电化学废水处理报告.ppt
- 格式:ppt
- 大小:1.22 MB
- 文档页数:17
摘要:介绍了电化学处理废水的基本原理和影响电化学法处理废水效果的因素,同时指出了在电化学处理废水领域还需研究的问题。
关键词:电化学氧化; 内电解法; 光电化学氧化; 废水处理1 引言工业经济的发展以大量资源和能源的消耗为代价,同时也造成了环境污染的严重恶果。
加速企业技术进步,采用先进工艺,实施清洁生产,不但可以提高资源利用率,还能够减轻环境污染。
把污染消除在工艺过程之中,实施全过程控制是企业持续发展的正确道路。
目前世界各国对工业废水的处理研究甚多,其中电化学法设备占地面积小,操作灵活,排污量小,不仅可以处理无机污染物,也可以处理有机污染物,甚至连一些无法生物降解的有毒有机物与某些含重金属污水都可用此方法进行处理; 再加上风力、核电等新兴发电技术的大力发展和推广应用带来的电能成本降低,使得电化学方法在治理废水方面具有更大的优势。
2 电化学法处理废水的应用分类电化学处理法包括电化学氧化还原、电凝聚、电气浮、光电化学氧化、内电解等方法。
电化学法在废水处理中的应用主要包括重金属的去除与回收、生物难降解的有机废水处理、饮用水杀菌消毒以及与其他方法的联合使用。
3 电化学法处理废水的基本原理3.1 电化学氧化还原法电化学氧化还原法是指电解质溶液在电流的作用下,在阳极和电解质溶液界面上发生反应物粒子失去电子的氧化反应、在阴极和电解质溶液界面上发生反应物粒子与电子结合的还原反应的电化学过程。
电化学的氧化原理分为两类: 一种是直接氧化,即让污染物直接在阳极失去电子而发生氧化,在含氰化物、含酚、含醇、含氮的有机废水处理中,直接电化学氧化发挥了十分有效的作用; 另一种则是间接氧化,即通过阳极反应生成具有强氧化作用的中间产物或发生阳极反应之外的中间反应来氧化污染物,最终达到氧化降解污染物的目的[1]。
这种方法占地面积少、易操作; 但是效率低,影响的因素多(pH、电解质、电极材料等)。
3.2 电凝聚法在电解过程当中,采用铝质或铁质的可溶性阳极通以直流电后,阳极材料会在电解过程当中发生溶解,形成的金属阳离子Fe3 + 和Al3 + 等与溶液中的OH-形成Fe(OH)3和Al(OH)3等具有絮凝作用的胶体物质,可促使水中的胶态杂质絮凝沉淀,从而实现污染物的去除[2]。
高级氧化技术普通针对难降解有机废水,如医药、化工、染料工业废水以及含有难处理的有毒物质物质等。
第一节电化学处理技术电化学氧化法主要用于有毒难生物降解有机废水的处理,电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或者间接电化学而得到转化,从而达到削减和去除污染物的目的。
根据不同的氧化作用机理,可分为直接电解和间接电解。
直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或者还原而从废水中去除今直接电解可分为阳极过程和阴极过程。
阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或者易生物降解的物质,甚至发生有机物无机化,从而达到削减、去除污染物的目的。
阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除,阴极过程主要用于卤代经的还原脱卤和重金属的回收,如卤代有机物的卤素通过阴极还原发生脱卤反应,从而可以提高有机物的可生化性。
直接电解过程伴有着氧气析出,氧的生成使氧化降解有机物的电流效率降低,能秏升高,因此,阳极材料对电解的影响很大。
间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或者催化剂,使污染物转化成毒性小的物质。
间接电解分为可逆过程和不可逆过程。
可逆过程(媒介电化学氧化)是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。
不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质,如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、 H202 和 O2 等氧化有机物的过程,还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体,包括溶剂化电子、 HO、H02/02 等自由基。
1) 电化学方法既可以单独使用,又可以与其他处理方法结合使用,如作为前处理方法,可以提高废水的生物降解性;2) 普通电化学处理工艺只能针对特定的废水,处理规模小,且处理效率不高;3)有的电化学水处理工艺需消耗电能,运行成本大。
电化学反应器按反应器的工作方式分类可分为:间歇式、置换流式和连续搅拌箱式电化学反应器。
按反应器中工作电极的形状分类可分为二维电极反应器、三维电极反应器。
高效净化废水的电化学处理技术一、引言废水污染是当今社会面临的一个严峻问题,对环境和人类健康造成了巨大的威胁。
为了高效净化废水,提升水资源利用效率,电化学处理技术成为了一种受关注的解决方案。
本文将介绍一些在废水电化学处理方面取得的突破性技术和方法。
二、电化学处理废水的基本原理电化学处理废水是利用电化学反应对废水中的有机污染物和无机离子进行降解和去除的技术。
其基本原理是通过电解槽和电极,利用电流产生的电化学反应来实现废水的净化和处理。
主要的反应包括氧化还原反应、水解反应和电吸附等。
三、电化学处理废水的关键技术1. 高效电极材料的研制电极是电化学处理废水的核心组成部分,其材料的选择和性能直接影响着处理效果。
近年来,一些新型电极材料的研制取得了显著的突破,如纳米材料、碳纳米管、金属氧化物等。
这些电极材料具有较高的比表面积和电导率,能够提高废水的质量传递效率和降解效果。
2. 电解槽结构的优化电解槽是电化学处理废水的装置,其结构的设计和优化对处理效果起着重要的作用。
一些研究者通过改变电解槽的结构参数和内部流动条件,调控废水的流速和分布,提高质量传递效率和反应速率。
此外,还可以利用多级电解槽等方式提高废水处理的效率和稳定性。
3. 多种技术的联合应用电化学处理废水通常需要与其他技术方法相结合,以提高处理效率和综合效益。
常见的联合应用技术包括电化学-Fenton、电化学-生物降解和电化学-吸附等。
这些方法能够对废水中的不同组分进行有针对性的处理,提高综合处理效果。
四、电化学处理废水的应用案例1. 电化学处理工业废水电化学处理技术在工业废水处理中取得了显著的应用成果。
以含有有机物的废水为例,通过调节电极材料、电流密度和反应时间等因素,可以实现有机物的高效去除和降解。
2. 电化学处理生活污水生活污水中含有大量的有机物、无机盐和微生物等,电化学处理技术能够有效去除其中的有机物和微生物,降低水中的无机盐浓度。
通过对不同污水组分的选择性去除,可以达到高效净化生活污水的目的。