三維電解處理廢水-文檔資料

1、2021/4/61三維電解處理廢水水水水水水水水水化研15 李牟2021/4/62三維電解三維電解n引言n三維電解機理n相關(guān)理論技術(shù)n三相三維電解反應(yīng)器n技術(shù)展望2021/4/63引言傳統(tǒng)的平板二維電極面體比較小，單位槽體處理量小，電流效率低，尤其是在電導(dǎo)率低時，在實踐中難以有突破性進展。針對傳統(tǒng)二維電極這一缺陷，在20 世紀(jì)60 年代末期backhurst 提出了三維電極/三元電極的概念，在7080 年代電化學(xué)反應(yīng)器三維化開始引人注目并首先應(yīng)用于分析領(lǐng)域，而當(dāng)時研究三相流化床、滴流床（tricklebed）等氣液固系電解槽頗為活躍。到了90 年代覃奇賢、熊英健等開始探討三維電極在水處理中的應(yīng)

2、用，到了21 世紀(jì)之后申哲民、曹瑩等人開始大范圍使用三維電極法處理污水。在國外，用三維電極處理有機廢水的研究非常多。三維電極能夠增加電解槽的面體比，提高電流效率和處理能力，還易于實現(xiàn)連續(xù)操作，可以在不同電流密度下進行操作。三維電極法的另一個特點是不使用或較少量使用化學(xué)藥品，后處理簡單，占地面積小，處理能力大，管理方便等2021/4/64三維電解一般認(rèn)為電解產(chǎn)生的h2o2 和oh 在降解污染物過程中發(fā)揮最主要的作用。當(dāng)陰極上通過電解產(chǎn)生或外界提供的o2 時發(fā)生還原產(chǎn)生h2o2，反應(yīng)過程如下:酸性條件下：o2+2h+2eh2o2堿性條件下：o2+h2o+2eho2-+oh- ho2-+h2oh2o

3、2+oh-2021/4/65三維電解當(dāng)體系中存在金屬催化劑時，會產(chǎn)生oh。mred為還原態(tài)的金屬催化劑，mox 表示氧化態(tài)。酸性條件下:mred+h2o2+h+mox+oh+h2o堿性條件下:mred+h2o2mox+oh+oh-2021/4/66oh-羥基自由基相關(guān)理論技術(shù)n強氧化劑，標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為 2.8 ev。n羥基與水溶有機物反應(yīng)： 1 羥基加成 2 羥基奪氫反應(yīng) 3 羥基電子轉(zhuǎn)移n羥基與金屬離子反應(yīng)： 1 羥基加成 2 羥基電子轉(zhuǎn)移2021/4/67相關(guān)理論技術(shù)2電芬頓電芬頓 在酸性溶液中,在電極上通直流電時, 首先o2在陰極通過還原反應(yīng)產(chǎn)生h2o2,h2o2與溶液中的fe2+生

4、成oh和fe3+,fe3+可以在陰極上被還原再生成fe2+。那么問題來了，fe2+哪來的？ 以fe作為陽極,fe2+可以直接由陽極氧化溶解產(chǎn)生。 2021/4/683 氫氧化鐵絮凝劑 氫氧化鐵膠體是一種很好的絮凝劑，可以絮凝一些可容性有機物和金屬離子，形成更大的分子，在重力作用下形成沉淀。4 微生物 采用固定化技術(shù)，將微生物固定在電極表面，進行通電培養(yǎng)，形成能與電化學(xué)共同氧化有機物的菌膠團。相關(guān)理論技術(shù)2021/4/69三相三維電化學(xué)反應(yīng)器2021/4/610技術(shù)展望 三維電極的研究雖然已經(jīng)開展 30 多年，在基礎(chǔ)理論研究方面，其宏觀理論也達成一些共識，但在微觀即在原子、分子水平上的研究仍待深入，尤其關(guān)于電極表面實際反應(yīng)歷程、反應(yīng)動力學(xué)、熱力學(xué)均缺乏深入研究。 這就需要從各方面進行一系列的研究， 1 緊湊的床體結(jié)構(gòu) 2 優(yōu)化各項操作參數(shù) 3 改進填料 4電源方式實際應(yīng)用中為了使三維電解法在廢水處理領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用與發(fā)展，電解反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的研制與改進、新型高效陽極材料的研制以及與其他方法的聯(lián)用必將成為人們研究的熱點。2021