Gmail:alisa@jmyunti.com
Kõrge soolsusega orgaaniline reovesi viitab orgaanilisele reoveele, mille TDS-i sisaldus on suurem või võrdne 3,5% (soolasisaldus mitte vähem kui 1%). See pärineb peamiselt tööstustoodete kogumisest ja tootmisest. Sellel on kõrge soolasisaldus, keeruline koostis, raske biolagunevus, toksilisus ja kahju. Otsene heide põhjustab pinnase tihenemist, veereostust ja mõjutab lõpuks keskkonnaohutust. Praegu on reoveepuhastuses peamine orgaanilise aine eemaldamise meetod bioloogiline puhastus. Sellel meetodil on kõrge eemaldamise efektiivsus ja madal puhastuskulu, kuid bioloogiline meetod sobib ainult biolaguneva madala soolsusega orgaanilise reovee puhastamiseks, kuid see on võimetu kõrge soolsusega raskesti laguneva orgaanilise reovee jaoks. Kaetud titaananoodidel põhineva elektrokeemilise katalüütilise tehnoloogia väljatöötamisega on tõestatud, et enamik orgaanilisi ühendeid läbivad elektroodi pinnal redoksreaktsioone, liitumisreaktsioone või lagunemisreaktsioone, mis annab teoreetilise aluse elektrokatalüütilise oksüdatsioonimeetodi jaoks orgaaniliste saasteainete lagundamiseks suures kontsentratsioonis. -soolsusega reovesi. Elekter on elektrokatalüütilise oksüdatsiooniprotsessi energiaallikas. Energeetikatööstuse kiire arenguga on energiapuudus tõhusalt lahendatud ja elektrokatalüütilise oksüdatsiooniprotsessi ulatuslikul rakendamisel on head tingimused. Asjakohased uuringud on näidanud, et elektrokatalüütilise oksüdatsioonianoodi tekitatud hüdroksüülradikaalid ja kõrgevalentsed metallioksiidid võivad reovees mitteselektiivselt oksüdeerida orgaanilist ainet ning neil on äärmiselt tugev oksüdatsioonivõime, mis võimaldab tõhusalt puhastada kõrge soolasisaldusega orgaanilist reovett.
1. Praegu koosneb tavaliselt reoveepuhastuses kasutatav DSA-elektroodikate tavaliselt ühest või mitmest ruteeniumi, iriidiumi, tantaali, plii, tina ja plaatina metalloksiidist.
2. Suure soolasisaldusega orgaanilise töötlemise põhimõtekaetud titaanelektroodidega reovesi
Suure soolasisaldusega reovee töötlemisel teostab kaetud titaanelektroodidel põhinev elektrokatalüütiline protsess elektroodil otsest elektrolüüsi ja kaudset elektrolüüsi. Otsene elektrolüüs viitab protsessile, mille käigus orgaaniline aine reovees oksüdeeritakse või redutseeritakse otseselt kaetud titaanelektroodi pinnal, vähendades seeläbi orgaanilise aine kontsentratsiooni reovees. Otsese elektrolüüsi saab jagada katood-otse elektrolüüsiks ja anood-otse elektrolüüsiks. Anoodi otsene elektrolüüs viitab protsessile, mille käigus orgaanilised saasteained saavad kaetud titaananoodi pinnale elektrone ja oksüdeeritakse otse biolagunevaks väikesemolekulaarseks orgaaniliseks aineks või muundatakse otse süsinikdioksiidiks ja veeks; katood-otsene elektrolüüs viitab protsessile, mille käigus orgaaniline aine kaotab katoodi pinnal elektrone ning redutseerub ja laguneb, mida saab rakendada orgaaniliste halogeniidide dehalogeenimiseks ning raskmetallide ioonide redutseerimiseks ja taastamiseks. Elektroodide kaudne elektrolüüs viitab kaetud titaanelektroodide poolt toodetud oksüdeerivate või redutseerivate ainete kasutamisele oksüdeerijate, redutseerivate ainete või katalüsaatoritena, et muuta kõrge soolsusega reovees leiduv orgaaniline aine väikesteks molekulideks, mis on kergesti biolagunevad, vähetoksilised ja kergesti töödeldavad orgaanilised ained. asja. Orgaanilise aine eemaldamine kõrge soolsusega reoveest toimub peamiselt otsese oksüdatsiooni ja kaudse oksüdatsiooni protsessides anoodil.
Kui orgaanilise aine kontsentratsioon kõrge soolsusega reovees (KHT, NH3-N jne) on kõrge, siis toimub peamiselt otsene anoodne oksüdatsioon, kaudne aga ainult madalatel kontsentratsioonidel. Otsene anoodiline oksüdatsioon on veemolekulide väljutamine anoodi pinnale läbi voolureaktsiooni hüdroksüülradikaalide tekitamiseks. Hüdroksüülradikaalide oksüdatsioonipotentsiaal on 2,8 V. See on oma olemuselt tugev oksüdeerija, mis on oksüdatsioonis fluori järel teisel kohal. See võib oksüdeerida orgaanilist ainet reovees ilma valikuta. Seejärel oksüdeeritakse anoodi lähedal olev orgaaniline aine otse ja eemaldatakse hüdroksüülradikaalide poolt; kaudne oksüdatsioon on kloriidi redutseerimine vees voolu toimel elektrooksüdatsiooniprotsessi käigus, et tekitada tugevaid oksüdeerijaid, nagu ClO-, kõrgevalentsed metalliioonid jne. Nendel oksüdeerijatel on ka tugev oksüdeerimis- ja orgaaniliste ainete eemaldamise võime ainet ja võib oksüdeerida orgaanilist ainet kõrge soolsusega reovees.
Suure soolasisaldusega orgaaniline reovesi sisaldab suures koguses sooli, seega on juhtivus kõrge, elektrokatalüütilise süsteemi voolukasutuse efektiivsus on kõrge ja kaetud titaanelektroodil on tugev hüdrofiilsus. Kui see puutub kokku suure soolasisaldusega reoveega, toimub "pinna hüdroksüülimisreaktsioon" ja selle pind mähitakse tugevalt oksüdeerivate hüdroksüülradikaalide kihiga, mis oksüdeerub ja eemaldab anoodi pinnale adsorbeerunud orgaanilise aine. Samas sisaldab kõrge soolasisaldusega reovesi suures koguses kloriidi ning kaudsel oksüdatsioonil tekib ka suur hulk kloraati ja hüpokloriti. Need tugevalt oksüdeerivad ained vähendavad tõhusalt KHT ja ammoniaaklämmastiku kontsentratsiooni kõrge soolasisaldusega reovees.
3. Kaetud titaanelektroodide valik kõrge soolasisaldusega reovee puhastamiseks
Kõrge kontsentratsiooniga orgaanilise reovee töötlemisel kaetud titaanelektroodidel põhineva elektrokatalüütilise oksüdatsiooniprotsessiga ei ole elektrood mitte ainult voolu juhtivuse kandja, vaid ka orgaanilise aine eemaldamise reaktsiooni katalüsaator. Elektroodide kattematerjalide valik mõjutab otseselt elektroodi voolujuhtivuse efektiivsust ja katalüütilist jõudlust. Peamine konkureeriv kõrvalreaktsioon elektrokatalüütilise oksüdatsiooni protsessis on hapniku või kloori sadestumine anoodi pinnale. Anoodi katte hapniku eraldumise potentsiaal on positiivses korrelatsioonis elektroodi katalüütilise aktiivsusega. Mida suurem on elektrikatte hapnikueralduse potentsiaal, seda suurem on katalüütiline aktiivsus ja seda suurem on orgaanilise aine eemaldamise efektiivsus. Seetõttu on anoodi valimise vajalik tingimus, et kattematerjalil peab olema kõrge hapnikueralduse potentsiaal.
Praegu on kõrge soolasisaldusega orgaanilise reovee jaoks tavaliselt kasutatavad kaetud titaanelektroodi anoodi materjalid Ti/SnO2.Sb2O3, Ti/PdO, Ti/RuO2.TiO2, Ti/RuO2.Ir2O3.
Ti/SnO2.Sb2O3-ga kaetud elektroodimaterjalil on suurem hapnikueralduse potentsiaal, seega peab sellel orgaanilise aine lagundamisel olema suurem katalüütiline ja eemaldamise efektiivsus. Asjakohased uuringud on näidanud, et orgaanilise aine oksüdeerimine anoodikattematerjalidega, nagu Pt, IrO2 ja RuO2 kipub elektrokeemiliselt muutuma, see tähendab, et lõppsaaduseks on mitmesugused rasvhapped või muu väikemolekulaarne orgaaniline aine ning voolutõhusus on madal; samas kui anoodmaterjalidena kasutatakse SnO2 ja PbO2 ning metalloksiidi pinnale adsorbeeritakse suur hulk hüdroksüülradikaale, mis võivad orgaanilise aine täielikult oksüdeerida anorgaaniliseks aineks nagu süsinikdioksiid ja vesi ning voolutõhusus on suurem.
SnO2 ja SbO2 metalloksiidiga kaetud titaanelektroodidel on kõrge hapnikueralduse potentsiaal ning anoodi pinnal tekkivad hüdroksüülradikaalid on äärmiselt oksüdeerivad orgaaniliseks aineks, mistõttu sobivad need paremini kõrge soolasisaldusega orgaanilise reovee puhastamiseks. Viimastel aastatel on kaetud titaanelektroodi katalüütilise aktiivsuse ja elektroodi eluea arvessevõtmiseks välja töötatud mitmemõõtmelised kaetud elektroodid Ti/IrO2·Ta2O5/SnO2 ja Ti/IrO2·Ta2O5/SbO2. Seda tüüpi elektroodidel on hapniku eraldumise potentsiaal kuni 1,77 V, kõrge katalüütiline aktiivsus, stabiilne katte jõudlus, pikk kasutusiga ja kõrge orgaanilise aine eemaldamise kiirus. Seda saab kasutada eelistatud kõrge soolasisaldusega reoveepuhastuskattega titaanelektroodina võtmeuuringute jaoks.
4. Kaetud titaanelektroodide kasutamine kõrge soolasisaldusega orgaanilise reovee puhastamisel
Liang Zhenhai jt. kasutati kõrge soolasisaldusega fenooli sisaldava reovee töötlemiseks termilise lagundamise teel valmistatud Ti/SnO2 elektroode, mille fenooli konversioonimäär on 95,5% ja voolutõhusus 73,5%.
Ti/PbO2 modifitseeritud elektroodid valmistati termilise oksüdeerimise teel ning seejärel kasutati happeliste fuksiinilahuste töötlemiseks Fe- ja Ni-legeeritud modifitseeritud elektroode ja legeerimata elektroode. Katsetulemused näitasid, et happe fuksia eemaldamise määr kolme elektroodi abil oli üle 90% ja happe fuksia eemaldamise kiirus nikliga modifitseeritud elektroodiga oli koguni 93%.
IrO2 kihi lisamine titaansubstraadi ja SnO2-Sb2O5 vahele aitab muuta TiO2 ja SnO2 isomorfseks ning nõrgendada TiO2 passiveerivat toimet elektroodile, mis võib tõhusalt pikendada elektroodi eluiga. Modifitseeritud elektroodi kasutati kõrge soolasisaldusega klorofenooli reovee elektrokatalüütilise lagunemise katse läbiviimiseks. Tulemused näitasid, et kui SnO2-Sb2O5 katalüütilise aktiivse kihi ja IrO2 vahekihi massisuhe oli 26, oli eemaldamise efekt parim ja TOC eemaldamise määr võis ulatuda 95%-ni.
5. Ettevaatusabinõud kaetud titaanelektroodide kasutamisel kõrge soolasisaldusega orgaanilise reovee töötlemisel
Fluoriioonidel on tugev läbilaskvus ja söövitavus, mis võib korrodeerida titaandioksiidi oksiidkilet ja muid metallkattega oksiidkilesid titaansubstraadi pinnal, põhjustades titaanelektroodi pinnakatte mahakukkumist, mis vähendab oluliselt elektroodi eluiga. Enne kaetud titaanelektroodi kasutamist tuleb mõõta fluoriidiioonide kontsentratsiooni reovees. Kui fluoriidioonide kontsentratsioon reovees on suurem kui 10 mg/l, ei tohi töötlemiseks kasutada elektrokatalüütilist oksüdatsiooniprotsessi, mis põhineb kaetud titaanelektroodil.
Elektroodi voolutihedus on võrdeline orgaanilise aine eemaldamise kiirusega reovees. Mida suurem on voolutihedus, seda suurem on orgaanilise aine eemaldamise kiirus. Liigne voolutihedus põhjustab aga elektroodi tugevat kuumenemist ja katte kerget eemaldamist, mis vähendab oluliselt elektroodi eluiga. Suure soolasisaldusega orgaanilise reovee puhastamisel on soovitatav hoida voolutihedus tasemel 500-1500A/m2.
Impulsstoiteallika erinevad lainekujulised impulsspinged võivad märkimisväärselt vähendada kaetud titaanelektroodi tarbimist. Sobiva töötsükli valimine võib pikendada elektroodi eluiga ja vältida elektroodi passiveerumist.
Võrkelektroodil on suurem eripind ja kergem kaal kui plaatelektroodil, mis võib oluliselt vähendada elektroodi maksumust. Samal ajal võib selle ebaregulaarne voolujuhtivuse tee jaotus oluliselt vähendada ka elektroodi passiveerumise võimalust.
6. Järeldus
Kaetud titaanelektroodide kasutamisel põhineva elektrokatalüütilise protsessi eelisteks on lihtne töö, lühike protsessivoog, tugev kohanemisvõime, kiire reaktsioon, hea töötlemisefekt ja sekundaarse reostuse puudumine. Sellel on olulised eelised kõrge soolasisaldusega reovee puhastamisel ja laialdased kasutusvõimalused. Siiski on ka probleeme, nagu elektroodide lihtne passiveerimine, kallid kattematerjalid, lühike eluiga ja madal voolutõhusus. Kõrge soolasisaldusega reovee jaoks mõeldud kaetud titaanelektroodide industrialiseerimise tagamiseks tuleks teadusuuringuid tugevdada järgmistes aspektides:
(1) Tugevdada elektroodide kattetüüpide, kasutus- ja hooldusmeetodite jms uurimistööd, et vältida elektroodide passiveerimist.
(2) Tugevdada teadusuuringuid haruldaste muldmetallide elementide katete, tavaliste siirdeelementide metallkatete jms kohta ning püüda vähendada kaetud titaanelektroodide tootmiskulusid.
(3) Samal ajal kui tugevdame metallioksiidkatete uurimist, peaksime tugevdama ka orgaanilise aine ja metallioksiidide komposiitkatete uurimist, et parandada elektroodi eluiga, tagades samal ajal elektroodi katalüütilise aktiivsuse.
(4) Tugevdada kaetud titaanelektroodide teoreetilisi uuringuid ja töötlemistehnoloogia uuringuid, teostada elektroodide tootmise standardimist ja edendada tehnika laialdast rakendamist.
Kui teil on vaja reovee puhastamise või ressursi taaskasutamise kulusid vähendada, helistage projekti koostööks telefonil: 18391894207
Ettevõte: Baoji Dynamic Trading Co., Ltd
Riik: Hiina
Lisa: Baoti tee, Jintai, Baoji linn, Shaanxi, Hiina
Cel:+86 18391896637(WHATSAPP)/18391894207
Gmail:alisa@jmyunti.com
Veebisait: www.jm-titanium.com
