Gmail:alisa@jmyunti.com
Vysoko slaná organická odpadová voda sa vzťahuje na organickú odpadovú vodu s obsahom TDS väčším alebo rovným 3,5 % (obsah soli nie menší ako 1 %). Pochádza najmä zo zberu a výroby priemyselných produktov. Vyznačuje sa vysokým obsahom soli, komplexným zložením, ťažkou biologickou odbúrateľnosťou, toxicitou a škodlivosťou. Priame vypúšťanie spôsobí zhutnenie pôdy, znečistenie vody a v konečnom dôsledku ovplyvní bezpečnosť životného prostredia. V súčasnosti je hlavnou metódou odstraňovania organických látok pri čistení odpadových vôd biologické čistenie. Táto metóda má vysokú účinnosť odstraňovania a nízke náklady na čistenie, ale biologická metóda je vhodná len na čistenie biologicky odbúrateľných organických odpadových vôd s nízkou slanosťou, ale je bezmocná pre vysoko slané, ťažko rozložiteľné organické odpadové vody. S rozvojom elektrochemickej katalytickej technológie založenej na potiahnutých titánových anódach sa ukázalo, že väčšina organických zlúčenín podlieha redoxným reakciám, adičným reakciám alebo rozkladným reakciám na povrchu elektródy, čo poskytuje teoretický základ pre metódu elektrokatalytickej oxidácie na degradáciu organických znečisťujúcich látok vo vysokých - slaná odpadová voda. Elektrina je zdrojom energie procesu elektrokatalytickej oxidácie. S rýchlym rozvojom energetiky bol nedostatok energie efektívne vyriešený a rozsiahla aplikácia procesu elektrokatalytickej oxidácie má dobré podmienky. Relevantné štúdie ukázali, že hydroxylové radikály a oxidy vysokomocných kovov produkované elektrokatalytickou oxidačnou anódou môžu neselektívne oxidovať organické látky v odpadových vodách a majú extrémne silnú oxidačnú schopnosť, ktorá umožňuje efektívne čistenie organických odpadových vôd s vysokým obsahom soli.
1. V súčasnosti je povlak elektródy DSA bežne používaný pri čistení odpadových vôd vo všeobecnosti zložený z jedného alebo viacerých oxidov kovov ruténia, irídia, tantalu, olova, cínu a platiny.
2. Princíp ošetrenia organicky s vysokým obsahom soliodpadová voda obalenými titánovými elektródami
Pri čistení odpadových vôd s vysokým obsahom soli sa elektrokatalytickým procesom na báze potiahnutých titánových elektród vykonáva priama elektrolýza a nepriama elektrolýza na elektróde. Priama elektrolýza označuje proces, pri ktorom sa organická hmota v odpadovej vode priamo oxiduje alebo redukuje na povrchu potiahnutej titánovej elektródy, čím sa znižuje koncentrácia organickej hmoty v odpadovej vode. Priama elektrolýza môže byť rozdelená na katódovú priamu elektrolýzu a anódovú priamu elektrolýzu. Anódová priama elektrolýza označuje proces, pri ktorom organické znečisťujúce látky získavajú elektróny na povrchu potiahnutej titánovej anódy a sú priamo oxidované na biodegradovateľnú organickú hmotu s malými molekulami alebo sa priamo premieňajú na oxid uhličitý a vodu; katódová priama elektrolýza označuje proces, pri ktorom organická hmota stráca elektróny na povrchu katódy a redukuje sa a degraduje, čo možno použiť na dehalogenáciu organických halogenidov a redukciu a obnovu iónov ťažkých kovov. Nepriama elektrolýza elektród sa vzťahuje na použitie oxidačných alebo redukčných látok produkovaných potiahnutými titánovými elektródami ako oxidanty, redukčné činidlá alebo katalyzátory na premenu organickej hmoty vo vysoko slanej odpadovej vode na malé molekuly, ľahko biologicky rozložiteľné, nízko toxické a ľahko upraviteľné organické záležitosť. K odstraňovaniu organických látok v odpadových vodách s vysokou salinitou dochádza hlavne v procesoch priamej oxidácie a nepriamej oxidácie na anóde.
Keď je koncentrácia organických látok v odpadových vodách s vysokou salinitou (CHSK, NH3-N, atď.) vysoká, vykonáva sa hlavne priama anodická oxidácia, zatiaľ čo nepriama anodická oxidácia sa vykonáva len pri nízkych koncentráciách. Priama anodická oxidácia je vypúšťanie molekúl vody na povrch anódy prostredníctvom súčasnej reakcie za vzniku hydroxylových radikálov. Oxidačný potenciál hydroxylových radikálov je 2,8V. Je to silný oxidant v prírode, ktorý je na druhom mieste po fluóre v oxidácii. Dokáže oxidovať organické látky v odpadových vodách bez selekcie. Potom bude organická hmota v blízkosti anódy priamo oxidovaná a odstránená hydroxylovými radikálmi; nepriama oxidácia je redukcia chloridov vo vode pôsobením prúdu počas elektrooxidačného procesu za vzniku silných oxidantov, ako sú ClO-, ióny vysokomocných kovov atď. Tieto oxidanty majú tiež silnú schopnosť oxidovať a odstraňovať organické látky. látky a môžu oxidovať organické látky v odpadových vodách s vysokou salinitou.
Organická odpadová voda s vysokým obsahom solí obsahuje veľké množstvo solí, takže vodivosť je vysoká, účinnosť využitia prúdu elektrokatalytického systému je vysoká a potiahnutá titánová elektróda má silnú hydrofilitu. Pri kontakte s vysoko slanou odpadovou vodou dôjde k reakcii „povrchovej hydroxylácie“ a jej povrch sa obalí vrstvou vysoko oxidujúcich hydroxylových radikálov, ktoré zoxidujú a odstránia organickú hmotu adsorbovanú na povrchu anódy. Odpadová voda s vysokým obsahom solí zároveň obsahuje veľké množstvo chloridov a nepriamou oxidáciou vzniká aj veľké množstvo chlorečnanov a chlórnanov. Tieto silné oxidačné látky účinne znížia koncentráciu CHSK a amoniakálneho dusíka v odpadových vodách s vysokým obsahom soli.
3. Výber obalených titánových elektród na čistenie odpadových vôd s vysokým obsahom soli
V procese úpravy vysokokoncentrovaných organických odpadových vôd procesom elektrokatalytickej oxidácie na báze potiahnutých titánových elektród je elektróda nielen nosičom vedenia prúdu, ale aj katalyzátorom reakcie odstraňovania organických látok. Výber materiálov na poťahovanie elektród priamo ovplyvňuje účinnosť vedenia prúdu a katalytický výkon elektródy. Hlavnou konkurenčnou vedľajšou reakciou v procese elektrokatalytickej oxidácie je zrážanie kyslíka alebo chlóru na povrchu anódy. Potenciál vývoja kyslíka anódového povlaku pozitívne koreluje s katalytickou aktivitou elektródy. Čím vyšší je potenciál elektropovlakovania na vývoj kyslíka, tým vyššia je katalytická aktivita a tým vyššia je účinnosť odstraňovania organických látok. Nevyhnutnou podmienkou pre výber anódy preto je, že poťahový materiál musí mať vysoký potenciál uvoľňovania kyslíka.
V súčasnosti sú potiahnuté titánové elektródové anódové materiály bežne používané pre organické odpadové vody s vysokým obsahom solí Ti/SnO2.Sb2O3, Ti/PdO, Ti/RuO2.TiO2, Ti/RuO2.Ir2O3
Elektródový materiál obalený Ti/SnO2.Sb2O3 má vyšší potenciál vývoja kyslíka, preto musí mať vyššiu katalytickú a odstraňovaciu účinnosť v procese degradácie organickej hmoty. Relevantné štúdie ukázali, že oxidácia organickej hmoty anódovými povlakovými materiálmi, ako sú Pt, IrO2 a RuO2, má tendenciu byť elektrochemicky premenená, to znamená, že konečnými produktmi sú rôzne mastné kyseliny alebo iné malé molekulárne organické látky a aktuálna účinnosť je nízka; zatiaľ čo SnO2 a PbO2 sa používajú ako anódové materiály a na povrchu oxidu kovu sa adsorbuje veľké množstvo hydroxylových radikálov, ktoré môžu úplne oxidovať organickú hmotu na anorganickú hmotu, ako je oxid uhličitý a voda, a prúdová účinnosť je vyššia.
Titánové elektródy potiahnuté oxidom kovu SnO2 a SbO2 majú vysoký potenciál vývoja kyslíka a hydroxylové radikály generované na povrchu anódy extrémne oxidujú na organickú hmotu, takže sú vhodnejšie na čistenie organických odpadových vôd s vysokým obsahom soli. V posledných rokoch, aby sa vzala do úvahy katalytická aktivita a životnosť elektród potiahnutej titánovej elektródy, boli vyvinuté viacrozmerné potiahnuté elektródy Ti/IrO2·Ta2O5/SnO2 a Ti/IrO2·Ta2O5/SbO2. Tento typ elektródy má potenciál vývoja kyslíka až 1,77 V, vysokú katalytickú aktivitu, stabilný výkon povlaku, dlhú životnosť a vysokú rýchlosť odstraňovania organických látok. Môže sa použiť ako preferovaná titánová elektróda s vysokým obsahom soli na čistenie odpadových vôd pre kľúčový výskum.
4. Aplikácia obalených titánových elektród pri čistení organických odpadových vôd s vysokým obsahom soli
Liang Zhenhai a kol. použili Ti/SnO2 elektródy pripravené tepelným rozkladom na úpravu odpadových vôd s vysokým obsahom soli s obsahom fenolu s mierou konverzie fenolu 95,5 % a prúdovou účinnosťou 73,5 %.
Elektródy modifikované Ti/PbO2 sa pripravili tepelnou oxidáciou a potom sa elektródy a nedopované elektródy dopované Fe a Ni použili na úpravu roztokov kyslého fuchsínu. Experimentálne výsledky ukázali, že rýchlosti odstraňovania kyslého fuchsínu tromi elektródami boli všetky vyššie ako 90 % a rýchlosť odstraňovania kyslého fuchsínu elektródou modifikovanou niklom bola až 93 %.
Zavedenie vrstvy IrO2 medzi titánový substrát a SnO2-Sb2O5 pomáha urobiť TiO2 a SnO2 izomorfné a oslabuje pasivačný účinok TiO2 na elektródu, čo môže účinne zlepšiť životnosť elektródy. Upravená elektróda sa použila na vykonanie testu elektrokatalytickej degradácie na odpadovej vode s vysokým obsahom soli chlórfenolu. Výsledky ukázali, že keď hmotnostný pomer katalytickej aktívnej vrstvy SnO2-Sb2O5 a medzivrstvy IrO2 bol 26, účinok odstraňovania bol najlepší a rýchlosť odstraňovania TOC mohla dosiahnuť 95 %.
5. Preventívne opatrenia na používanie potiahnutých titánových elektród pri čistení organických odpadových vôd s vysokým obsahom soli
Fluoridové ióny majú silnú permeabilitu a korozívnosť, ktorá môže korodovať film oxidu titaničitého a iné oxidové filmy kovového povlaku na povrchu titánového substrátu, čo spôsobuje, že povlak na povrchu titánovej elektródy odpadáva, čo výrazne znižuje životnosť elektródy. Pred použitím obalenej titánovej elektródy by sa mala zmerať koncentrácia fluoridových iónov v odpadovej vode. Ak je koncentrácia fluoridových iónov v odpadovej vode vyššia ako 10 mg/l, proces elektrokatalytickej oxidácie založený na obalenej titánovej elektróde by sa nemal používať na čistenie.
Prúdová hustota elektródy je úmerná rýchlosti odstraňovania organických látok v odpadovej vode. Čím väčšia je prúdová hustota, tým vyššia je rýchlosť odstraňovania organickej hmoty. Nadmerná prúdová hustota však spôsobí silné zahriatie elektródy a ľahké odlupovanie povlaku, čo výrazne zníži životnosť elektródy. Pri čistení organických odpadových vôd s vysokým obsahom soli sa odporúča udržiavať prúdovú hustotu 500-1500A/m2.
Rozdielne pulzné napätia v tvare vlny pulzného zdroja môžu výrazne znížiť spotrebu obalenej titánovej elektródy. Výber vhodného pracovného cyklu môže predĺžiť životnosť elektródy a zabrániť pasivácii elektródy.
Sieťová elektróda má väčší špecifický povrch a nižšiu hmotnosť ako dosková elektróda, čo môže výrazne znížiť náklady na elektródu. Zároveň jeho nepravidelné rozloženie dráhy vedenia prúdu môže tiež výrazne znížiť možnosť pasivácie elektródy.
6. Záver
Elektrokatalytický proces založený na aplikácii potiahnutých titánových elektród má výhody jednoduchej prevádzky, krátkeho procesného toku, silnej adaptability, rýchlej reakcie, dobrého liečebného účinku a bez sekundárneho znečistenia. Má významné výhody pri čistení odpadových vôd s vysokým obsahom soli a má široké uplatnenie. Existujú však aj problémy, ako je ľahká pasivácia elektród, drahé náterové materiály, krátka životnosť a nízka prúdová účinnosť. Aby sa zabezpečila industrializácia obalených titánových elektród pre odpadové vody s vysokým obsahom soli, mal by sa posilniť výskum v týchto aspektoch:
(1) Posilniť výskum typov povlakov elektród, metód používania a údržby atď., aby sa zabránilo pasivácii elektród.
(2) Posilniť výskum povlakov prvkov vzácnych zemín, bežných kovových povlakov prechodných prvkov atď. a pokúsiť sa znížiť výrobné náklady potiahnutých titánových elektród.
(3) Pri posilňovaní výskumu povlakov oxidov kovov by sme mali posilniť aj výskum kompozitných povlakov organických látok a oxidov kovov, aby sme zlepšili životnosť elektród a zároveň zabezpečili katalytickú aktivitu elektród.
(4) Posilniť teoretický výskum a výskum technológie spracovania na potiahnutých titánových elektródach, realizovať štandardizáciu výroby elektród a podporovať široké uplatnenie inžinierstva.
Ak potrebujete znížiť náklady na čistenie odpadových vôd alebo recykláciu zdrojov, zavolajte na číslo: 18391894207 pre spoluprácu na projekte
Spoločnosť: Baoji Dynamic Trading Co., Ltd
Krajina: Čína
Pridať: cesta Baoti, Jintai, mesto Baoji, Shaanxi, Čína
Cel:+86 18391896637(WHATSAPP)/18391894207
Gmail:alisa@jmyunti.com
Webstránka: www.jm-titanium.com
