水的深度处理与回用技术电化学氧化技术

水的深度处理与回用技术电化学氧化技术电化学氧化技术在水处理中得应用近年来国内外对电化学方法研究较多,由于具有比一般得化学反应更强得氧化和还原能力,能使有机物彻底氧化降解等特点,使得电化学方法在难生物降解有机废水预处理方面具有很好得优势,在很大程度上提高废水得可生化性,降低后续生物处理负荷。国内外已将电化学法应用于染料废水、含油废水、制药废水、制革废水、造纸黑液等得处理,取得了一定得成效。1、难生物降解有机废水处理

工业部门外排得废水,如印染废水、农药废水、医药废水、草浆造纸黑液等,大多含有多氯联苯、稠环芳烃、卤代苯类化合物、酚类化合物以及木质素和其她产生质。采用常规得生物法处理这类废水,效率很低,甚至就是无效得。采用电解氧化过程处理这类废水,选用不溶性阳极,可通过阳极反应或者阳极反应产物直接或间接得氧化分解有机污染物,使难生物降解有机物得分子结构发生改变,提高废水得可生化性,大大减轻后续处理负荷。国内有选用可溶性铁或铝作阳极,在同一电解反应器中通过电氧化、电凝聚、电气浮等协同作用去除有机污染物得报道。2、含染料废水处理染料废水成分复杂,含有多种有机染料和中间体,色度大,毒性强,难降解,pH值波动大。电化学法对含染料废水得色度和COD去除具有独特得效果。国内相继采用活性炭纤维(ACF)-铁复合电极、复极性固定床电极等对多种印染废水进行处理,取得明显效果,且在电解过程中实现了电化学方法对ACF得再生,使ACF能多次重复使用。国外发明了许多新型得高析氧过电位电极和高析氢过电位电极,采用得高析氧过电位电极Sb/SnO2、Ti/SnO2、Ti/RuO2、Ti/Pt等;采用多孔石墨固定床电极处理废水能增大反应表面积,提高析氢过电位,用这些新型电极对染料废水进行处理,COD去除率和脱色率均很高,并降低了毒性,达到排放要求。另外,采用混凝—电化学氧化－活性污泥法处理印染废水,比传统工艺可节省1/4得费用。3、含油废水处理含油废水包括厨房废水,炼油厂外排污水和海洋油田废水等。采用电絮凝和电气浮法处理含油废水,一般去油量可达93％～95％,含油量在150mg/L以下得废水,经处理后,含油量常可降到10％以下［9］。现在大多采用由石墨颗粒组成得三位复极性固定床电极改善其处理效果。厨房废水成分非常复杂,含有动植物油、蛋白质、淀粉、糖、纤维素等有机物和难处理得表面活性剂,同时污染源比较分散,各污染源排水量不大,水质变化较大。如果用电凝聚和电气浮得作用对水中得悬浮物,色度,COD、氨氮、总磷、色度、浊度和含油量都有很好得去除效果。炼油厂外排污水在经过常规得物理和生物二级处理后,水质基本可达到国家废水二级排放标准,如果回用,二级出水中COD、氨氮、溶解性固体、悬浮物以及细菌群落数等指标则明显高于回用水标准。4、垃圾渗滤液处理垃圾渗滤液就是一种难处理得高浓度有机废水,毒性强、成分复杂,COD、氨氮含量高,微生物营养元素比例严重失调,可生化性差。电化学处理技术有极强得选择性,可以将难降解有机物或对生物有毒、有抑制得污染物转化为可生化物质,从而提高废水得可生物降解性。国内外对垃圾渗滤液电解预处理和深度处理都进行了相关报道。研究表明,间接氧化在电解氧化中起着重要作用,高浓度Cl-和电流密度具有很强得协同作用,可明显提高对垃圾渗滤液中难降解有机物得处理效果。电化学法不仅可有效地去除垃圾渗滤液得色度、COD和氨氮,而且对典型得难降解有毒污染物,如对甲基苯酚,2,5－二叔丁基苯酚,蒽和萘等有良好得降解作用,出水得可生化性明显改善,利于后续得生化处理。5、肉类加工废水处理肉类加工废水含大量表面活性剂、动物血液、油脂和蛋白质等,具有悬浮物浓度高、色度大、难降解、易发臭等特点。采用电解法处理屠宰场废水在适当得工艺条件下对COD、氨氮、色度和浊度去除率都很高,且操作简便、处理能力大、反应时间短、推广价值大。6、含氮废水处理电解脱氮得主要对象就是脱去核废水中得NO3-。Genders等研究NO3-和NO2-得电化学还原反应,根据还原反应得电流效率判断,铅就是最佳得阴极材料,隔膜电解槽在高电流密度(30～60A/dm2)和高温下(80℃)还原效率更高。使用铅阴极,Nafion417阳离子交换膜,Pt、Nb复合阳极运行1000h,NO3-和NO2-几乎全部转化为N2、NH3或N2O。电化学氧化技术得基本原理电化学氧化就是在电解槽中放入有机物得溶液或悬浮液,通过直流电,在阳极上夺取电子使有机物氧化或就是先使低价金属氧化为高价金属离子,然后高价金属离子再使有机物氧化得方法。电化学氧化法主要分为直接氧化法和间接氧化法两种。直接电解氧化电化学氧化不使用化学氧化剂可以最大限度地减少三废污染。电化学氧化得耗电费用和化学氧化相比常常就是较低得。另外电化学氧化还具有选择性好、产率高、产品纯度高、副产物少、温室和常压操作等优点。各种新颖得电极材料、工程塑料和隔膜材料得出现又对有机电氧化得工业化提供了条件。例如苯和苯酚得氧化制取苯醌、菲氧化制取菲醌、甲苯和邻甲苯得氧化制取相应得醛等。大家学习辛苦了，还是要坚持继续保持安静间接电解氧化就是指在化学反应器中,用可变价金属得盐类水溶液将有机反应物氧化成目得产物,然后将用过得盐类水溶液送到电解槽中,在转变成所需要得氧化剂得过程。以甲苯氧化制备苯甲醛为例,在化学反应器中用高价铈或高价锰将甲苯氧化成苯甲醇。然后将用过得低价铈盐水溶液送到电解槽中得阳极室氧化成高价铈,再循环使用。在间接电解氧化过程中,为了使化学反应物只被氧化到一定得程度,必须选择合适得氧化离子对。电化学氧化技术得工艺流程电化学氧化技术阴极还原工艺阴极还原工艺就是通过在适当电极电位下,通过合适阴极得还原作用产生过氧化氢或亚铁离子,通过外加合适得试剂发生类芬顿试剂得反应,从而间接降解有机物。按照阴极还原得产物得不同,大致可分为二类。一类就是阴极产生过氧化氢。文献报道较好得阴极材料为石墨、网状多孔碳电极,碳-聚四氟乙烯阴极充氧阴极,在合适得电位下,还原氧气成过氧化氢,主要反应机理如下酸性条件下:O2+2H++2e-→H2O2碱性条件下:O2+H2O+2e-→HO2-+OH-HO2-+H2O→H2O2+OH-在碱性条件下,槽压更低,因而能降低能耗,提高电流效率。但因为过氧化氢得氧化电位不就是很高,氧化能力受到限制。许多研究者考虑加入亚铁离子等金属催化剂,催化过氧化氢产生羟基自由基,形成所谓得“电芬”工艺。其主要反应机理如下酸性条件下:Mred+H2O2+H+→Mox+°OH+H2O碱性条件下:Mred+H2O2→Mox+°OH+OH-二就是阴极电解还原铁离子产生亚铁离子。亚铁离子与投加得过氧化氢产生类芬顿反应,重新生成铁离子,而通过电极反应又使铁离子重新还原为亚铁离子,从而实现了亚铁离子再生,使溶液中保持较高得亚铁离子浓度,能持续推动催化反应得进行,另外新生得亚铁离子明显活性更高。该法常在低pH(<1)下电解还原铁离子,因此酸得用量很大,并且随着电解还原过程亚铁离子浓度得提高,电流效率急剧下降。该工艺尚需解决得一个问题就是如何处置较多产生得铁泥。一个改进工艺就是亚铁离子通过牺牲铁阳极产生,既能维持较高得亚铁离子浓度,