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▋技术背景
难降解废水主要来自垃圾渗滤液、造纸、制药、石油炼制等行业的工业废水,其成分复杂,含有有毒有害污染物,且排放量大,若不对其进行有效处理,会严重破坏生态环境,危害人体健康。采用传统的物化法处理难降解废水,由于存在过多地添加化学试剂,容易引发二次污染;而生化法由于微生物在难降解废水中容易失活,不宜直接用于处理难降解废水。此外,废水中的化学物质是一种巨大的潜在能源物质,其储存在高热焓分子、高能量化学键中,而传统的物化、生化处理技术不能将这些能源物质有效回收利用。因此,采用传统的物化、生化技术处理难降解废水难以达到理想的处理效果。
▋技术原理
电催化氧化技术是通过在外加电场作用下的电极反应直接降解有机污染物,或是利用电极或催化材料具有的催化活性,产生大量具有强氧化性的自由基对有机污染物进行降解。电催化氧化技术因为具有突出的氧化能力,对反应条件要求不高,不易造成二次污染等优点,被认为是最具应用前景的方法。
采用先进的低压电路及型稳催化电极,直接和间接作用于废水中的有机物。污染物直接在阳极失去电子而发生氧化,有机物催化氧化分为:电化学转化--把有毒物质转化为无毒或低毒物质(芳香化合物开环氧化为脂肪酸),提高废水的可生化性;电化学燃烧--直接将有机物深度氧化为二氧化碳和水。同时阳极反应产生具有强氧化作用的中间产物活性氢、活性氧、氢氧自由基,最终达到氧化降解污染物的目的。 图片
▋技术优势
(1)电催化氧化对于有机污染物去除率高,COD去除率可达30-90%,可无选择地将废水中难降解的有毒有机物降解为二氧化碳、水和矿物质,将不可生化的高分子有机物转化为可生化处理的小分子化合物,提高废水的可生化性。
(2)反应过程中无需投加任何化学试剂,不产生污泥和二次污染,属于“绿色环保工艺”。
(3)由于采用专用催化阳极,对有机物氧化能力强、反应速度快,电催化氧化对高浓度有机废水处理,废水停留时间短一般为30-60min,因此电催化氧化反应设备体积小,占地面积小,土建量小,施工周期短,节省土建投资。
(4)电催化氧化不仅可去除COD,色度,可同时高效去除废水中的氨氮。
(5)电催化氧化电极为非可溶涂层电极,使用过程中无电极损耗,电极使用寿命长。
(6)特殊废水投加催化剂后可提高电流密度,强化电解效果,提高处理效率。
▋典型应用
1、膜浓水—电催化氧化—达标排放
2、高盐废水—电催化氧化—脱盐—达标排放
3、生化出水—电催化氧化—达标排放
该技术主要针对高浓度、高毒性、高色度、难生化高盐高氯废水的预处理和深度处理,可低成本大幅度降低 废水色度和COD。
▋技术区别
很多环保公司和设计单位对电催化氧化的不同理解: 电絮凝=电催化:电絮凝也是电化学的一种工艺形式,但是电絮凝是采用铁板或铝板等可溶性材料为电极,在使用过程中极板会消耗,需要定期更换电极,而且会产生大量污泥。具有絮凝功能,但是不具体催化氧化功能。 电芬顿=电催化:电芬顿是电絮凝的延伸应用,即在电絮凝后投加双氧水,利用电絮凝产生的二价铁离子形成类芬顿工艺。 电絮凝和电芬顿由于极板材料的廉价性,所以价格比真正的电催化低很多。
影响电催化的因素
阴极材料:碳基材料、金属材料等是常用的阴极材料。
阳极材料:主要有铂族贵金属、硼掺杂金刚石(BDD)、金属氧化物等。大部分污染物在阳极被氧化分解。当下研究最多的是钛基金属氧化物电极。
催化组分:主要有活性炭、石墨烯基材料等碳材料,负载型金属氧化物等多孔颗粒。
其他因素:电流、电解时间、pH、电解质浓度、极板间距等是电催化技术处理实际废水的关键影响因素。
总之要采用电催化技术处理不同的污染物,会有不同的最佳工艺参数,需不断尝试,以获得最大效果。
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