電化學(xué)催化氧化處理設(shè)備
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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)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。
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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