三维电解处理废水-文档资料

1、2021/4/61三维电解处理废水水水水水水水水水化研15 李牟2021/4/62三维电解三维电解n引言n三维电解机理n相关理论技术n三相三维电解反应器n技术展望2021/4/63引言传统的平板二维电极面体比较小，单位槽体处理量小，电流效率低，尤其是在电导率低时，在实践中难以有突破性进展。针对传统二维电极这一缺陷，在20 世纪60 年代末期backhurst 提出了三维电极/三元电极的概念，在7080 年代电化学反应器三维化开始引人注目并首先应用于分析领域，而当时研究三相流化床、滴流床（tricklebed）等气液固系电解槽颇为活跃。到了90 年代覃奇贤、熊英健等开始探讨三维电极在水处理中的应

2、用，到了21 世纪之后申哲民、曹莹等人开始大范围使用三维电极法处理污水。在国外，用三维电极处理有机废水的研究非常多。三维电极能够增加电解槽的面体比，提高电流效率和处理能力，还易于实现连续操作，可以在不同电流密度下进行操作。三维电极法的另一个特点是不使用或较少量使用化学药品，后处理简单，占地面积小，处理能力大，管理方便等2021/4/64三维电解一般认为电解产生的h2o2 和oh 在降解污染物过程中发挥最主要的作用。当阴极上通过电解产生或外界提供的o2 时发生还原产生h2o2，反应过程如下:酸性条件下：o2+2h+2eh2o2碱性条件下：o2+h2o+2eho2-+oh- ho2-+h2oh2o

3、2+oh-2021/4/65三维电解当体系中存在金属催化剂时，会产生oh。mred为还原态的金属催化剂，mox 表示氧化态。酸性条件下:mred+h2o2+h+mox+oh+h2o碱性条件下:mred+h2o2mox+oh+oh-2021/4/66oh-羟基自由基相关理论技术n强氧化剂，标准氧化还原电位为 2.8 ev。n羟基与水溶有机物反应： 1 羟基加成 2 羟基夺氢反应 3 羟基电子转移n羟基与金属离子反应： 1 羟基加成 2 羟基电子转移2021/4/67相关理论技术2电芬顿电芬顿 在酸性溶液中,在电极上通直流电时, 首先o2在阴极通过还原反应产生h2o2,h2o2与溶液中的fe2+生

4、成oh和fe3+,fe3+可以在阴极上被还原再生成fe2+。那么问题来了，fe2+哪来的？ 以fe作为阳极,fe2+可以直接由阳极氧化溶解产生。 2021/4/683 氢氧化铁絮凝剂 氢氧化铁胶体是一种很好的絮凝剂，可以絮凝一些可容性有机物和金属离子，形成更大的分子，在重力作用下形成沉淀。4 微生物 采用固定化技术，将微生物固定在电极表面，进行通电培养，形成能与电化学共同氧化有机物的菌胶团。相关理论技术2021/4/69三相三维电化学反应器2021/4/610技术展望 三维电极的研究虽然已经开展 30 多年，在基础理论研究方面，其宏观理论也达成一些共识，但在微观即在原子、分子水平上的研究仍待深入，尤其关于电极表面实际反应历程、反应动力学、热力学均缺乏深入研究。 这就需要从各方面进行一系列的研究， 1 紧凑的床体结构 2 优化各项操作参数 3 改进填料 4电源方式实际应用中为了使三维电解法在废水处理领域中得到广泛应用与发展，电解反应器结构的研制与改进、新型高效阳极材料的研制以及与其他方法的联用必将成为人们研究的热点。2021