水的深度处理与回用技术电化学氧化技术(ppt)

水的深度处理与回 用技术电化学氧化
技术(ppt)
（优选）水的深度处理与回用技术电化学 氧化技术
电化学氧化技术在水处理中的应用
近年来国内外对电化学方法研究较多，由于具 有比一般的化学反应更强的氧化和还原能力，能使 有机物彻底氧化降解等特点，使得电化学方法在难 生物降解有机废水预处理方面具有很好的优势，在 很大程度上提高废水的可生化性，降低后续生物处 理负荷。国内外已将电化学法应用于染料废水、含 油废水、制药废水、制革废水、造纸黑液等的处理， 取得了一定的成效。
电化学氧化技术的基本原理
电化学氧化是在电解槽中放入有机物的溶液或悬浮液，通 过直流电，在阳极上夺取电子使有机物氧化或是先使低价 金属氧化为高价金属离子，然后高价金属离子再使有机物 氧化的方法。
电化学氧化法主要分为直接氧化法和间接氧化法两种。
直接电解氧化电化学氧化不使用化学氧化剂可以最大限度地减少三废 污染。电化学氧化的耗电费用和化学氧化相比常常是较低的。另外电 化学氧化还具有选择性好、产率高、产品纯度高、副产物少、温室和 常压操作等优点。各种新颖的电极材料、工程塑料和隔膜材料的出现 又对有机电氧化的工业化提供了条件。例如苯和苯酚的氧化制取苯醌、 菲氧化制取菲醌、甲苯和邻甲苯的氧化制取相应的醛等。
有机污染物，使难生物降解有机物的分子结构发生改变，提高废水的
可生化性，大大减轻后续处理负荷。国内有选用可溶性铁或铝作阳极，
在同一电解反应器中通过电氧化、电凝聚、电气浮等协同作用去除有
机污染物的报道。
2.含染料废水处理
染料废水成分复杂，含有多种有机染料和中间体，色度 大，毒性强， 难降解，pH 值波动大。电化学法对含染料废水的色度和COD 去除具有独特 的效果。国内相继采用活性炭纤维（ACF）-铁复合电极、复极性固定床电极 等对多种印染废水进行处理，取得明显效果，且在电解过程中实现了电化学 方法对ACF 的再生，使ACF 能多次重复使用。国外发明了许多新型的高析氧 过电位电极和高析氢过电位电极，采用的高析氧过电位电极Sb/SnO2、 Ti/SnO2、Ti/RuO2、Ti/Pt 等；采用多孔石墨固定床电极处理废水能增大反 应表面积，提高析氢过电位，用这些新型电极对染料废水进行处理，COD 去 除率和脱色率均很高，并降低了毒性，达到排放要求。另外，采用混凝—电 化学氧化－活性污泥法处理印染废水，比传统工艺可节省1/4 的费用。
间接电解氧化是指在化学反应器中，用可变价金属的盐类水溶液将有 机反应物氧化成目的产物，然后将用过的盐类水溶液送到电解槽中， 在转变成所需要的氧化剂的过程。
以甲苯氧化制备苯甲醛为例，在化学反应器中用高价铈或高价锰将甲 苯氧化成苯甲醇。然后将用过的低价铈盐水溶液送到电解槽中的阳极 室氧化成高价铈，再循环使用。在间接电解氧化过程中，为了使化学 反应物只被氧化到一定的程度，必须选择合适的氧化离子对。
3.含油废水处理
含油废水包括厨房废水，炼油厂外排污水和海洋油田废水等。采用电絮凝和 电气浮法处理含油废水，一般去油量可达93％～95％，含油量在150 mg/L 以下 的废水，经处理后，含油量常可降到10％以下［9］。现在大多采用由石墨颗粒 组成的三位复极性固定床电极改善其处理效果。厨房废水成分非常复杂，含有动 植物油、蛋白质、淀粉、糖、纤维素等有机物和难处理的表面活性剂，同时污染 源比较分散，各污染源排水量不大，水质变化较大。如果用电凝聚和电气浮的作 用对水中的悬浮物，色度，COD、氨氮、总磷、色度、浊度和含油量都有很好的 去除效果。炼油厂外排污水在经过常规的物理和生物二级处理后，水质基本可达 到国家废水二级排放标准，如果回用，二级出水中COD、氨氮、溶解性固体、悬
利于后续的生化处理。
5.肉类加工废水处理
肉类加工废水含大量表面活性剂、动物血液、 油脂和蛋白质等，具有悬浮物浓度高、色度大、 难降解、易发臭等特点。采用电解法处理屠宰场 废水在适当的工艺条件下对COD、氨氮、色度和浊 度去除率都很高，且操作简便、处理能力大、反 应时间短、推广价值大。
6.含氮废水处理
电化学氧化技术的工艺流程
电化学氧化技术阴极还原工艺
阴极还原工艺是通过在适当电极电位下,通过合适阴极的 还原作用产生过氧化氢或亚铁离子,通过外加合适的试剂发生 类芬顿试剂的反应,从而间接降解有机物。按照阴极还原的产 物的不同,大致可分为二类。
1.难生物降解有机废水处理
工业部门外排的废水，如印染废水、农药废水、医药废水、草浆
造纸黑液等，大多含有多氯联苯、稠环芳烃、卤代苯类化合物、酚类
化合物以及木质素和其它产生质。采用常规的生物法处理这类废水，
效率很低，甚至是ห้องสมุดไป่ตู้效的。采用电解氧化过程处理这类废水，选用不
溶性阳极，可通过阳极反应或者阳极反应产物直接或间接的氧化分解
处理和深度处理都进行了相关报道。研究表明，间接氧化在电解氧化中起着
重要作用， 高浓度Cl-和电流密度具有很强的协同作用，可明显提高对垃圾
渗滤液中难降解有机物的处理效果。电化学法不仅可有效地去除垃圾渗滤液
的色度、COD 和氨氮，而且对典型的难降解有毒污染物， 如对甲基苯酚，2，
5－二叔丁基苯酚，蒽和萘等有良好的降解作用，出水的可生化性明显改善，
电解脱氮的主要对象是脱去核废水中的NO3-。 Genders 等研究NO3-和NO2-的电化学还原反应， 根据还原反应的电流效率判断， 铅是最佳的阴极 材料，隔膜电解槽在高电流密度（30～60 A/dm2） 和高温下（80 ℃）还原效率更高。使用铅阴极， Nafion417阳离子交换膜，Pt、Nb 复合阳极运行1 000 h，NO3-和NO2-几乎全部转化为N2、NH3或N2O。
浮物以及细菌群落数等指标则明显高于回用水标准。
4.垃圾渗滤液处理
垃圾渗滤液是一种难处理的高浓度有机废水，毒性强、成分复杂，COD、
氨氮含量高，微生物营养元素比例严重失调，可生化性差。电化学处理技术
有极强的选择性，可以将难降解有机物或对生物有毒、有抑制的污染物转化
为可生化物质，从而提高废水的可生物降解性。国内外对垃圾渗滤液电解预