電催化氧化設備應用原理
電催化氧化設備是針對目前高濃度、難降解廢水和生化不達標問題而開發出的一種高效實用處理設備,主要用于高濃度、高鹽、高COD廢水的處理及生化后廢水的深度處理。設備借助于外加電源,在反應器內復合極板與廢水發生電化學反應。
設備在外加電場的作用下,將被處理的污水或液體引入電解槽,在電流的作用下,電極材料表面產生羥基自由基等活性集團來氧化水體中的有機物,將其氧化分解為二氧化碳、水、小分子有機物等,可降低水中COD、氨氮、色度、提高可生化性等。
電催化氧化設備應用原理,具體如下:
電極反應:設備通電后,在陽極和陰極表面分別發生氧化和還原反應。
陽極氧化:陽極通常采用具有高析氧過電位的材料,如鈦基二氧化鉛電極、硼摻雜金剛石電極等。當廢水流經陽極表面時,水分子在陽極失去電子被氧化,產生強氧化性的羥基自由基(?OH)。羥基自由基具有很高的氧化電位(2.8 V vs. NHE),能夠無選擇性地將水中的有機物氧化分解為二氧化碳、水和其他無機小分子。此外,一些有機物也可能直接在陽極表面失去電子被氧化,這一過程稱為直接氧化。
陰極還原:陰極發生還原反應,對于含重金屬離子的廢水,重金屬離子在陰極得到電子,被還原為金屬單質析出。例如,含銅廢水在陰極可發生反應Cu2++2e??Cu,從而實現重金屬離子的去除。同時,陰極也可能發生析氫反應2H2O+2e??H2↑+2OH?,產生氫氣。
電催化作用:電極材料的催化性能對電催化氧化過程起著關鍵作用。
傳質過程:在電催化氧化過程中,傳質過程對反應速率和處理效果也有重要影響。
通過以上電極反應、電催化作用和傳質過程的協同作用,電催化氧化設備能夠高效地降解廢水中的有機物、去除重金屬離子等污染物,達到凈化水質的目的。
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