电化学水处理技术
《2024年电化学水处理技术的研究及应用进展》范文
《电化学水处理技术的研究及应用进展》篇一一、引言随着工业化的快速发展,水资源的污染问题日益严重,传统的水处理方法已经难以满足日益增长的处理需求。
电化学水处理技术作为一种新型的水处理技术,以其独特的优势逐渐受到广泛关注。
本文将详细介绍电化学水处理技术的研究现状、应用进展以及未来发展趋势。
二、电化学水处理技术概述电化学水处理技术是一种利用电化学反应来处理水体的技术。
它主要通过在特定的电场作用下,使水体中的离子发生电解、氧化还原等反应,从而达到去除污染物、消毒杀菌等目的。
电化学水处理技术具有能耗低、处理效率高、环境友好等优点。
三、电化学水处理技术研究进展1. 电解氧化技术:电解氧化技术是电化学水处理技术中的一种重要方法。
通过电解过程,使水体中的有机物在阳极发生氧化反应,达到去除有机物、降低污染的目的。
近年来,研究人员对电解氧化技术的反应机理、影响因素等进行了深入研究,提高了电解效率和处理效果。
2. 电解还原技术:电解还原技术是利用阴极的还原作用去除水体中的重金属离子、硝酸盐等污染物。
研究人员通过优化电极材料、调整电流密度等手段,提高了电解还原技术的处理效果和效率。
3. 电吸附技术:电吸附技术是一种利用电场作用将水体中的离子吸附到电极表面的方法。
近年来,研究人员对电吸附技术的吸附机理、影响因素等进行了深入研究,为电吸附技术的应用提供了理论依据。
四、电化学水处理技术应用进展1. 工业废水处理:电化学水处理技术在工业废水处理中具有广泛应用。
例如,利用电解氧化技术去除有机物、降低COD(化学需氧量);利用电解还原技术去除重金属离子等。
通过电化学水处理技术,可以有效降低工业废水的污染程度,提高废水的可回收利用率。
2. 饮用水处理:电化学水处理技术在饮用水处理中也有重要应用。
例如,利用电吸附技术去除水中的重金属离子、有机物等污染物;利用电解过程产生次氯酸等消毒剂,对水进行消毒杀菌。
通过电化学水处理技术,可以有效保障饮用水的安全性和卫生性。
《2024年电化学水处理技术的研究及应用进展》范文
《电化学水处理技术的研究及应用进展》篇一一、引言随着全球水资源短缺和水环境污染的日益加剧,电化学水处理技术因其在净化水体和废水处理方面的独特优势而备受关注。
电化学水处理技术利用电化学反应原理,通过电极反应对水中的污染物进行氧化、还原、凝聚等处理,具有高效、环保、无二次污染等优点。
本文将就电化学水处理技术的研究及应用进展进行详细阐述。
二、电化学水处理技术原理及分类电化学水处理技术主要利用电化学反应原理,通过在水中设置电极,使水在电流作用下发生电解反应,从而达到净化水质的目的。
根据不同的反应原理,电化学水处理技术可分为电解氧化法、电解还原法、电浮选法等。
(一)电解氧化法电解氧化法利用阳极的氧化作用,将水中的有机物、重金属离子等污染物进行氧化分解,转化为无害物质。
该方法的优点在于反应速度快、处理效果好,但需注意控制电流密度,避免产生过多的副反应。
(二)电解还原法电解还原法利用阴极的还原作用,将水中的重金属离子还原为金属单质或低毒性的化合物。
该方法可有效降低水中重金属的含量,具有较好的应用前景。
(三)电浮选法电浮选法通过电解产生气泡,将水中的悬浮物、油脂等污染物附着在气泡上,随气泡上浮至水面,实现固液分离。
该方法适用于处理含有大量悬浮物的废水。
三、电化学水处理技术的研究进展近年来,电化学水处理技术在研究方面取得了显著进展。
科研人员针对不同类型的水质和污染物,开发了多种新型电化学水处理技术。
例如,针对难降解有机物的处理,研究者开发了三维电极体系、新型催化剂等;针对重金属的处理,采用离子选择性电极、电极材料表面修饰等方法提高处理效果。
此外,关于电化学水处理技术的机理研究也在不断深入,为技术的优化和改进提供了理论依据。
四、电化学水处理技术的应用进展电化学水处理技术在应用方面也取得了广泛的应用和推广。
在工业废水处理方面,该技术可有效去除废水中的有机物、重金属等污染物,降低废水排放对环境的影响;在饮用水处理方面,该技术可去除水中的细菌、病毒等微生物和有害物质,提高饮用水的安全性;在海水淡化方面,该技术可利用电解原理将海水中的盐分去除,实现海水淡化。
电化学水处理
2、酚类
• 目前,国内外对于含酚废水的研究较多,此类废水来源广、 污染重,是芳香化合物的代表。电化学氧化含酚废水的影 响因素有苯酚初始浓度、废水pH值、电流密度、支持电解 质种类等。周明华等[4]以经氟树脂改性的β -PbO2为阳极, 处理含酚模拟废水,在电压为7.0 V,pH值为2.0的条件下, 其COD可降至60 mg/L以下,挥发酚可完全去除。匡少平等 在隔离阴、阳极室条件下进行了电化学法降解含酚废水试 验,苯酚的转化率达95%以上;同时,分别对铅电极和钛 上电沉积二氧化铅的电极作为阳极进行了对比试验,发现 Ti/PbO2电极对苯酚的降解更加彻底。
四、重金属离子废水处理
• 与传统的二维电极相比,电沉积法的三维电极能够增加电 解槽的面体比,且因粒子间距小而增大了物质传质速度, 提高电流效率和处理效果。利用三维电极主要是处理含 Cu2+和Hg2+等的重金属废水,三维电极所提供的特殊表面 和很大的传质速率,能有效地处理稀溶液,这种电极能在 几分钟内将金属质量浓度从100 mg/L降至0.1 mg/L,除去 重金属离子的效率高,需要的空间少。离子交换树脂与铜 粒等比例混合制成的复合三维电极固定床电化学反应器, 用于处理低浓度含铜废水,且无须加入支持电解质(如硫 酸),出口铜质量浓度为0.008 mg/L,达到国家排放标准。
• (3)无污染或少污染性。电化学过程中产生的·无选择地 直接与废水中的有机污染物反应,将其降解为二氧化碳、 水和简单的有机物,没有或很少产生二次污染。电子是电 化学反应的主要反应物,而且电子转移只在电极与废物组 分之间进行,不需添加任何氧化剂、还原剂,避免了由于 添加化学药剂而引起的二次污染,而且还可通过控制电位, 使电极反应具有高度的选择性,防止副反应发生。 • (4)易于控制性。电化学过程一般在常温常压下进行,其 化学过程的主要运行参数是电流和电位,易于控制和测定。 因此,整个过程的可控程度乃至自动控制水平都较高,易 于实现自动控制。 • (5)经济性。电化学系统设备相对简单,设计合理的系统, 其能量效率也比较高,因此,操作与维护费用低。同时, 作为一种清洁的处理工艺,其设备占地面积小,特别适用 于人口拥挤城市的污水处理。
电化学水处理技术介绍及电凝聚.
成员:庞长泷、郭旭、李东晨
一、背景
起源于本世纪初的传统污水生物处理技术, 为缓解人类活动造成的水环境污染做出了巨 大贡献。随着工业化的发展,污水成分变得 日渐复杂多样化,这样的污水由于对生物的 毒性和实际应用空间上的限制,使得传统的 污水生物处理方法在应用上面临着许多技术 上难以解决的难题。另外,含有难降解物质 的污水虽然可用化学氧化法处理,但该氧化 法在药剂用量控制上操作复杂,成本高,还 会造成药剂在处理水中的残留。
渗沥液原水及UASB 反应器出水的 有关水质指标
Raw leachate
pH
7. 7±0. 3
COD(mg·L - 1) 15 700±1 700
BOD5(mg·L - 1) TOC(mg·L - 1)
4 200±230 4 600±150
NH3-N(mg·L - 1) 2 260±230
UASB effluent 8. 5±0. 2 1 500±160 75±20 470±140 2 540±250
8) 既可以作为单独处理,又可以与其他处理相结合, 如作为前处理,可以提高废水的可生物降解性;9) 兼 具气浮、絮凝、消毒作用;
10) 作为一种清洁工艺,其设备占地面积小,特别适合 于人口拥挤城市污水处理.
正因为有如此之多的优点,电化学水处理方法 是处理工业废水、生活污水等实现水的零排 放具有开发前景的水处理技术。该技术研究 横跨物理、化学、生物、工程等多门学科, 是典型的学科综合交叉,迄今的研究还很不 够,作为一种高效水处理技术值得进一步开 发研究。此外,电化学水处理技术被称为“环 境友好”技术,在绿色工艺方面极具潜力,可望 得到广泛应用。
3 、电化学反应器的结构。废水常为稀溶液,电导 率太小时,一般可由加入支持电解质或减小阴、阳极 间距来解决;而为使低浓度有机污染物有效地发生降 解,必须改善电化学反应器的结构。目前提出的一种 新技术即三维电极(或三微电极、立体电极、三元
电化学水处理技术
改进——复合金属氧化物电极
3、 内电解法
内电解法又称为微电解法,是基于电 化学反应的氧化还原、电池反应产物的絮 凝、铁屑对絮体的电附集、新生絮体的吸
附以及床层过滤的综合作用。微电解法以
铁屑和炭构成原电池,污染物在正,负极 上生化学反应,加上原电池自身的电附集 、物理吸附及絮凝等作用达到去除污染物 的目的。微电解法不消耗能源,处理费用 低,使用的铁屑多来自切削工业的废料, 具有以废治废的意义。 铁碳内电解填料
电化学水处理技术
电化学水处理技术的分类
直接电解 按作用机理分类 间接电解 阳极过程 阴极过程 可逆过程 不可逆过程
直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从废水中去除。直接电解可 分为阳极过程和阴极过程。阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小 的物质或易生物降解的物质,从而达到削减、去除污染物的目的。阴极过程就是污 染物在阴极表面还原而得以去除,主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。 间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂,使污染 物转化成毒性更小的物质。间接电解分为可逆过程和不可逆过程。可逆过程是指氧 化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。不可逆过程是指利用不可逆电化 学反应产生的物质,如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等氧化有机物 的过程。
目前常采用的电极仍然是石墨、铝板、铁板、不锈钢和一 些不溶性电极如PbO2及一些贵金属电极如Pt等。石墨 电极强度较 差,在电流密度较高时电极损耗较大,电流效率低。而铝板或铁 板为可溶性电极,电极本身材料消耗量大,成本高,因此产生的 污泥量也大。不溶性电极PbO2的氧化能力虽然高于石墨电极,鉴 于目前用于有机废水氧化降解处理中时间长、效率低,而且电极 容易因污染而失活,电极材料种类不多且工作寿命不长。
8种电化学水处理方法
8种电化学水处理方法电化学水处理-世间万物,都是有一利就有一弊。
社会的进步和人们生活水平的提高,也不可避免地对环境产生污染。
废水就是其中之一。
随着石化、印染、造纸、农药、医药卫生、冶金、食品等行业的迅速发展,世界各国的废水排放总量急剧增加,且由于废水中含有较多的高浓度、高毒性、高盐度、高色度的成分,使其难以降解和处理,往往会造成非常严重的水环境污染。
为了处理每天大量排出的工业废水,人们也是蛮拼的。
物、化、生齐用,力、声、光、电、磁结合。
今天笔者为您总结用电’ 来处理废水的电化学水处理技术。
电化学水处理技术,是指在电极或外加电场的作用下,在特定的电化学反应器内,通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程,对废水中的污染物进行降解的过程。
电化学系统设备相对简单,占地面积小,操作维护费用较低,能有效避免二次污染,而且反应可控程度高,便于实现工业自动化,被称为环境友好’ 技术。
电化学水处理的发展历程1799 年Valta制成Cu-Zn原电池,这是世界上第一个将化学能转化为电能的化学电源1833 年建立电流和化学反应关系的法拉第定律。
19世纪70年代Helmholtz提出双电层概念。
任何两个不同的物相接触都会在两相间产生电势,这是因电荷分离引起的。
两相各有过剩的电荷,电量相等,正负号相反,相互吸引,形成双电层。
1887 年Arrhenius提出电离学说。
1889 年Nernst提出电极电位与电极反应组分浓度关系的能斯特方程。
1903 年Morse 和Pierce 把两根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中,发现带电杂质能迅速地从凝胶中除去。
1905年提出Tafel 公式,揭示电流密度和氢过电位之间的关系。
1906年Dietrich 取得一个电絮凝技术的专利,专门有人和公司对电絮凝过程进行改进和修正。
1909年Harries (美国)取得电解法处理废水的专利,它是利用自由离子的作用和铝作为阳极。
1950年Juda首次试制成功了具有高选择性的离子交换膜,这促使电渗析技术进入了实用阶段,奠定了电渗析的实用化基础。
电化学水处理
四、重金属离子废水处理
• 与传统的二维电极相比,电沉积法的三维电极能够增加电 解槽的面体比,且因粒子间距小而增大了物质传质速度, 提高电流效率和处理效果。利用三维电极主要是处理含 Cu2+和Hg2+等的重金属废水,三维电极所提供的特殊表面 和很大的传质速率,能有效地处理稀溶液,这种电极能在 几分钟内将金属质量浓度从100 mg/L降至0.1 mg/L,除去 重金属离子的效率高,需要的空间少。离子交换树脂与铜 粒等比例混合制成的复合三维电极固定床电化学反应器, 用于处理低浓度含铜废水,且无须加入支持电解质(如硫 酸),出口铜质量浓度为0.008 mg/L,达到国家排放标准。
2、酚类
• 目前,国内外对于含酚废水的研究较多,此类废水来源广、 污染重,是芳香化合物的代表。电化学氧化含酚废水的影 响因素有苯酚初始浓度、废水pH值、电流密度、支持电解 质种类等。周明华等[4]以经氟树脂改性的β -PbO2为阳极, 处理含酚模拟废水,在电压为7.0 V,pH值为2.0的条件下, 其COD可降至60 mg/L以下,挥发酚可完全去除。匡少平等 在隔离阴、阳极室条件下进行了电化学法降解含酚废水试 验,苯酚的转化率达95%以上;同时,分别对铅电极和钛 上电沉积二氧化铅的电极作为阳极进行了对比试验,发现 Ti/PbO2电极对苯酚的降解更加彻底。
6、其他电化学方法
• 电吸附、离子交换辅助电渗析以及电化学膜分离 等技术不仅可以用作清洁生产工艺,预防环境污 染,而且它们也是有效的工业废水处理方法。电 吸附法可以用来分离水中低浓度的有机物和其他 物质;离子交换辅助电渗析法具有可多样化设计、 适用范围广等优点,已成为环保开发应用的热点 技术;电化学膜分离技术是利用膜两侧的电势差 进行物质分离,常用于气态污染物的分离。
电化学水处理技术
一、电化学基本概念
4、电极
一、电化学基本概念
电极
阴极、阳极:按照电荷的流动方向分
一、电化学基本概念
电极
按照电化学体系中的作用分
工作电极(working electrode) 辅助电极(counter electrode) 参比电极(reference electrode)
一、电化学基本概念
二、电化学水处理技术
4、主要技术
电化学氧化 电化学还原 电吸附 电凝聚 电渗析
二、电化学水处理技术
4.1电化学氧化(阳极过程)
利用不溶性阳极的直接电解氧化作用,或阳极反应产物(Cl2、 ClO-、O2)间接的氧化作用,降解消除水中的氰、酚以及COD、 S2-等污染物。
直接氧化
使有机物或还原性无机物氧化为无害物质, 对于难降解有毒有机物转化有意义
一、电化学基本概念
6、原电池与电解池
电解池
(electrolytic cell)
二、电化学水处理技术
1、定义
电化学水处理技术是指在外加电场的 作用下,在特定的电化学反应器内, 通过一定的化学反应、电化学过程或 物理过程,对废水中的污染物进行降 解的过程。
二、电化学水处理技术
2、基本原理 阳极过程:有机物氧化
直 接 电 解 原 理 间 接 电 解
阴极过程:卤代烃、重金属
可逆过程:金属氧化物高低价态 转化 不可逆过程:产生的强氧化性物质 或自由基
二、电化学水处理技术
3、电化学技术的优点
1、 环境兼容性高 电化学技术中使用清洁、有效的电 子作为强氧化还原试剂, 是一种基本对环境无污染的 “绿色”生产技术。 2、多功能性 电化学过程具有直接或间接氧化与还原、 相分离、浓缩与稀释、生物杀伤等功能,能处理到 1 ×10-6L的气、液体和固体污染物。 3、能量高利用率 与其他一些过程相比, 电化学过程可 在较低温度下进行。它不受卡诺循环的限制,能量利 用率高。通过控制电位、合理设计电极与电解池,减 小能量损失。 4、经济实用 设备、操作简单, 费用低。
污水处理电化学处理技术
高级氧化技术普通针对难降解有机废水,如医药、化工、染料工业废水以及含有难处理的有毒物质物质等。
第一节电化学处理技术电化学氧化法主要用于有毒难生物降解有机废水的处理,电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或者间接电化学而得到转化,从而达到削减和去除污染物的目的。
根据不同的氧化作用机理,可分为直接电解和间接电解。
直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或者还原而从废水中去除今直接电解可分为阳极过程和阴极过程。
阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或者易生物降解的物质,甚至发生有机物无机化,从而达到削减、去除污染物的目的。
阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除,阴极过程主要用于卤代经的还原脱卤和重金属的回收,如卤代有机物的卤素通过阴极还原发生脱卤反应,从而可以提高有机物的可生化性。
直接电解过程伴有着氧气析出,氧的生成使氧化降解有机物的电流效率降低,能秏升高,因此,阳极材料对电解的影响很大。
间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或者催化剂,使污染物转化成毒性小的物质。
间接电解分为可逆过程和不可逆过程。
可逆过程(媒介电化学氧化)是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。
不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质,如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、 H202 和 O2 等氧化有机物的过程,还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体,包括溶剂化电子、 HO、H02/02 等自由基。
1) 电化学方法既可以单独使用,又可以与其他处理方法结合使用,如作为前处理方法,可以提高废水的生物降解性;2) 普通电化学处理工艺只能针对特定的废水,处理规模小,且处理效率不高;3)有的电化学水处理工艺需消耗电能,运行成本大。
电化学反应器按反应器的工作方式分类可分为:间歇式、置换流式和连续搅拌箱式电化学反应器。
按反应器中工作电极的形状分类可分为二维电极反应器、三维电极反应器。
电化学水处理技术
谢 谢
阳极材料综述
• 由于有机物的氧化降解多发生在阳极,因此,电 极表面化学性质稳定、电化学催化性能优良、电 催化性能不易失活、电极的电势窗口宽的阳极材 料成为目前研究的重点。尽管为数众多的阳极材 料都有氧化有机物的功能,但其处理效果却各有 不同。
1、传统电极
• 传统的电极材料有石墨、铁板、不绣钢、PbO2以及一些贵金属如Pt等。
• 贵金属Pt , Au等电极稳定、耐腐蚀,催化活性良好,但成本高,且极 易被含硫有机物、氧化中间产物、CO等物质毒化而丧失其电催化性能, 导致氧化电流效率急剧下降,难以应用于实际工程中。
2、过渡金属涂层钛电极
• 过渡金属涂层主要包括 Ir 、 Pt 、 Ru 、 Rn 等 金属或合金,它们能与反应物分子作用而 形成特征吸附键,活化分子,因而具有较 好的催化活性,但造价昂贵。
5、活性炭纤维电极
• 活性炭纤维由于具有导电、吸附及催化等综合性能,以它
为电极用电化学氧化法来处理有机废水,可通过吸附作用
使有机物在其表面富集,而吸附物在电催化氧化作用下可 以在吸附过程中进行氧化降解,使吸附表面不断更新 ,从 而实现了吸附、电解脱附过程的连续进行,充分利用了 ACF优异的吸附性能和电催化氧化作用,在处理有机废水 方面很有发展前途。
四、氨氮和氰废水处理
电催化氧化法去除氨氮的原理是:废水进入电 解系统后,在不同条件下,阳极上可能发生两种 氧化反应:一是氨直接被氧化成氮气脱除;二是 氨间接电氧化。即通过电极反应生成氧化性物质, 该物质再与氨反应,使氨降解、脱除。液态化电 极电解法首先将含氰废水中的CN-氧化为氰酸根, 再进一步氧化为CO2和H2O。由于低浓度含氰废水 中的电解质浓度低,电解时极间电压高,电流效 率低,故一般加入NaCl作电解质。采用液态化电 极时,电极反应在膨胀石墨颗粒表面进行,废水 的循环流动和膨胀石墨颗粒的频繁碰撞,使得液 态石墨颗粒间的传质速度加快,浓差极化和电ห้องสมุดไป่ตู้ 学极化现象显著减小,从而加快反应的进行。
电化学工业水处理技术
精品整理
电化学工业水处理技术
一、技术概述
采用金属铁或铝及合金材料作为电极,通过对极板加电,使极板电解消耗析出Fe3+或Al3+进入水中,与水中溶解的OH-结合生成Fe(OH)3或Al(OH)3以及其他各类聚合物,所形成的聚合物作为一种高活性的吸附基团,有着极强的吸附性,吸附水中的胶体颗粒、悬浮物、高分子有机物等杂质共同沉降。
通过电活性絮凝作用,可以有效降低水中的浊度、悬浮物胶体等。
二、技术优势
(1)该技术集絮凝、微气浮、氧化还原等多种作用为一体
(2)进水指标宽泛,抗冲击能力强,出水水质稳定,不产生二次污染
(3)水回收率高,可达98%以上
(4)设备投资低,工艺单元模块化灵活组合,标准化设计,采用一体化的结构形式,投资远远低于传统的工艺流程组合所需的总体投资
(5)运行成本低,根据水质不同一般吨水运行成本在0.1-0.3元/吨水
(6)设备占地面积小,集成度高,运行可靠,操作维护简单
(7)全流程自动化控制,便于规范管理,无需增加人工成本
三、适用范围
主要适用于具有高硬度、高浊度以及重金属污染物的循环水排污水,达标排放污水,RO浓水再处理,电脱盐含油污水,难降解COD污水,焦化废水等工业污水的处理,可以作为脱盐设备的预处理装置,与脱盐设备组合作为污水深度处理回用成套装置。
四、治理效率
浊度、悬浮物及胶体的去除率在90%以上;总硬度、总碱度的去除率为60%以上;Fe、Mn等重金属的去除率在90%以上;COD的去除率在20%~40%;总磷的去除率可达90%以上;水中的油类去除率可达90%;水中的胶体硅去除率可达60%以上。
电化学水处理技术
电化学水处理技术作者:荣福林介绍随着科学技术的迅速发展,工业污染和生态破坏以前所未有的速度显现出来,逐渐的影响着人类的生活,于是人类开始意识到应该保护环境、拯救人类赖以生存的地球,实现可持续发展已成为人类共同的选择。
目前世界各国对工业废水的处理研究甚多,其中电化学法设备占地面积小,操作灵活,排污量小,不仅可以处理无机污染物,也可以处理有机污染物,甚至连一些无法生物降解的有毒有机物与某些含重金属污水都可用此方法进行处理; 再加上风力、核电等新兴发电技术的大力发展和推广应用带来的电能成本降低,使得电化学方法在治理废水方面具有更大的优势。
由于水平有限,文中有不当之处,恳请各位同仁指正。
1电化学法的分类电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学转化,即直接电解和间接电解。
1)直接电解直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从废水中去除。
直接电解可分为阳极过程和阴极过程。
阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质,甚至发生有机物无机化,从而达到削减、去除污染物的目的。
阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除,主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。
2)间接电解间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂,使污染物转化成毒性更小的物质。
间接电解分为可逆过程和不可逆过程。
可逆过程(媒介电化学氧化)是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。
不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质,如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等氧化有机物的过程。
[1]电化学法处理废水的工艺有很多种,其中以微电解技术、电催化技术应用的最为广泛,这里简单介绍一下微电解技术和电催化技术的原理及应用。
2微电解技术原理:微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺,该工艺用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低COD和色度,还可大大提高废水的可生化性。
电化学水处理技术原理
电化学水处理技术原理引言水是人类生活中不可或缺的资源,然而,随着人口的增加以及工业化进程的加快,水资源的污染问题愈发突出。
传统的水处理方法难以有效去除水中的有机物、重金属离子等污染物,而电化学水处理技术作为一种新兴的水处理方法,具有高效、环保等优势,逐渐引起了人们的广泛关注。
一、电化学水处理技术的定义和分类电化学水处理技术是利用电化学原理和方法进行水处理的一种技术。
根据其处理过程的不同,电化学水处理技术可分为电解法、电吸附法和电化学氧化法三种。
1. 电解法电解法是利用电流通过水中的污染物,使其发生氧化还原反应,从而达到净化水质的目的。
电解法的主要装置包括阳极、阴极和电解槽。
阳极上的氧化反应产生氧气和化学氧化剂,如次氯酸钠;阴极上的还原反应产生氢气和还原剂,如氢氧化钠。
通过调整电流密度和电解时间等参数,可以实现对水中有机物、重金属离子等污染物的高效去除。
2. 电吸附法电吸附法是利用电化学原理,在电解槽的电极表面上形成电化学双层或电化学吸附层,从而吸附和去除水中的污染物。
电吸附法的主要装置包括电极和电解槽。
电极表面的电化学吸附层具有高比表面积和高吸附能力,能够有效吸附水中的有机物、重金属离子等污染物。
通过调整电极材料、电流密度和电解时间等参数,可以实现对不同污染物的选择性吸附和去除。
3. 电化学氧化法电化学氧化法是利用电流通过水中的污染物,使其发生氧化反应,从而将其转化为无害的物质。
电化学氧化法的主要装置也包括阳极、阴极和电解槽。
阳极上的氧化反应产生氧气和氧化剂,如高价态金属离子;阴极上的还原反应产生氢气和还原剂,如氢氧化钠。
通过调整电流密度和电解时间等参数,可以实现对水中有机物、重金属离子等污染物的高效氧化和去除。
二、电化学水处理技术的优势和应用电化学水处理技术相对于传统的水处理方法,具有以下优势:1. 高效性:电化学水处理技术能够在较短的时间内去除水中的污染物,处理效率高。
2. 环保性:电化学水处理技术无需添加化学药剂,减少了化学药剂对环境的污染。
电化学水处理技术
电化学水处理技术
总结
在废水净化的几种电化学方法中,微电解技术主要用于对难降解的废水进行预处理,提高生化性。
只靠单一的微电解技术,废水难以达到排放标准,还需要配合后续的其它工艺进行深度处理。
填料的研究开发是微电解技术发展的关键;多维电催化设备电极的面积比大大增加,且粒子间距小,因而液相传质效率高,大大提高了电流效率、单位时空效率、污水处理效率和有机物降解效果,同时对电导率低的废水也有良好的适应性。
该技术方法是当今废水处理的技术热点,是高浓度有机废水处理的新潮流、新工艺。
总之,电化学是一门古老而又年轻的学科。
电化学科学的发展和成就举世瞩目,无论是基础研究还是技术应用,从理论到方法,都有许多重大突破。
电化学科学的发展,推动了世界科学的进步,促进了社会经济的发展,对解决人类社会面临的能源、交通、材料、环保、信息、生命等方面,已经出并正在作出巨大的贡献,电化学的未来是灿烂而神奇的。
电化学的发展和突破是难以估量的。
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污水处理电化学处理技术
污水处理电化学处理技术高级氧化技术一般针对难降解有机废水,如医药、化工、染料工业废水以及含有难处理的有毒物质物质等。
第一节电化学处理技术一、基本原理与特点1. 原理电化学氧化法主要用于有毒难生物降解有机废水的处理,电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学而得到转化,从而达到削减和去除污染物的目的。
根据不同的氧化作用机理,可分为直接电解和间接电解。
1 ) 直接电解直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从废水中去除今直接电解可分为阳极过程和阴极过程。
阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质,甚至发生有机物无机化,从而达到削减、去除污染物的目的。
阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除,阴极过程主要用于卤代经的还原脱卤和重金属的回收,如卤代有机物的卤素通过阴极还原发生脱卤反应,从而可以提高有机物的可生化性。
直接电解过程伴随着氧气析出,氧的生成使氧化降解有机物的电流效率降低,能秏升高,因此,阳极材料对电解的影响很大。
2 ) 间接电解间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂,使污染物转化成毒性小的物质。
间接电解分为可逆过程和不可逆过程。
可逆过程(媒介电化学氧化)是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。
不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质,如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H202和O2等氧化有机物的过程,还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体,包括溶剂化电子、?HO、?H02/02 等自由基。
2. 电化学水处理技术的特点1) 电化学方法既可以单独使用,又可以与其他处理方法结合使用,如作为前处理方法,可以提高废水的生物降解性;2) 一般电化学处理工艺只能针对特定的废水,处理规模小,且处理效率不高;3)有的电化学水处理工艺需消耗电能,运行成本大。
二、电化学反应器与电极电化学反应器按反应器的工作方式分类可分为:间歇式、置换流式和连续搅拌箱式电化学反应器。
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电化学水处理技术的研究进展及方向标签:脱色剂废水脱色纺织印染废时间:2010-06-13 15:05:35 点击:243 回帖:0上一篇:油田污水电化处理技术的目的和意下一篇:丙烯酸漆耐侯丙烯酸防腐涂料生产电化学水处理技术的研究进展及方向1电化学水处理技术的研究进展在科学技术发展的进程中,电化学在电解、电镀、化学电源、电分析、金属腐蚀与防护等领域都占据着重要的地位。
但随着科学技术的进步,电化学的应用范围已经扩大到环境保护、电子、能源、材料、化工、冶金和化学合成等领域。
这使电化学获得了新的更有意义的生命力。
电化学正在逐步变成独立于化学以外的一门新学科。
由此可见,现代电化学是一门交叉学科,也是应用前景非常明显的学科。
近年来,电化学方法作为一种环境友好技术,在环境污染治理方面越来越受到人们的重视特别是在废水中生物难降解有机物去除方面,电化学发挥了不可低估的作用。
污水处理的电化学方法主要有微电解、电化学氧化与还原、电气浮与电凝聚电渗析等方法。
根据研究表明:这些方法在处理实际废水的过程发挥着很好的作用,而且电化学水处理技术因其具有多功能性、高度的灵活性、易于自动化、无二次污染等其它水处理技术无法比拟的优点,正成为国内外水处理技术研究的热点课题,尤其对那些难以生化降解、对人类健康危害极大的“三致”(致癌、致畸、致突变)有机污染物的去除具有很高的效率,并且又能节省大量的能源。
因而,电化学水处理技术近年来已成为世界水处理技术相当活跃的研究领域,受到国内外的广泛关注。
而在电化学水处理技术中,微电解以及电化学氧化一直是科学工作者研究的重点内容。
人们主要是通过反应机理研究和应用研究两个方面对电化学水处理技术开展研究的。
其中微电解是在酸性条件下,利用铁与碳形成铁碳原电池对污染物进行氧化还原,使污染物降解为生物易于降解的物质,降低毒性,从而提高废水的可生化性。
在应用方面,通过研究发现:反应时间、pH值、铁碳比以及反应器的种类等因素都影响着微电解的处理效果。
在机理方面,研究认为:在反应过程中,酸性条件产生的Fe3+, Fe2+和活性氢[H〕与污染物发生氧化还原反应从而使污染物得到降解。
电化学氧化是利用具有高析氧电位以及良好催化性能的材料作为阳极,在外加电压下,氧化废水中的污染物,使污染物降解的技术。
在应用方面,通过研究发现:电化学氧化技术适合用于染料废水、垃圾渗滤液、农药废水、炼油废水等高浓度高毒性难于生物降解的废水的预处理。
其中电流密度、电极材料的种类、反应时间、pH值、电解质以及电化学反应器的形式等因素都影响废水的处理效果。
电极材料的种类尤其是阳极材料一直是科学工作者的研究的热点问题,目前关于电极的研究大多集中于钦基涂层电极,主要有:钦基二氧化锰电极(Ti/Mn02 )、钛基二氧化铅电极(Ti/Pb02)以及钌系涂层钛电极(Ti/Ru02 )、锡锑涂层钛电极( TiJSn02+Sb203 )、铱系涂层钛电极(TilIr02)等金属氧化物涂层钛电极。
其中又以钛基二氧化铅电极(Ti/Pb02)以及锡锑涂层钛电极(Ti/Sn02+Sb203)为代表,它们具有析氧电位较高、催化性能良好、机械强度高不易变形等特点。
这两种电极一般分别采用电沉积法味口提拉法制备。
电极方面的研究主要集中改进制备方法,加入添加剂以改善电极的性能,提高处理效果,延长使用寿命和降低能耗。
在电极槽方面有两维电极槽和复极性三维电极槽。
两维电极槽即传统阴阳两电极的普通电极槽。
针对帄東二维电极面体比(area-volume ratio)较小,单位槽体处理量小,电流效率低等缺点,在20世纪60年代末期提出了三维电极的概念,并进行了应用与机理的研究。
三维电极是一种新型电化学反应器,也叫床电极。
它是在传统的二维电解槽电极间装填粒状或其他碎屑状工作电极材料并使装填工作电极材料表面带电,成为新的一极(第三极),在工作电极材料表面能发生电化学反应。
三维电极,按粒子极性可分为单极性和复极性;按粒子材料填充方式可分为固定方式与流动方式在机理方面,研究表明:电化学氧化有直接氧化和间接氧化两类。
其中电化学直接氧化是污染物直接被电极氧化,有些污染物能够被直接矿化。
而电化学间接氧化是在电解质溶液中生成[-OH]等强氧化剂将污染物氧化,转化为低毒性易于生物降解的有机物,提高了废水的可生化性。
国内外针对电化学氧化水处理技术的工艺条件、影响因素作了大量的研究,但在反应机理、动力学模型等理论内容的研究上还相对不足,有机物降解中间产物和活性物种的鉴定也不充分,许多机理研究还停留在假设和理论推测阶段,具有一定片面性,而且主要针对苯系物质,研究对象比较单一。
2电化学水处理技术的研究方向污染物的电化学处理以其特有的简易、高效、绿色、无二次污染等优点而逐渐成为废水处理方法研究的热点领域。
其中,微电解技术已经广泛应用于难处理废水工程的预处理,可以有效提高废水的可生化性。
而电化学氧化等其它电化学水处理技术现在还主要停留在实验研究阶段:在废水处理工程方面,也有一些实际应用的报道并且均取得了不错的效果,但应用还是较少。
因此电化学水处理技术作为一种很有前途的水处理技术还有大量的研究工作要做。
在基础研究方面,侧重于反应机理和动力学尤其是电化学氧化的反应机理研究,例如:研究跟踪监测[-OH], [H], [O]等活性物质的监测手段,从而通过实验加深对电化学降解机理的研究:以及污染物降解的反应动力学模型的研究。
在应用研究方面,电化学技术最重要的研究是制备性能优良的电极材料,所以电极材料的制备和表征手段也同样是电化学水处理技术的重要课题。
开发制备出具备高析氧电位、良好催化性能、机械强度高、使用寿命长及节能的优良电极材料.这种电极材料可以提高污染物的矿化率和氧化成为低分子物质的比率,有利于提高废水的处理效果。
另外是对复极性三维电解系统的研究,提高单位槽体的处理量和电流效率。
其次是将多种单元技术的优化组合,将光催化等多种单元操作与电化学技术组合在一起,将传统的水处理方法进一步地完善,提高处理效果和降低处理成本;同时形成一些合理、高效、具有针对性和代表性的高浓度废水的预处理工艺。
油田污水电化处理技术的目的和意义油田污水电化处理技术的目的和意义目前,油田含油污水处理系统采用的基本处体技术经济效益,大量减少各种油田化学药剂的使用,从很大程度上避免了地上地下可能发生的各种化学污染,并可节约大量资金,为油田的发展做出更大的贡献。
环保压力加速医药行业洗牌环保部近期下发《关于此外,国内大部分原料药生产企业从事的是最低端的生产,是典型的低附加值高污染,一些规模较小的企业利润原本就十分微薄,因此在环保投入上也显得力不从心。
例如,维生素或抗生素行业,同品种生产企业数量多,产能过剩严重,导致污染治理费用在产品制造成本中占有较高的比重。
从国际趋势看,因为在一些发达国家处理“三废”的成本往往要超过药品生产本身,所以发达国家多年前就把高污染、低附加值的原料药产业转移到发展中国家。
2010年7月开始实施的《制药工业水污染物排放标准》为国家首次发布制药工业污水排放标准,是国家强制性标准,主要指标均严于美国标准。
考虑到节能环保是“十二五”规划的战略性新兴产业,未来几年国家将会进一步加大环保措施的实施和对环境监管的力度。
很多原料药企业现有的废物污染防治设施能力与该标准要求存在着差距,企业必须采取措施应对。
预计环保费用将大幅度上升,那些以牺牲环境为代价的重污染生产工艺以及相应的中小企业将被加速淘汰。
短期看,国家加大环保监管力度,无疑会增加企业的环保成本,造成企业利润下滑;但长期看,加大监管对原料药行业的发展利大于弊。
首先,上市公司都属于各行业的龙头企业,一些中小企业停产,可以扩大其产品的市场占有率;第二,有利于促进企业进行上下游整合,提高产业链覆盖率;第三,有利于促使企业在新药研发上加大投入比例,提升产品竞争力。
处于成长中的中国医药股应享受估值溢价,政策风暴后将诞生更完美的中国制药巨头。
这注定是一场艰苦的战争,会有不断反复和纠缠,最为黑暗的时刻也许就是机会最大的时刻。
意识薄弱资金短缺城市污染转移农村的环保困境标签:脱色剂废水脱色纺织印染废时间:2012-01-31 11:27:11 点击:301 回帖:0上一篇:环保压力加速医药行业洗牌下一篇:安琪机械分析预分解回转窑系统喂近年来,环保事件频发,血铅、铬中毒事件屡见不鲜。
环保事件已由城市向农村悄然转移。
除了工业污染,还有农村生产与生活污染,化肥与农药大量使用,不可降解的垃圾越来越多,农村环保问题逐渐显露,让人心忧。
2011年12月21日,第七次全国环境保护大会在京闭幕,会上释放一个重要信息,那就是将进一步深化“以奖促治”和“以奖代补”政策,大力推进农村环境综合整治。
无处不在的污染路边、墙角、屋后,大小不一的垃圾堆星罗棋布,上面花花绿绿的塑料袋、烧焦的鞋子、溃烂的水果、酸臭的剩饭、破碎的瓶罐、废旧的电池。
村边小溪中的污水缓慢地流动着,散发出刺鼻的臭味,鱼虾几乎绝迹。
这是近年来本刊记者在农村采访时经常见到的常景。
记忆中的少年在小溪捕鱼捉虾的场景不复存在,相反对于溪水,村民选择了敬而远之,因为“可能有”毒。
如果这些农村处于矿区,情况则更遭。
除了农村生产生活污染外,工业污染更是无处不在。
光秃秃的山被挖得千疮百孔、植被严重破坏,鲜有树草,映入眼帘的全是灰尘,随风飘扬,犹如浓雾,倘若吸入口中,全是灰渣,非常难受。
村口的小溪,流过的是黑色的废水,来源于上游的选矿厂。
这是在河北省承德市滦帄县小营乡哈叭沁村上演的一幕。
近年来,由于铁矿石价格飞涨,当地铁矿开采非常繁忙,带来的粉尘与废水污染随之增多。
“因为开矿,一些地方植被破坏严重。
” 当地村民说,植被的破坏直接影响到了百姓生活,原本美丽祥和的山村变得尘土飞扬,农用地被破坏无法耕种,地下水也被污染。
“究竟是企业的利益重要,还是百姓的民生重要?”多次举报无果后,当地村民感叹道。
事实上,这并非孤例,类似情况还有很多。
据统计,近年来,环保部接到群众来信、来访中,反映农村环境问题的分别占总数的70%和80%。
在2011年上半年召开的全国农村环境保护工作会议上,环保部副部长李干杰坦承:农村环保总体滞后,已成现代化建设中的“短東”。
污染向农村转移缘何数年间,曾经的青山绿水在农村逐渐消失,横流的污水取而代之。
专家指出,农村环境污染可分为生活、生产、工业三大污染。
从生活污染来看,由于农村很少有垃圾、污水处理设施,再加上农民环保意识的缺乏,生活垃圾随手乱扔,生活污水随意排放;从生产污染来看,农民在使用化肥、农药上缺少科学性,流失的化肥、农药和随手扔掉的农药瓶,很容易造成水体和土壤的污染;从工业污染来看,国家对环保的重视程度日益增强,城镇的环保“门槛”也越来越高,那些高污染、高能耗的工业企业很难在城镇立足,于是转向广阔的农村,也正因此,农村的环境正在不断恶化。