廢水的電化學處理法ppt課件

1、實例：實例：ACFACF電極電化學氧化法處理水中電極電化學氧化法處理水中難降解有機物的研究難降解有機物的研究難降解有機物難降解有機物難降解有機物是指被微生物分解時速度很慢,分解不徹底的有機物(也包括某些有機物的代謝產物),這類污染物易在生物體內富集,也容易成為水體的潛在污染源。這類污染物包括多環(huán)芳烴、鹵化烴、雜環(huán)類化合物、有機氰化物、有機磷農藥、表面活性劑、有機染料等有毒難降解有機污染物。 2 2、電化學氧化的基本原理、電化學氧化的基本原理一般地,用電化學氧化法降解廢水中的有機物,可分為直接氧化和間接氧化。直接電氧化是指有機污染物在電極表面電子的直接傳遞或與電極表面上產生的強氧化劑作用,被氧化

2、成毒性較低的或易生物降解的物質,甚至將有機物直接氧化成CO2和H2O等無機物。間接電氧化是利用電化學反應產生的強氧化劑,這些物質傳質到本體溶液中,與污染物發(fā)生反應使其降解。3. 電解槽電解槽電解槽有二維平板電解槽和三維電解槽。在二維電極電解槽中電極材料的性質和表面結構對降解效果的影響很大，因此電極材料的選擇至關重要。三維電解槽是在傳統(tǒng)二維電解槽電極間裝填粒狀或其他碎屑狀電極材料并使裝填電極材料表面帶電，成為新的一極(第三極)。大大縮短了污染物離子遷移的距離，降低了濃差極化，提高了電流效率。但由于內部電阻的存在,電極電勢和電流在整個三維電極體上呈不均勻分布。長期運轉后電極容易堵塞, 難以使三維電

3、極連續(xù)高效正常運轉。五、陽極材料綜述五、陽極材料綜述 由于有機物的氧化降解多發(fā)生在陽極，因此，電極表面化學性質穩(wěn)定、電化學催化性能優(yōu)良、電催化性能不易失活、電極的電勢窗口寬的陽極材料成為目前研究的重點。盡管為數眾多的陽極材料都有氧化有機物的功能，但其處理效果卻各有不同。 1、傳統(tǒng)電極傳統(tǒng)的電極材料有石墨、鐵板、不繡鋼、PbO2以及一些貴金屬如Pt等。石墨為常用的電極材料，價格低廉，具有優(yōu)良的導電性能,較好的機械加工性能和穩(wěn)定性, 但機械強度差，更主要的問題是石墨電極對有機物的催化氧化能力差，電流效率低。鐵板、不銹鋼等導電性能好電解時氧化生成Fe2+，催化羥基自由基形成和生成Fe(OH)2、Fe

4、(OH)3等絮凝劑，以去除水中污染物。但鐵板或不銹鋼為可溶性電極，電極本身材料消耗量大，成本高，而且向溶液中引入了新的雜質。Pb02析氧過電位高、導電性和耐腐蝕性好、容易制備，但其電催化性能較低，對難氧化分解的有機物的效果也不理想。貴金屬Pt , Au等電極穩(wěn)定、耐腐蝕，催化活性良好，但成本高，且極易被含硫有機物、氧化中間產物、CO等物質毒化而喪失其電催化性能，導致氧化電流效率急劇下降，難以應用于實際工程中。 2、過渡金屬涂層鈦電極過渡金屬涂層鈦電極 過渡金屬涂層主要包括Ir、Pt、Ru、Rn等金屬或合金，它們能與反應物分子作用而形成特征吸附鍵，活化分子，因而具有較好的催化活性，但造價昂貴。3

5、、DSA電極（金屬氧化物涂層電極）電極（金屬氧化物涂層電極） 1963年H. Beer發(fā)明了DSA(Dimensionally Stable Anodes)電極，即在金屬基體(如Ti, Zr, Ta, Nb等)上沉積一層兒微米厚的金屬氧化膜的電極，這種電極，因其具有良好的催化活性，迅速得到人們的青睞。而且DSA電極的化學和電化學性質能夠隨著氧化物膜的材料組成和制備方法而改變,30多年來圍繞DSA電極做了許多工作,包括制備方法。 但DSA電極的表面化學成分和性質不夠穩(wěn)定，電催化性能易失活，工作壽命不長且成本較高，并會在處理體系中帶入微量有毒的金屬氧化物，因此限制了其在實際工程中的廣泛應用 。4、

6、金剛石膜電極、金剛石膜電極 金剛石膜電極具有很寬的電勢窗口、很低的背景電流、很高的化學和電化學穩(wěn)定性，以及耐腐蝕等性質，這些優(yōu)異的電化學特性應用于有毒、有害、難生化污染物的電化學處理己成為環(huán)境電化學的研究熱點。 但金剛石薄膜電極的最大缺點是制作工藝復雜,價格昂貴,電催化活性低,表面再造很困難。5 5、活性炭纖維電極、活性炭纖維電極 活性炭纖維由于具有導電、吸附及催化等綜合性能，以它為電極用電化學氧化法來處理有機廢水，可通過吸附作用使有機物在其表面富集，而吸附物在電催化氧化作用下可以在吸附過程中進行氧化降解，使吸附表面不斷更新,從而實現了吸附、電解脫附過程的連續(xù)進行，充分利用了ACF優(yōu)異的吸附性

7、能和電催化氧化作用，在處理有機廢水方面很有發(fā)展前途。 結論結論p研究證實了研究證實了ACF陽極電氧化法處理水中分子尺寸不同的各類難降解有陽極電氧化法處理水中分子尺寸不同的各類難降解有機物的適宜性和可行性。機物的適宜性和可行性。p通過對苯酚降解中間產物的分析測定，初步探討了通過對苯酚降解中間產物的分析測定，初步探討了ACF陽極電氧化法陽極電氧化法降解苯酚的機理，證實了以降解苯酚的機理，證實了以ACF為陽極通電電解時能產生為陽極通電電解時能產生OH。p在以在以ACF為陽極材料用電化學氧化法處理有機物的過程中，吸附和氧為陽極材料用電化學氧化法處理有機物的過程中，吸附和氧化降解起著協(xié)同的作用?；到馄?/p>

8、著協(xié)同的作用。ACF對有機物的吸附促進了有機物在陽極的對有機物的吸附促進了有機物在陽極的電氧化降解，而電氧化作用在分解被吸附的這些有機物的同時，促進電氧化降解，而電氧化作用在分解被吸附的這些有機物的同時，促進了了ACF陽極的再生，從而使得陽極的再生，從而使得ACF的吸附能力得以基本保持。的吸附能力得以基本保持。p在在ACF陽極的電氧化過程中，苯酚和茜素紅陽極的電氧化過程中，苯酚和茜素紅S的電氧化去除效率分別的電氧化去除效率分別為為86.9%和和96.4%，腐殖酸的電氧化礦化效率為，腐殖酸的電氧化礦化效率為58.1%。p結晶紫在活性氯的間接電氧化作用下能夠被快速降解。溶液在去色的結晶紫在活性氯的間接電氧化作用下能夠被快速降解。溶液在去色的同時，其中含苯環(huán)的小分子物質也能被去除。同時，其中含苯環(huán)的小分子物質也能被去除。 p溶液初始溶液初始pH值、電流密度、槽電壓、支持電解質濃度以及有機物的初值、電流密度、槽電壓、支持電解質濃度以及有機物的初始濃度等實驗條件對有機物的去除效率都有影響。始濃度等實驗條件對有機物的去除效率都有影響。pACF陽極材料的結構是影響有機物去除效率的重要因素。對于分子尺陽極材料的結構是影響有機物去除效率的重要因素。對于分子尺寸較小的苯酚和茜素紅寸較小的苯酚和茜素紅S，ACF陽極的比表面積和中孔率越