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          電化學(xué)催化氧化處理設(shè)備

          文章出處:http://www.naripcc.com/ 人氣:發(fā)表時間:2019-12-15 18:42
          電化學(xué)氧化法概述
          電化學(xué)氧化法的基本原理,是在電解槽內(nèi)設(shè)置有機物溶液或者懸浮液,接通直流電后,可以在陽極上奪取電子,將有機物氧化或者向?qū)⒌蛢r金屬氧化成高價金屬離子,然后再將有機物氧化 ( 見圖 1)。依照電解方式的不同,借以將電化學(xué)氧化法分為直接電解氧化和間接電解法,其在富營養(yǎng)化水體處理中有著較為廣泛的應(yīng)用,相比較傳統(tǒng)工藝,電化學(xué)氧化法不需要直接投加化學(xué)物質(zhì),也不需要使用微生物,不僅操作簡單,控制容易,而且反應(yīng)速度更快,優(yōu)點相當(dāng)明顯。
          電化學(xué)催化氧化污水處理流程
          電化學(xué)氧化法在含氰電鍍廢水處理中的應(yīng)用
           
          基本原理
           
          電化學(xué)氧化法對含氰電鍍廢水的處理,主要是在電解過程中,向廢水中加入相應(yīng)的氯化鈉作為輔助劑,在電解時產(chǎn)生氧化劑氯氣及次氯酸根,能夠?qū)η桦x子質(zhì)量濃度不超過 500mg/L 的電鍍廢水進行處理。相比較而言,直接電化學(xué)氧化法則能夠?qū)η桦x子質(zhì)量濃度超過 1000mg/L 的電鍍廢水進行處理。在陽極氧化作用下,氰離子能夠被轉(zhuǎn)化為氰酸根離子,依照不同的 pH 值,還可以進一步氧化為不同的產(chǎn)物,如二氧化碳與氮氣、銨根離子與草酸鹽、銨根離子與碳酸鹽等。
          利用 Fe 或者 Ti 作為陰極,進行 3h 電解處理,測定處理后的廢水,氰離子質(zhì)量濃度為 27.48mg/L 和 16.95mg/L,COD 質(zhì)量濃度為 170mg/L和 176mg/L;利用 Pb 或者石墨作為陰極,電解 3h 后,氰離子質(zhì)量濃度為 28.6mg/L 和 29.1mg/L,COD 質(zhì)量濃度為 181mg/L 和 197mg/L。對比四種陰極材料,發(fā)現(xiàn)除 Pb 外,其他三種材料的槽壓并沒有很大區(qū)別,F(xiàn)e 陰極的槽壓低,表明其降解效果好,石墨陰極的效果差。在相關(guān)研究中,Meier K 利用 IrO2-Pt/Ti 電極作為陽極,將 Fe、Cu、Ti 等作為陰極,分析其對于硝酸鹽還原效果的影響,結(jié)果表明,按照去除率從低到高的順序,以此為 Ti、Cu 和 Fe,金屬電極的導(dǎo)電能力能夠直接決定被處理對象在電極上得到電子的能力,陰極材料的活躍性越強,電解過程中達到陰極的電子越容易釋放,能夠生成原子態(tài)的氫,還原性較強,因此,這里選擇 Fe 作為陰極材料。
           
          pH 值對廢水處理效果的影響
           
          不同 pH 值對廢水處理效果有著不同的影響,當(dāng) pH 值為 8 時,電解 3h,氰離子質(zhì)量濃度為 22.86mg/L;當(dāng) pH 值為 10 時,電解 3h,氰離子質(zhì)量濃度為 14.76mg/L; 當(dāng) pH 值 為 12 時, 電解3h,氰離子質(zhì)量濃度為27.40mg/L。對比三種不同的結(jié)果,可以看出,當(dāng)pH值 為10時,能夠獲得降解效果,無論是氰離子還是COD,都能夠達到去除率,能耗也較低。因此,在利用電化學(xué)氧化法對含氰廢水進行處理時,應(yīng)該盡量選擇堿性環(huán)境,如果pH值偏低,則會影響氯對于氰離子的氧化作用,加上陽極表面存在的OH-放電,陽極去pH值會伴隨著降解過程的深入逐漸下降。當(dāng)pH值降低到酸性(7以下)時,廢水處理過程中將會釋放劇毒氫氰酸氣體,對周邊環(huán)境造成污染。不過,過高的p H值會對電極產(chǎn)生腐蝕,同樣會影響降解的效果,在這種情況下,可以將pH值控制為10。
          電化學(xué)催化氧化污水處理設(shè)備
          氯離子對廢水處理效果的影響
           
          在沒有加入氯化鈉的情況下,電解 3h,氰離子質(zhì)量濃度為 4.41mg/L,COD 質(zhì)量濃度為 250mg/L;加入 0.5g/L 的氯化鈉,電解 3h,氰離子質(zhì)量濃度為 1.90mg/L,COD 質(zhì)量濃度為 214mg/L;加入 1.0g/L 氯化鈉,電解3h,氰離子質(zhì)量濃度為 0.15mg/L,COD 質(zhì)量濃度為 154mg/L??梢悦黠@看出,在加入氯離子后,氰離子和 COD 的去除效率都有所增加,分析原因,主要是因為電化學(xué)反應(yīng)本身較為復(fù)雜,在氯離子加入后,不僅會在電極表面進行直接的電化學(xué)氧化,還會在 Cl-/Cl2 或者 Cl-/ClO-之間進行間接電化學(xué)氧化。當(dāng)溶液中 Cl-的質(zhì)量濃度足夠高時,會在電化學(xué)氧化的過程中產(chǎn)生 Cl2 以及 ClO-,這些產(chǎn)物都能夠幫助降低廢水中 COD的質(zhì)量濃度。基于此,在 Cl-質(zhì)量濃度較高的情況下,COD 也會有著較高的去除率。相關(guān)研究文獻指出,若溶液中 Cl-質(zhì)量濃度達到 CN- 的 3-5倍,氰離子和 COD 都可以獲得較高的去除率,而在氯離子加入后,電解液的電導(dǎo)率會有所增加,槽壓的降低有助于降低能源消耗。

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