Vistas:6 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2022-03-23 Origen:Sitio
A principios de la década de 1960, con el rápido desarrollo de la industria eléctrica, la electrólisis comenzó a atraer la atención de la gente. Los reactores de electrólisis tradicionales utilizan electrodos de placa bidimensional. El área de electrodo efectiva de tales reactores es muy pequeña, y el problema de la transferencia de masa no puede resolverse bien. En la producción industrial, se requiere una velocidad de reacción de electrodo alta, por lo que es objetivamente necesario desarrollar reactores de electrólisis nuevos y eficientes.
En 1969, Backnurst et al. propuso el diseño del electrodo de cama fluidizado (FBE). Este electrodo es diferente del electrodo plano, tiene una determinada configuración tridimensional, el área de superficie específica es docenas o incluso cientos de veces la del electrodo plano, el electrolito fluye en los poros y el proceso de transferencia de masa en el reactor de electrólisis. es muy mejorado.
En 1973, M.Fleischm AMM y F.Goodridge desarrollaron con éxito el electrodo de cama fijo bipolar (electrodo de cama empaquetado bipolar para BPBE corto). El material del electrodo interno se repolariza bajo la acción de un campo eléctrico de alto gradiente para formar partículas bipolares, y las reacciones de reducción de oxidación ocurren en ambos extremos de las partículas pequeñas, cada una de las cuales es equivalente a una célula micro-electrolítica. La migración se logra fácilmente debido a la pequeña distancia entre el cátodo y el ánodo de cada célula de microelectrólisis. Al mismo tiempo, dado que toda la célula electrolítica es equivalente a una serie de numerosas células micro-electrolíticas, la eficiencia se mejora considerablemente.
El principio básico de la tecnología de tratamiento de agua electroquímica es hacer que los contaminantes se sometan a una reacción electroquímica directa o transformación electroquímica indirecta en el electrodo, es decir, electrólisis directa y electrólisis indirecta.
1. Electrólisis directa.
La electrólisis directa significa que los contaminantes se oxidan directamente o se reducen en los electrodos para eliminarlos de las aguas residuales. La electrólisis directa se puede dividir en proceso anódico y proceso catódico. El proceso de ánodo es la oxidación de los contaminantes en la superficie del ánodo para convertirlos en sustancias menos tóxicas o sustancias fácilmente biodegradables, e incluso una materia orgánica inorgánica, a fin de lograr el propósito de reducir y eliminar contaminantes. El proceso del cátodo es la reducción de los contaminantes en la superficie del cátodo para eliminarlos, que se utiliza principalmente para la reducción y la dehalogenación de los hidrocarburos halogenados y la recuperación de metales pesados.
2. Electrolisis indirecta.
La electrólisis indirecta se refiere al uso de sustancias redox generadas electroquímicamente como reactivos o catalizadores para convertir contaminantes en sustancias menos tóxicas. La electrólisis indirecta se divide en procesos reversibles e irreversibles. Un proceso reversible (oxidación electroquímica mediada) significa que el redox se puede regenerar y reciclarse electroquímicamente durante la electrólisis. El proceso irreversible se refiere al uso de reacciones electroquímicas irreversibles para producir sustancias, como el proceso de oxidación de compuestos orgánicos, tales como clorato, hipoclorito, H2O2 y O3 con propiedades oxidantes fuertes, y también pueden usar reacciones electroquímicas para generar fuertes intermedios oxidantes. , incluyendo electrones solvados, · ho, · ho2, o2- y otros radicales. Al mismo tiempo, puede ver más documentos técnicos en la red de ingeniería de tratamiento de aguas residuales.
1. Método de flotación eléctrico de electrocoagulación.
Bajo la acción de la tensión externa, el ánodo soluble (hierro o aluminio) se oxida para generar un gran número de cationes y luego formar un coloid para coagular la suciedad en las aguas residuales. El método se llama electro-coagulación electro-flotación. En electrocoagulación, hierro y aluminio se usan a menudo como materiales de ánodo.
2. electrodeposición
Usando la diferencia potencial de diferentes componentes metálicos en el electrolito, los metales disueltos en el estado libre o el estado unido se precipitan en el cátodo. El potencial eléctrico apropiado es la clave de la electrodeposición. No importa en qué estado se encuentre el metal, el nivel de potencial puede determinarse por la ecuación de Nernst de acuerdo con la actividad iónica en la solución, y la composición de la solución, la temperatura, los materiales sobrepotenciales y de electrodos también afectarán el proceso de electrodeposición.
3. Oxidación electroquímica.
La oxidación electroquímica se divide en dos tipos: oxidación directa y oxidación indirecta, que pertenecen al proceso anódico. La oxidación directa es convertir directamente a los contaminantes en sustancias inofensivas a través de la oxidación anódica; La oxidación indirecta es generar sustancias intermedias con un efecto oxidante fuerte a través de reacción anódica o reacciones intermedias distintas de la reacción anódica para oxidar los contaminantes tratados, ** eventualmente transformados en sustancias inofensivas. Para la oxidación anódica directa, la reacción de la superficie electroquímica está limitada por la etapa de transferencia de masa si la concentración de reactante es demasiado baja; Para la oxidación indirecta, esta limitación no existe. En el proceso de oxidación directa o indirecta, la reacción lateral de la precipitación de H2 o O2 generalmente está acompañada, pero la reacción lateral puede suprimirse mediante la selección de materiales de electrodos y control positivo.
4. Oxidación fotoelectroquímica.
Al absorber la energía de la luz visible y la luz ultravioleta a través de materiales semiconductores, generando pares de \"orificios de electrones\", y almacenamiento de exceso de energía, las partículas de semiconductores pueden superar las barreras de las reacciones termodinámicas y usarlas como catalizadores para llevar a cabo algunas reacciones catalíticas. .
5. Electrodiálisis.
Confiando en la función única de impregnarse selectivamente la membrana bajo la acción de un campo eléctrico, los iones pueden pasar de una solución a otra solución para lograr la separación y la concentración de contaminantes ionizados. Cuando se utiliza la electrodiálisis para tratar iones metálicos, el metal sólido no se puede recuperar directamente, pero se puede obtener una solución de sal concentrada, y la calidad del efluente puede mejorarse significativamente. En la actualidad, el método más investigado es la electrodiálisis de la membrana de una sola categora.
6. Separación de membrana electroquímica.
Un proceso de separación que utiliza la diferencia potencial a través de la membrana. A menudo se utiliza para la separación de contaminantes gaseosos.
(1) Los radicales libres de OH generados en el proceso pueden reaccionar directamente con los contaminantes orgánicos en aguas residuales, y la degradan en dióxido de carbono, agua y materia orgánica simple, sin una pequeña contaminación secundaria, que es una tecnología respetuosa con el medio ambiente (ambiental amistoso tecnología);
(2) la eficiencia energética es alta, y el proceso electroquímico generalmente se puede llevar a cabo a temperatura y presión normales;
(3) los métodos electroquímicos se pueden usar solos o en combinación con otros métodos de tratamiento, como métodos de tratamiento previo, lo que puede mejorar la biodegradabilidad de las aguas residuales;
(4) El equipo de electrólisis y su funcionamiento son generalmente relativamente simples y el costo es bajo.
