三維電解處理廢水

1、三維電解處理廢水水水水水水水水水化研15 李牟三維電解三維電解n引言n三維電解機(jī)理n相關(guān)理論技術(shù)n三相三維電解反應(yīng)器n技術(shù)展望引言傳統(tǒng)的平板二維電極面體比較小，單位槽體處理量小，電流效率低，尤其是在電導(dǎo)率低時(shí)，在實(shí)踐中難以有突破性進(jìn)展。針對(duì)傳統(tǒng)二維電極這一缺陷，在20 世紀(jì)60 年代末期Backhurst 提出了三維電極/三元電極的概念，在7080 年代電化學(xué)反應(yīng)器三維化開(kāi)始引人注目并首先應(yīng)用于分析領(lǐng)域，而當(dāng)時(shí)研究三相流化床、滴流床（Tricklebed）等氣液固系電解槽頗為活躍。到了90 年代覃奇賢、熊英健等開(kāi)始探討三維電極在水處理中的應(yīng)用，到了21 世紀(jì)之后申哲民、曹瑩等人開(kāi)始大范圍使用三

2、維電極法處理污水。在國(guó)外，用三維電極處理有機(jī)廢水的研究非常多。三維電極能夠增加電解槽的面體比，提高電流效率和處理能力，還易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)操作，可以在不同電流密度下進(jìn)行操作。三維電極法的另一個(gè)特點(diǎn)是不使用或較少量使用化學(xué)藥品，后處理簡(jiǎn)單，占地面積小，處理能力大，管理方便等三維電解一般認(rèn)為電解產(chǎn)生的H2O2 和OH 在降解污染物過(guò)程中發(fā)揮最主要的作用。當(dāng)陰極上通過(guò)電解產(chǎn)生或外界提供的O2 時(shí)發(fā)生還原產(chǎn)生H2O2，反應(yīng)過(guò)程如下:酸性條件下：O2+2H+2eH2O2堿性條件下：O2+H2O+2eHO2-+OH- HO2-+H2OH2O2+OH-三維電解當(dāng)體系中存在金屬催化劑時(shí)，會(huì)產(chǎn)生OH。Mred為還原態(tài)

3、的金屬催化劑，Mox 表示氧化態(tài)。酸性條件下:Mred+H2O2+H+Mox+OH+H2O堿性條件下:Mred+H2O2Mox+OH+OH-OH-羥基自由基相關(guān)理論技術(shù)n強(qiáng)氧化劑，標(biāo)準(zhǔn)氧化還原電位為 2.8 eV。n羥基與水溶有機(jī)物反應(yīng)： 1 羥基加成 2 羥基奪氫反應(yīng) 3 羥基電子轉(zhuǎn)移n羥基與金屬離子反應(yīng)： 1 羥基加成 2 羥基電子轉(zhuǎn)移相關(guān)理論技術(shù)電芬頓電芬頓 在酸性溶液中,在電極上通直流電時(shí), 首先O2在陰極通過(guò)還原反應(yīng)產(chǎn)生H2O2,H2O2與溶液中的Fe2+生成OH和Fe3+,Fe3+可以在陰極上被還原再生成Fe2+。那么問(wèn)題來(lái)了，F(xiàn)e2+哪來(lái)的？ 以Fe作為陽(yáng)極,Fe2+可以直接由陽(yáng)

4、極氧化溶解產(chǎn)生。 3 氫氧化鐵絮凝劑 氫氧化鐵膠體是一種很好的絮凝劑，可以絮凝一些可容性有機(jī)物和金屬離子，形成更大的分子，在重力作用下形成沉淀。4 微生物 采用固定化技術(shù)，將微生物固定在電極表面，進(jìn)行通電培養(yǎng)，形成能與電化學(xué)共同氧化有機(jī)物的菌膠團(tuán)。相關(guān)理論技術(shù)三相三維電化學(xué)反應(yīng)器技術(shù)展望 三維電極的研究雖然已經(jīng)開(kāi)展 30 多年，在基礎(chǔ)理論研究方面，其宏觀理論也達(dá)成一些共識(shí)，但在微觀即在原子、分子水平上的研究仍待深入，尤其關(guān)于電極表面實(shí)際反應(yīng)歷程、反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)均缺乏深入研究。 這就需要從各方面進(jìn)行一系列的研究， 1 緊湊的床體結(jié)構(gòu) 2 優(yōu)化各項(xiàng)操作參數(shù) 3 改進(jìn)填料 4電源方式實(shí)際應(yīng)用中為了使三維電解法在廢水處理領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用與發(fā)展，電解