Gmail:alisa@jmyunti.com
Organisk avløpsvann med høy saltholdighet refererer til organisk avløpsvann med et TDS-innhold på over eller lik 3,5 % (saltinnhold ikke mindre enn 1 %). Det kommer hovedsakelig fra innsamling og produksjon av industriprodukter. Den har egenskapene til høyt saltinnhold, kompleks sammensetning, vanskelig biologisk nedbrytning, toksisitet og skade. Direkte utslipp vil føre til jordpakking, vannforurensning og til slutt påvirke miljøsikkerheten. I dag er hovedmetoden for å fjerne organisk materiale i kloakkbehandling biologisk rensing. Denne metoden har høy fjerningseffektivitet og lav behandlingskostnad, men den biologiske metoden er kun egnet for behandling av biologisk nedbrytbart organisk avløpsvann med lavt saltinnhold, men den er kraftløs for organisk avløpsvann med høy salinitet som er vanskelig å nedbryte. Med utviklingen av elektrokjemisk katalytisk teknologi basert på belagte titananoder, har de fleste organiske forbindelser vist seg å gjennomgå redoksreaksjoner, addisjonsreaksjoner eller dekomponeringsreaksjoner på elektrodeoverflaten, noe som gir et teoretisk grunnlag for den elektrokatalytiske oksidasjonsmetoden for å bryte ned organiske forurensninger i høy -saltholdig avløpsvann. Elektrisitet er energikilden til den elektrokatalytiske oksidasjonsprosessen. Med den raske utviklingen av kraftindustrien har kraftmangelen blitt effektivt løst, og storskala anvendelse av den elektrokatalytiske oksidasjonsprosessen har gode forhold. Relevante studier har vist at hydroksylradikaler og høyvalente metalloksider som produseres av den elektrokatalytiske oksidasjonsanoden ikke-selektivt kan oksidere organisk materiale i avløpsvann, og har ekstremt sterk oksidasjonsevne, noe som gjør det mulig å effektivt behandle organisk avløpsvann med høyt saltinnhold.
1. For tiden er DSA-elektrodebelegget som vanligvis brukes i avløpsvannbehandling, vanligvis sammensatt av ett eller flere metalloksider av ruthenium, iridium, tantal, bly, tinn og platina.
2. Prinsippet om å behandle høysalt organiskavløpsvann med belagte titanelektroder
Ved behandling av avløpsvann med høyt saltinnhold utfører den elektrokatalytiske prosessen basert på belagte titanelektroder direkte elektrolyse og indirekte elektrolyse på elektroden. Direkte elektrolyse refererer til prosessen der organisk materiale i avløpsvann oksideres eller reduseres direkte på overflaten av den belagte titanelektroden, og derved reduserer konsentrasjonen av organisk materiale i avløpsvannet. Direkte elektrolyse kan deles inn i katode direkte elektrolyse og anode direkte elektrolyse. Anode direkte elektrolyse refererer til prosessen der organiske forurensninger får elektroner på overflaten av den belagte titan anoden og blir direkte oksidert til biologisk nedbrytbart småmolekylært organisk materiale eller direkte omdannet til karbondioksid og vann; katode direkte elektrolyse refererer til prosessen der organisk materiale mister elektroner på katodeoverflaten og reduseres og degraderes, som kan brukes til dehalogenering av organiske halogenider og reduksjon og gjenvinning av tungmetallioner. Indirekte elektrolyse av elektroder refererer til bruken av oksiderende eller reduserende stoffer produsert av belagte titanelektroder som oksidanter, reduksjonsmidler eller katalysatorer for å omdanne organisk materiale i høysaltholdig avløpsvann til små molekyler, lett å biologisk nedbryte, lite giftig og lett å behandle organisk. saken. Fjerning av organisk materiale i avløpsvann med høy saltholdighet skjer hovedsakelig i de direkte oksidasjons- og indirekte oksidasjonsprosessene ved anoden.
Når konsentrasjonen av organisk materiale i høysaltholdig avløpsvann (COD, NH3-N osv.) er høy, utføres i hovedsak direkte anodisk oksidasjon, mens indirekte anodisk oksidasjon kun utføres ved lave konsentrasjoner. Direkte anodisk oksidasjon er utslipp av vannmolekyler på anodeoverflaten gjennom den nåværende reaksjonen for å produsere hydroksylradikaler. Oksydasjonspotensialet til hydroksylradikaler er 2,8V. Det er en sterk oksidant i naturen som er nest etter fluor i oksidasjon. Det kan oksidere organisk materiale i avløpsvann uten valg. Da vil det organiske materialet nær anoden bli direkte oksidert og fjernet av hydroksylradikaler; indirekte oksidasjon er reduksjon av klorid i vann ved påvirkning av strøm under elektrooksidasjonsprosessen for å produsere sterke oksidanter, som ClO-, høyverdige metallioner osv. Disse oksidantene har også en sterk evne til å oksidere og fjerne organiske stoffer. materiale, og kan oksidere organisk materiale i avløpsvann med høy saltholdighet.
Høysalt organisk avløpsvann inneholder en stor mengde salter, så ledningsevnen er høy, strømutnyttelseseffektiviteten til det elektrokatalytiske systemet er høy, og den belagte titanelektroden har sterk hydrofilitet. Når det kommer i kontakt med avløpsvann med høyt saltinnhold, vil det oppstå en "overflatehydroksyleringsreaksjon", og overflaten vil bli pakket inn av et lag med sterkt oksiderende hydroksylradikaler, som vil oksidere og fjerne det organiske materialet som er adsorbert på anodeoverflaten. Samtidig inneholder avløpsvann med høyt saltinnhold en stor mengde klorid, og indirekte oksidasjon gir også store mengder klorat og hypokloritt. Disse sterke oksiderende stoffene vil effektivt redusere konsentrasjonen av COD og ammoniakknitrogen i saltholdig avløpsvann.
3. Valg av belagte titanelektroder for behandling av saltholdig avløpsvann
I prosessen med å behandle organisk avløpsvann med høy konsentrasjon ved elektrokatalytisk oksidasjonsprosess basert på belagte titanelektroder, er elektroden ikke bare en strømledningsbærer, men også en katalysator for reaksjonen for fjerning av organisk materiale. Valget av elektrodebeleggmaterialer påvirker direkte strømledningseffektiviteten og katalytiske ytelsen til elektroden. Den viktigste konkurrerende bireaksjonen i den elektrokatalytiske oksidasjonsprosessen er utfelling av oksygen eller klor på anodeoverflaten. Oksygenutviklingspotensialet til anodebelegget er positivt korrelert med elektrodenes katalytiske aktivitet. Jo høyere oksygenutviklingspotensialet til elektrobelegget er, desto høyere er den katalytiske aktiviteten, og jo høyere er fjerningseffektiviteten av organisk materiale. Derfor er den nødvendige betingelsen for å velge anoden at beleggmaterialet må ha et høyt oksygenutviklingspotensial.
For tiden er de belagte titanelektrodeanodematerialene som vanligvis brukes for organisk avløpsvann med høyt saltinnhold Ti/SnO2.Sb2O3, Ti/PdO, Ti/RuO2.TiO2, Ti/RuO2.Ir2O3
Ti/SnO2.Sb2O3-belagt elektrodemateriale har et høyere oksygenutviklingspotensial, så det må ha en høyere katalytisk og fjerningseffektivitet i prosessen med å bryte ned organisk materiale. Relevante studier har vist at oksidasjon av organisk materiale av anodebeleggmaterialer som Pt, IrO2 og RuO2 har en tendens til å bli elektrokjemisk omdannet, det vil si at forskjellige fettsyrer eller andre småmolekylære organiske stoffer er sluttproduktene, og nåværende effektivitet er lav; mens SnO2 og PbO2 brukes som anodematerialer, og et stort antall hydroksylradikaler er adsorbert på overflaten av metalloksidet, som fullstendig kan oksidere organisk materiale til uorganisk materiale som karbondioksid og vann, og strømeffektiviteten er høyere.
SnO2- og SbO2-metalloksidbelagte titanelektroder har høyt oksygenutviklingspotensial, og hydroksylradikalene som genereres på anodeoverflaten er ekstremt oksiderende til organisk materiale, så de er mer egnet for behandling av organisk avløpsvann med høyt saltinnhold. I de senere årene, for å ta hensyn til den katalytiske aktiviteten og elektrodelevetiden til den belagte titanelektroden, er det utviklet Ti/IrO2·Ta2O5/SnO2 og Ti/IrO2·Ta2O5/SbO2 flerdimensjonale belagte elektroder. Denne typen elektrode har et oksygenutviklingspotensial på opptil 1,77V, høy katalytisk aktivitet, stabil beleggytelse, lang levetid og høy fjerningshastighet for organisk materiale. Den kan brukes som en foretrukket titanelektrode med høyt saltvannsbehandlingsbelagt for nøkkelforskning.
4. Påføring av belagte titanelektroder i høysalt organisk avløpsvannbehandling
Liang Zhenhai et al. brukte Ti/SnO2-elektroder fremstilt ved termisk dekomponering for å behandle fenolholdig avløpsvann med høyt saltinnhold, med en fenolkonverteringsgrad på 95,5 % og en strømeffektivitet på 73,5 %.
Ti/PbO2-modifiserte elektroder ble fremstilt ved termisk oksidasjon, og deretter ble Fe- og Ni-dopet modifiserte elektroder og udopede elektroder brukt til å behandle sure fuksinløsninger. De eksperimentelle resultatene viste at fjerningshastigheten for sur fuksin ved de tre elektrodene var over 90 %, og fjerningshastigheten for sur fuksin ved den nikkelmodifiserte elektroden var så høy som 93 %.
Å introdusere et lag med IrO2 mellom titansubstratet og SnO2-Sb2O5 bidrar til å gjøre TiO2 og SnO2 isomorfe og svekke passiveringseffekten av TiO2 på elektroden, noe som effektivt kan forbedre elektrodens levetid. Den modifiserte elektroden ble brukt til å utføre en elektrokatalytisk nedbrytningstest på klorfenolavløpsvann med høyt saltinnhold. Resultatene viste at når masseforholdet mellom det katalytiske aktive SnO2-Sb2O5-laget og IrO2-mellomlaget var 26, var fjerningseffekten best, og TOC-fjerningshastigheten kunne nå 95 %.
5. Forholdsregler for bruk av belagte titanelektroder ved behandling av organisk avløpsvann med høyt saltinnhold
Fluorioner har sterk permeabilitet og korrosivitet, noe som kan korrodere titandioksidoksidfilmen og andre metallbeleggoksidfilmer på overflaten av titansubstratet, noe som får belegget på titanelektrodeoverflaten til å falle av, noe som reduserer elektrodens levetid. Før du bruker den belagte titanelektroden, bør konsentrasjonen av fluoridioner i avløpsvannet måles. Hvis fluoridionkonsentrasjonen i avløpsvannet er større enn 10 mg/L, bør den elektrokatalytiske oksidasjonsprosessen basert på den belagte titanelektroden ikke brukes til behandling.
Strømtettheten til elektroden er proporsjonal med fjerningshastigheten for organisk materiale i avløpsvannet. Jo større strømtettheten er, desto høyere er fjerningshastigheten for organisk materiale. Imidlertid vil for høy strømtetthet føre til alvorlig oppvarming av elektroden og lett avgivelse av belegget, noe som vil redusere elektrodens levetid betydelig. Ved behandling av organisk avløpsvann med høyt saltinnhold anbefales det at strømtettheten holdes på 500-1500A/m2.
De forskjellige bølgeformpulsspenningene til pulsstrømforsyningen kan redusere forbruket av den belagte titanelektroden betydelig. Å velge en passende driftssyklus kan øke elektrodens levetid og unngå elektrodepassivering.
Mesh-elektroden har et større spesifikt overflateareal og lettere vekt enn plateelektroden, noe som kan redusere elektrodekostnadene betydelig. Samtidig kan dens uregelmessige strømledningsbanefordeling også redusere muligheten for elektrodepassivering betydelig.
6. Konklusjon
Den elektrokatalytiske prosessen basert på påføring av belagte titanelektroder har fordelene med enkel operasjon, kort prosessflyt, sterk tilpasningsevne, rask reaksjon, god behandlingseffekt og ingen sekundær forurensning. Det har betydelige fordeler ved behandling av høyt salt avløpsvann og har brede bruksmuligheter. Imidlertid er det også problemer som enkel passivering av elektroder, dyre beleggmaterialer, kort levetid og lav strømeffektivitet. For å sikre industrialiseringen av belagte titanelektroder for høysalt avløpsvann, bør forskningen styrkes på følgende aspekter:
(1) Styrke forskning på elektrodebeleggtyper, bruks- og vedlikeholdsmetoder osv. for å unngå elektrodepassivering.
(2) Styrke forskningen på sjeldne jordartselementbelegg, vanlige overgangselementmetallbelegg, etc., og prøv å redusere produksjonskostnadene for belagte titanelektroder.
(3) Mens vi styrker forskningen på metalloksidbelegg, bør vi også styrke forskningen på komposittbelegg av organisk materiale og metalloksider, for å forbedre elektrodelevetiden samtidig som vi sikrer elektrodenes katalytiske aktivitet.
(4) Styrke den teoretiske forsknings- og prosessteknologiforskningen på belagte titanelektroder, realisere produksjonsstandardiseringen av elektroder og fremme den utbredte anvendelsen av engineering.
Hvis du trenger å redusere kostnadene for kloakkbehandling eller resirkulering, ring: 18391894207 for prosjektsamarbeid
Selskap: Baoji Dynamic Trading Co., Ltd
Land: Kina
Legg til: Baoti road, Jintai, Baoji city, Shaanxi, Kina
Cel:+86 18391896637(WHATSAPP)/18391894207
Gmail:alisa@jmyunti.com
Nettsted: www.jm-titanium.com
