭为颗粒电极,分别选用石墨板和不锈钢板作为阳极和阴极,形成三维电极电化学反应器。研究了该反应器对邻氯苯胺废水的电催化氧化作用。实验结果表明,当罐电压为15.0v时,溶液的初始ph值为3.0,电解质浓度为0.10mol/l,板间距为2cm,电解时间为30分钟,邻氯苯胺废水的脱鳕鱼率达到97.50。<垃圾&GT;.由于三维电极的电催化氧化,使邻氯苯胺的苯环断裂,对邻氯苯胺有较好的降解作用。

电催化氧化技术的组合与推导

电催化氧化技术具有许多独特的特点,可以与其他技术相结合,使废水处理效果更好。

庄琳懿[8]等结合超声波电催化氧化技术处理苯酚废水,发现超声波辅助电催化氧化降解60分钟后,有甲酸,乙酸,苯酚等中间产物,在̇OH的作用下是水杨酸。开环氧化降解产生小分子有机物如乙酸和甲酸,最后降解成二氧化碳和水。

曹学锋[9]等人研究了电催化氧化与臭氧氧化联合处理高浓度有机废水。取得了较好的指标:控制电解氧化时间2小时,调节酸碱度,控制极板间距1cm,控制电流密度1*10-2A/m2,控制电压29V,控制臭氧流速1L/min,高浓度有机物去除率90%。有机废水。%有效性。

利用膜分离和电催化技术对高含酚废水进行了处理。结果表明,该偶联技术对苯酚的降解效果优于简单的电催化技术,能在相同的处理时间内提高约40℃的去除率,是一种可行的集成技术。

何东东[11]等。采用絮凝-电催化氧化组合工艺处理高浓度有机废水。结果表明,适宜的pH值应控制在适宜的范围内。先用硫酸亚铁和氯化钙对废水进行絮凝处理,然后将上清液加入电解槽进行电解。当pH值为7,极板间距为10 mm,电流密度为1A≤m2,臭氧流量为1 L≤m in,氧化处理时间为2 h时,实验废水中的有机物去除率可达90%。

5结语

面对越来越严重的工业废水处理现状,电催化氧化技术虽然有一定的局限性,但该技术的研究越来越受到人们的重视。目前,主要的研究和发展方向是研究电催化氧化技术的基础理论,开发新型电极材料,开发新型高效电解反应器和电化学氧化工艺等。电极作为电化学反应器的核心,具有较高的析氧过电位、较高的催化活性、较长的使用寿命、较低的电阻、较高的导电性和良好的综合性能。

电催化氧化技术处理难生化有机废水的研究进展

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