Gmail:alisa@jmyunti.com
Korkean suolapitoisuuden omaava orgaaninen jätevesi tarkoittaa orgaanista jätevettä, jonka TDS-pitoisuus on suurempi tai yhtä suuri kuin 3,5 % (suolapitoisuus vähintään 1 %). Se tulee pääasiassa teollisuustuotteiden keräämisestä ja tuotannosta. Sillä on korkea suolapitoisuus, monimutkainen koostumus, vaikea biologinen hajoavuus, myrkyllisyys ja haitta. Suora päästö aiheuttaa maaperän tiivistymistä, veden saastumista ja vaikuttaa viime kädessä ympäristön turvallisuuteen. Tällä hetkellä pääasiallinen menetelmä orgaanisen aineksen poistamiseksi jätevedenpuhdistuksessa on biologinen käsittely. Tällä menetelmällä on korkea poistotehokkuus ja alhaiset käsittelykustannukset, mutta biologinen menetelmä soveltuu vain biohajoavien vähäsuolaisten orgaanisten jätevesien käsittelyyn, mutta se on tehoton korkeasuolaiselle, vaikeasti hajoavalle orgaaniselle jätevedelle. Pinnoitettuihin titaanianodeihin perustuvan sähkökemiallisen katalyyttisen teknologian kehityksen myötä useimpien orgaanisten yhdisteiden on osoitettu käyvän redoksireaktioita, additioreaktioita tai hajoamisreaktioita elektrodin pinnalla, mikä tarjoaa teoreettisen perustan elektrokatalyyttiselle hapetusmenetelmälle hajottaa orgaanisia epäpuhtauksia suurissa määrissä. - suolapitoinen jätevesi. Sähkö on sähkökatalyyttisen hapetusprosessin energialähde. Voimateollisuuden nopean kehityksen myötä tehopula on ratkaistu tehokkaasti, ja sähkökatalyyttisen hapetusprosessin laajamittaisella soveltamisella on hyvät olosuhteet. Asiaankuuluvat tutkimukset ovat osoittaneet, että elektrokatalyyttisen hapetusanodin tuottamat hydroksyyliradikaalit ja korkeaarvoiset metallioksidit voivat hapettaa epäselektiivisesti jäteveden orgaanista ainetta ja niillä on erittäin vahva hapetuskyky, mikä mahdollistaa korkean suolan orgaanisen jäteveden tehokkaan käsittelyn.
1. Tällä hetkellä jäteveden käsittelyssä yleisesti käytetty DSA-elektrodipinnoite koostuu yleensä yhdestä tai useammasta ruteenin, iridiumin, tantaalin, lyijyn, tinan ja platinan metallioksidista.
2. Periaate käsitellä runsaasti suolaa orgaaninenjätevesi päällystetyillä titaanielektrodeilla
Käsiteltäessä runsaasti suolapitoista jätevettä päällystettyihin titaanielektrodeihin perustuva elektrokatalyyttinen prosessi suorittaa elektrodille suoran elektrolyysin ja epäsuoran elektrolyysin. Suoralla elektrolyysillä tarkoitetaan prosessia, jossa jäteveden orgaaninen aines hapetetaan tai pelkistyy suoraan pinnoitetun titaanielektrodin pinnalla, mikä vähentää orgaanisen aineen pitoisuutta jätevedessä. Suora elektrolyysi voidaan jakaa katodisuoraan elektrolyysiin ja anodisuoraan elektrolyysiin. Anodisuora elektrolyysi viittaa prosessiin, jossa orgaaniset epäpuhtaudet saavat elektroneja päällystetyn titaanianodin pinnalle ja hapetetaan suoraan biohajoavaksi pienimolekyyliseksi orgaaniseksi aineeksi tai muunnetaan suoraan hiilidioksidiksi ja vedeksi; katodisuora elektrolyysi tarkoittaa prosessia, jossa orgaaninen aine menettää elektroneja katodin pinnalla ja pelkistyy ja hajoaa, mitä voidaan soveltaa orgaanisten halogenidien dehalogenointiin ja raskasmetalli-ionien pelkistykseen ja talteenottoon. Elektrodien epäsuoralla elektrolyysillä tarkoitetaan pinnoitettujen titaanielektrodien tuottamien hapettavien tai pelkistävien aineiden käyttöä hapettimina, pelkistysaineina tai katalyytteinä korkean suolapitoisuuden omaavan jäteveden orgaanisen aineksen muuttamiseksi pieniksi molekyyleiksi, jotka ovat helposti biohajoavia, vähän myrkyllisiä ja helposti käsiteltäviä orgaanisia molekyylejä. asia. Suuren suolapitoisuuden omaavan jäteveden orgaanisen aineen poisto tapahtuu pääasiassa suorissa hapettumis- ja epäsuorassa hapettumisprosesseissa anodilla.
Kun orgaanisen aineen pitoisuus korkeasuolaisessa jätevedessä (COD, NH3-N jne.) on korkea, suoritetaan pääasiassa suoraa anodista hapetusta, kun taas epäsuoraa anodista hapetusta tapahtuu vain pieninä pitoisuuksina. Suora anodinen hapetus on vesimolekyylien purkamista anodin pinnalle virtareaktion kautta hydroksyyliradikaalien tuottamiseksi. Hydroksyyliradikaalien hapetuspotentiaali on 2,8 V. Se on luonteeltaan voimakas hapetin, joka on toiseksi vain fluorin hapettumisessa. Se voi hapettaa jäteveden orgaanista ainetta ilman valintaa. Sitten anodin lähellä oleva orgaaninen aines hapettuu suoraan ja poistetaan hydroksyyliradikaaleista; epäsuora hapetus on kloridin pelkistymistä vedessä virran vaikutuksesta sähköhapetusprosessin aikana, jolloin muodostuu vahvoja hapettimia, kuten ClO-, korkeaarvoisia metalli-ioneja jne. Näillä hapettimilla on myös vahva kyky hapettaa ja poistaa orgaanisia aineita. aine, ja se voi hapettaa orgaanista ainetta korkean suolapitoisuuden omaavassa jätevedessä.
Korkeasuolainen orgaaninen jätevesi sisältää suuren määrän suoloja, joten johtavuus on korkea, sähkökatalyyttisen järjestelmän virrankäyttötehokkuus on korkea ja päällystetyllä titaanielektrodilla on vahva hydrofiilisyys. Kun se joutuu kosketuksiin suolapitoisen jäteveden kanssa, tapahtuu "pintahydroksylaatio"-reaktio, ja sen pinta kääritään kerrokseksi voimakkaasti hapettavia hydroksyyliradikaaleja, jotka hapettavat ja poistavat anodin pinnalle adsorboituneen orgaanisen aineksen. Samaan aikaan runsassuolainen jätevesi sisältää suuren määrän kloridia, ja epäsuora hapettuminen tuottaa myös suuren määrän kloraattia ja hypokloriittia. Nämä voimakkaasti hapettavat aineet vähentävät tehokkaasti COD:n ja ammoniakkitypen pitoisuutta runsassuolaisessa jätevedessä.
3. Pinnoitettujen titaanielektrodien valinta runsassuolaisen jäteveden käsittelyyn
Prosessissa, jossa käsitellään korkean pitoisuuden orgaanista jätevettä sähkökatalyyttisellä hapetusprosessilla, joka perustuu päällystettyihin titaanielektrodeihin, elektrodi ei ole vain virranjohtamisen kantaja, vaan myös orgaanisen aineen poistoreaktion katalyytti. Elektrodien pinnoitemateriaalien valinta vaikuttaa suoraan elektrodin virranjohtavuuden tehokkuuteen ja katalyyttiseen suorituskykyyn. Sähkökatalyyttisen hapetusprosessin tärkein kilpaileva sivureaktio on hapen tai kloorin saostuminen anodin pinnalle. Anodin pinnoitteen hapen kehityspotentiaali korreloi positiivisesti elektrodin katalyyttisen aktiivisuuden kanssa. Mitä suurempi sähköpinnoitteen hapenkehityspotentiaali on, sitä suurempi on katalyyttinen aktiivisuus ja sitä suurempi orgaanisen aineen poistotehokkuus. Siksi anodin valinnan välttämätön edellytys on, että pinnoitemateriaalilla on oltava korkea hapenkehityspotentiaali.
Tällä hetkellä korkeasuolaisessa orgaanisessa jätevedessä yleisesti käytetyt päällystetyt titaanielektrodianodimateriaalit ovat Ti/SnO2.Sb2O3, Ti/PdO, Ti/RuO2.TiO2, Ti/RuO2.Ir2O3.
Ti/SnO2.Sb2O3-pinnoitetulla elektrodimateriaalilla on suurempi hapenkehityspotentiaali, joten sillä on oltava suurempi katalyytti- ja poistotehokkuus orgaanisen aineksen hajoamisprosessissa. Asiaankuuluvat tutkimukset ovat osoittaneet, että orgaanisen aineen hapettuminen anodipinnoitemateriaalien, kuten Pt, IrO2 ja RuO2, vaikutuksesta pyrkii muuntumaan sähkökemiallisesti, toisin sanoen erilaiset rasvahapot tai muut pienimolekyyliset orgaaniset aineet ovat lopputuotteita, ja virran hyötysuhde on matala; kun taas SnO2:ta ja PbO2:ta käytetään anodimateriaaleina, ja metallioksidin pinnalle adsorboituu suuri määrä hydroksyyliradikaaleja, jotka voivat hapettaa orgaanisen aineksen täysin epäorgaanisiksi aineiksi, kuten hiilidioksidiksi ja vedeksi, ja virran hyötysuhde on korkeampi.
SnO2- ja SbO2-metallioksidilla päällystetyillä titaanielektrodilla on korkea hapenkehityspotentiaali, ja anodin pinnalle syntyvät hydroksyyliradikaalit ovat erittäin hapettavia orgaaniseksi aineeksi, joten ne soveltuvat paremmin suolapitoisten orgaanisten jätevesien käsittelyyn. Viime vuosina päällystetyn titaanielektrodin katalyyttisen aktiivisuuden ja elektrodien käyttöiän huomioon ottamiseksi on kehitetty moniulotteisia päällystettyjä elektrodeja Ti/IrO2·Ta2O5/SnO2 ja Ti/IrO2·Ta2O5/SbO2. Tämän tyyppisen elektrodin hapen kehityspotentiaali on jopa 1,77 V, korkea katalyyttinen aktiivisuus, vakaa pinnoitteen suorituskyky, pitkä käyttöikä ja korkea orgaanisen aineksen poistonopeus. Sitä voidaan käyttää ensisijaisena korkeasuolaisena jätevedenkäsittelypinnoitteena titaanielektrodina avaintutkimukseen.
4. Pinnoitettujen titaanielektrodien käyttö suolapitoisen orgaanisen jäteveden käsittelyssä
Liang Zhenhai et ai. käytettiin lämpöhajotuksella valmistettuja Ti/SnO2-elektrodeja korkeasuolaisen fenolipitoisen jäteveden käsittelyyn, fenolin muuntoaste 95,5 % ja virran hyötysuhde 73,5 %.
Ti/PbO2-modifioidut elektrodit valmistettiin lämpöhapetuksella, ja sitten Fe- ja Ni-seostettuja modifioituja elektrodeja ja seostamattomia elektrodeja käytettiin happamien fuksiiniliuosten käsittelyyn. Koetulokset osoittivat, että happaman fukssiinin poistonopeus kolmella elektrodilla oli yli 90 % ja happaman fuksian poistumisnopeus nikkelillä modifioidulla elektrodilla oli jopa 93 %.
IrO2-kerroksen lisääminen titaanisubstraatin ja SnO2-Sb2O5:n väliin auttaa tekemään TiO2:sta ja SnO2:sta isomorfisia ja heikentämään TiO2:n passivoivaa vaikutusta elektrodiin, mikä voi tehokkaasti parantaa elektrodin käyttöikää. Modifioitua elektrodia käytettiin elektrokatalyyttisen hajoamiskokeen suorittamiseen runsassuolaiselle kloorifenolijätevedelle. Tulokset osoittivat, että kun SnO2-Sb2O5 katalyyttisesti aktiivisen kerroksen ja IrO2-välikerroksen massasuhde oli 26, poistovaikutus oli paras ja TOC-poistonopeus saattoi saavuttaa 95 %.
5. Varotoimet päällystettyjen titaanielektrodien käyttöön korkeasuolaisen orgaanisen jäteveden käsittelyssä
Fluori-ioneilla on vahva läpäisevyys ja syövyttävyys, mikä voi syövyttää titaanidioksidioksidikalvoa ja muita metallipinnoiteoksidikalvoja titaanisubstraatin pinnalla, jolloin titaanielektrodin pinnalla oleva pinnoite putoaa, mikä lyhentää huomattavasti elektrodin käyttöikää. Ennen päällystetyn titaanielektrodin käyttöä jäteveden fluoridi-ionien pitoisuus tulee mitata. Jos jäteveden fluoridi-ionipitoisuus on yli 10 mg/L, pinnoitettuun titaanielektrodiin perustuvaa elektrokatalyyttistä hapetusprosessia ei tule käyttää käsittelyyn.
Elektrodin virrantiheys on verrannollinen orgaanisen aineen poistumisnopeuteen jätevedestä. Mitä suurempi virrantiheys, sitä suurempi orgaanisen aineksen poistonopeus. Liiallinen virrantiheys kuitenkin aiheuttaa elektrodin voimakasta kuumenemista ja pinnoitteen helppoa irtoamista, mikä lyhentää merkittävästi elektrodin käyttöikää. Korkeasuolaisen orgaanisen jäteveden käsittelyssä suositellaan, että virtatiheys pidetään arvossa 500-1500A/m2.
Pulssivirtalähteen erilaiset aaltomuotopulssijännitteet voivat vähentää merkittävästi päällystetyn titaanielektrodin kulutusta. Sopivan käyttöjakson valitseminen voi pidentää elektrodin käyttöikää ja välttää elektrodin passivoitumisen.
Verkkoelektrodilla on suurempi ominaispinta-ala ja kevyempi paino kuin levyelektrodilla, mikä voi merkittävästi vähentää elektrodin kustannuksia. Samanaikaisesti sen epäsäännöllinen virranjohtamispolun jakautuminen voi myös vähentää merkittävästi elektrodin passivoitumisen mahdollisuutta.
6. Johtopäätös
Pinnoitettujen titaanielektrodien käyttöön perustuvan sähkökatalyyttisen prosessin etuna on yksinkertainen toiminta, lyhyt prosessivirtaus, vahva sopeutumiskyky, nopea reaktio, hyvä käsittelyvaikutus ja ei toissijaista saastumista. Sillä on merkittäviä etuja korkeasuolaisen jäteveden käsittelyssä, ja sillä on laajat käyttömahdollisuudet. On kuitenkin myös ongelmia, kuten elektrodien helppo passivointi, kalliit pinnoitemateriaalit, lyhyt käyttöikä ja alhainen virran hyötysuhde. Jotta varmistetaan päällystettyjen titaanielektrodien teollistuminen korkeasuolaisille jätevesille, tutkimusta olisi vahvistettava seuraavilla näkökohdilla:
(1) Vahvistaa elektrodien pinnoitetyyppien, käyttö- ja huoltomenetelmien jne. tutkimusta elektrodien passivoitumisen välttämiseksi.
(2) Vahvistaa harvinaisten maametallien pinnoitteiden, yleisten siirtymäelementtimetallipinnoitteiden jne. tutkimusta ja yrittää alentaa päällystettyjen titaanielektrodien tuotantokustannuksia.
(3) Vahvistaessamme metallioksidipinnoitteiden tutkimusta meidän tulisi myös vahvistaa orgaanisten aineiden ja metallioksidien komposiittipinnoitteiden tutkimusta, jotta voidaan parantaa elektrodin käyttöikää ja samalla varmistaa elektrodien katalyyttinen aktiivisuus.
(4) Vahvistaa päällystettyjen titaanielektrodien teoreettista tutkimusta ja prosessointiteknologian tutkimusta, toteuttaa elektrodien tuotannon standardointi ja edistää tekniikan laajaa soveltamista.
Jos haluat alentaa jäteveden käsittelyn tai resurssien kierrätyksen kustannuksia, soita: 18391894207 projektiyhteistyötä varten
Yritys: Baoji Dynamic Trading Co., Ltd
Maa: Kiina
Lisää: Baoti tie, Jintai, Baoji kaupunki, Shaanxi, Kiina
Cel:+86 18391896637(WHATSAPP)/18391894207
Gmail:alisa@jmyunti.com
Verkkosivusto: www.jm-titanium.com
