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绿色环保型技术:电极材料在电解法处理废水中的作用
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绿色环保型技术:电极材料在电解法处理废水中的作用
作者:佚名    知识来源:本站原创    点击数:2600    更新时间:2009-3-19    
在电解法处理有机废水的过程中,电极不仅起着传送电流的作用,而且还对有机物氧化降解起着催化作用。因此,电极材料的选择直接影响有机物降解的效率。

 

    电极反应是电子参与的氧化还原反应,所以电催化反应的进行与电极电位有重要的关系。电极电位越负,越容易失去电子;电极电位越正,越容易得到电子。电极电位负的金属是较强的还原剂,电极电位正的金属是较强的氧化剂,所以电极电位是选择电极材料的重要依据。

 

    电催化氧化过程的主要竞争副反应是阳极上氧气的析出(对于含Cl一较多的废水,也可能是Cl2的析出),因此,催化电极的一个必要条件就是要有较高的析氧过电位。

摘要:阐述了阳极材料在电解法处理废水中的作用,指出了提高电催化氧化降解速率的措施,以实例介绍了电解法在各种有机物及印染废水处理中的应用。

 

关键词:废水处JE;电解;阳极;有机物;染料;降解

 

中图分类号:X7031    文献标志码:A

 

文章编号:1004—227X(2009)02—0033—06

 

Green environmentfriendly techniques—Electrolysis for the treatment  of domestic  and  industrial wastewaterPart II//ZHAO Gu0—peng+ZHANG Zha0xian

 

AbstractThe roles of anode materials in the treatment of wastewater by electrolysis were describedSome measures for improving the degradation rate of electrocatalytic oxidation were pointed outThe application of electrolysis to the treatment of wastewater containing various organic compounds and discharged from printing and dyeing industries was introduced with some examples

 

Keywordswastewater treatmentelectrolysisanode organic compounddyedegradation

 

First-author’S addressGuangzhou Etsing Plating Research InstituteGuangzhou 5 10663China

有机废水的降解处理

 

    随着工业发展,有机废水排放量日益增加,尤其是化学、食品、农药、染料、医药等行业排放的高浓度废水,色度高,毒性大,含有大量生物难降解的成分,严重污染江河湖海。有机物污染还源于其生产或应用过程,如有机氯类农药难以生化降解,长期使用会造成它们在土壤或水域中的残余浓度增加,并会通过生物链影响人类及其他动物的生存及健康。

 

染料、纺织、医药、化工等排放的工业废水成分复杂,有机物浓度高,而且常含有毒乃至生物难降解物质。传统的生物法在处理这类废水时显得无能为力。现今广泛使用的方法有混凝沉淀、吸附、萃取、化学氧化、离子交换等,但都需要消耗较多的化学药品和原材料,费用较高,操作复杂,且存在二次污染问题。

 

电解法处理水技术因具有无需添加化学药剂,设备体积小、占地不大,不产生二次污染等优点而备受关注,已被用于处理含烃、醇、醛、醚、酚、染料等有机污染物的废水。

 

石墨、TiSn02·Sb203TiRu02·Ti02TiPd0电极的析氧电位分别为095160097132 V。分别采用上述电极作为阳极,以纯钛板为阴极,在电流密度200 A/m2、极间距5 min、槽电压4554 V下对含有苯酚、甲醛、乙醇、丙酮、丙二酸、苯胺、苯、硝基苯、苯甲酸、甲基橙偶氮染料等1O种具有代表性的有机物废水的COD去除率进行研究,结果见表l

 

1中,COD去除率为电解后废水中COD降低量与废水原COD量的百分比,卵为电解时间内的氧化电流效率。

 

                           (15)

 

其中△CODCOD的变化量(mgL)F为法拉第常数,V为处理水的体积(L)△f为电解时间(h)I为电流(A)

 

l采用不同阳极电解处理各种有机废水的效果

Table l Effectiveness of electrolytic treatment of various organic wastewater by using different anodes

 

 

    由表1可知,TiSn02·Sb203电极对各种有机物的 COD去除率较高,其析氧电位也较高。可以认为,去除COD主要靠阳极表面的氧化反应,有机物直接在阳极表面被氧化降解,阳极电位必须高于有机物的分解电位。有机物的分解电位通常要高于水中析出氧气的电位,所以阳极上进行的是有机物氧化和析氧两个相互竞争的反应。电极具有较高的析氧电位,能提高有机物直接被氧化的几率。

 

    Sn-Sb氧化物涂层中添加铂族氧化物,除了可以提高电极寿命外,还可以提高废水中有机物的降解效果。TiSnO2·Sb203·XO(X表示铂族金属)电极处理有机物废水的结果列于表2

 

2采用TiSn02"Sb20yX0阳极电解处理有机物废水的效果

Table 2 Effectiveness of electrolytic treatment of organic wastewater by using Ti/Sn02"Sb203"XO anode

 

 

从表2可知,电解2 h后,COD去除率超过98%,出水的COD低于40 mgL,达到排放标准。

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