三维电解处理废水 PPT
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三维电解处理废水
三维电解
引言 三维电解机理 相关理论技术 三相三维电解反应器 技术展望
引言
• 传统的平板二维电极面体比较小，单位槽体处理量小，电流效率低，尤其是在电导率低 时，在实践中难以有突破性进展。针对传统二维电极这一缺陷，在20 世纪60 年代末期 Backhurst 提出了三维电极/三元电极的概念，在70—80 年代电化学反应器三维化开始 引人注目并首先应用于分析领域，而当时研究三相流化床、滴流床（Tricklebed）等 气—液—固系电解槽颇为活跃。到了90 年代覃奇贤、熊英健等开始探讨三维电极在水 处理中的应用，到了21 世纪之后申哲民、曹莹等人开始大范围使用三维电极法处理污 水。
1 紧凑的床体结构
2 优化各项操作参数
3 改进填料
4电源方式
实际应用中为了使三维电解法在废水处理领域中得到广泛应 用与发展，电解反应器结构的研制与改进、新型高效阳极材 料的研制以及与其他方法的联用必将成为人们研究的热点。
那么问题来了，Fe2+哪来的？
以Fe作为阳极,Fe2+可以直接由阳极氧化溶解产生。
Leabharlann Baidu
相关理论技术
3 氢氧化铁——絮凝剂
氢氧化铁胶体是一种很好的絮凝剂，可以絮凝一些可容性有机 物和金属离子，形成更大的分子，在重力作用下形成沉淀。
4 微生物
采用固定化技术，将微生物固定在电极表面，进行通电培养， 形成能与电化学共同氧化有机物的菌胶团。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
三相三维电化学反应器
技术展望
三维电极的研究虽然已经开展 30 多年，在基础理论研究 方面，其宏观理论也达成一些共识，但在微观即在原子、分 子水平上的研究仍待深入，尤其关于电极表面实际反应历程、 反应动力学、热力学均缺乏深入研究。
这就需要从各方面进行一系列的研究，
• 碱性条件下:Mred+H2O2→Mox+·OH+OH-
相关理论技术
1 羟基自由 --•基 OH
强氧化剂，标准氧化还原电位为 2.8 eV。 羟基与水溶有机物反应：
1 羟基加成 2 羟基夺氢反应 3 羟基电子转移
羟基与金属离子反应：
1 羟基加成 2 羟基电子转移
2 电芬顿
相关理论技术
在酸性溶液中,在电极上通直流电时, 首先O2在阴极通过还原反应 产生H2O2,H2O2与溶液中的Fe2+生成·OH和Fe3+,Fe3+可以在阴极上被还原 再生成Fe2+。
• 酸性条件下：O2+2H++2e→H2O2
• 碱性条件下：O2+H2O+2e→HO2-+OH-
•
HO2-+H2O→H2O2+OH-
三维电解
• 当体系中存在金属催化剂时，会产生·OH。Mred为还原态的金属催化剂， Mox 表示氧化态。
• 酸性条件下:Mred+H2O2+H+→Mox+·OH+H2O
• 在国外，用三维电极处理有机废水的研究非常多。 • 三维电极能够增加电解槽的面体比，提高电流效率和处理能力，还易于实现连续操作，
可以在不同电流密度下进行操作。三维电极法的另一个特点是不使用或较少量使用化学 药品，后处理简单，占地面积小，处理能力大，管理方便等
三维电解
• 一般认为电解产生的H2O2 和·OH 在降解污染物过程中发挥最主要的作用。当阴 极上通过电解产生或外界提供的O2 时发生还原产生H2O2，反应过程如下:
三维电解
引言 三维电解机理 相关理论技术 三相三维电解反应器 技术展望
引言
• 传统的平板二维电极面体比较小，单位槽体处理量小，电流效率低，尤其是在电导率低 时，在实践中难以有突破性进展。针对传统二维电极这一缺陷，在20 世纪60 年代末期 Backhurst 提出了三维电极/三元电极的概念，在70—80 年代电化学反应器三维化开始 引人注目并首先应用于分析领域，而当时研究三相流化床、滴流床（Tricklebed）等 气—液—固系电解槽颇为活跃。到了90 年代覃奇贤、熊英健等开始探讨三维电极在水 处理中的应用，到了21 世纪之后申哲民、曹莹等人开始大范围使用三维电极法处理污 水。
1 紧凑的床体结构
2 优化各项操作参数
3 改进填料
4电源方式
实际应用中为了使三维电解法在废水处理领域中得到广泛应 用与发展，电解反应器结构的研制与改进、新型高效阳极材 料的研制以及与其他方法的联用必将成为人们研究的热点。
那么问题来了，Fe2+哪来的？
以Fe作为阳极,Fe2+可以直接由阳极氧化溶解产生。
Leabharlann Baidu
相关理论技术
3 氢氧化铁——絮凝剂
氢氧化铁胶体是一种很好的絮凝剂，可以絮凝一些可容性有机 物和金属离子，形成更大的分子，在重力作用下形成沉淀。
4 微生物
采用固定化技术，将微生物固定在电极表面，进行通电培养， 形成能与电化学共同氧化有机物的菌胶团。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
三相三维电化学反应器
技术展望
三维电极的研究虽然已经开展 30 多年，在基础理论研究 方面，其宏观理论也达成一些共识，但在微观即在原子、分 子水平上的研究仍待深入，尤其关于电极表面实际反应历程、 反应动力学、热力学均缺乏深入研究。
这就需要从各方面进行一系列的研究，
• 碱性条件下:Mred+H2O2→Mox+·OH+OH-
相关理论技术
1 羟基自由 --•基 OH
强氧化剂，标准氧化还原电位为 2.8 eV。 羟基与水溶有机物反应：
1 羟基加成 2 羟基夺氢反应 3 羟基电子转移
羟基与金属离子反应：
1 羟基加成 2 羟基电子转移
2 电芬顿
相关理论技术
在酸性溶液中,在电极上通直流电时, 首先O2在阴极通过还原反应 产生H2O2,H2O2与溶液中的Fe2+生成·OH和Fe3+,Fe3+可以在阴极上被还原 再生成Fe2+。
• 酸性条件下：O2+2H++2e→H2O2
• 碱性条件下：O2+H2O+2e→HO2-+OH-
•
HO2-+H2O→H2O2+OH-
三维电解
• 当体系中存在金属催化剂时，会产生·OH。Mred为还原态的金属催化剂， Mox 表示氧化态。
• 酸性条件下:Mred+H2O2+H+→Mox+·OH+H2O
• 在国外，用三维电极处理有机废水的研究非常多。 • 三维电极能够增加电解槽的面体比，提高电流效率和处理能力，还易于实现连续操作，
可以在不同电流密度下进行操作。三维电极法的另一个特点是不使用或较少量使用化学 药品，后处理简单，占地面积小，处理能力大，管理方便等
三维电解
• 一般认为电解产生的H2O2 和·OH 在降解污染物过程中发挥最主要的作用。当阴 极上通过电解产生或外界提供的O2 时发生还原产生H2O2，反应过程如下: