三維電催化氧化設(shè)備

高級氧化電化學(xué)體系中以電能作觸發(fā)能，以無機(jī)物作引發(fā)劑，利用空氣中O2，通過下述的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制生成初生態(tài)的H₂O₂，再進(jìn)一步分解生成羥基自由基（·OH），開發(fā)成功“三維三相電催化氧化”系列模塊，用于高濃度高鹽有機(jī)廢水及高氨氮廢水的預(yù)處理，對惰性有機(jī)物處理具有*的處理效率。其專有觸發(fā)催化填料和誘發(fā)劑在電場的激活作用下，利用自身晶格特點(diǎn)，電子云發(fā)生歧化，生成導(dǎo)帶、空穴，形成一個(gè)空間分布的電子云體系，在歧化電子云的作用下，發(fā)生水分子、有機(jī)物、氧分子的電子轉(zhuǎn)移，即氧化還原反應(yīng)。空間分布的作用形式，加大了傳質(zhì)面積，從而使反應(yīng)在整個(gè)液相固相氣相接觸面上發(fā)生反應(yīng)，而不是僅僅停留在傳統(tǒng)預(yù)處理的電極板之上，從而使平面的反應(yīng)向空間體系內(nèi)的反應(yīng)發(fā)展，從而大大提高了反應(yīng)速率。

由于廢水中，有機(jī)物分子含量一般不占主要優(yōu)勢，故主要電極反應(yīng)為水與電極的氧化還原反應(yīng)，主要反應(yīng)為羥基自由基的鏈?zhǔn)缴煞磻?yīng)。

該反應(yīng)主要過程如下：

首先，電催化氧化填料和誘發(fā)劑在外接交變DC電源作用下，自身晶格電子云發(fā)生歧化，生成導(dǎo)帶、空帶：

水分子在自然條件下存在電離平衡：

氫氧根接觸催化填料之后，空帶具有*的奪電子能力，奪取氫氧根電子，形成羥基自由基：

生成的羥基自由基的氧化還原電位為2.8V，僅次于自然界中氧化還原電位的氟的3.06V，因此羥基自由基的氧化能力*，它可以氧化幾乎所有的有機(jī)物，直至*礦化且無毒。羥基自由基迅速與廢水中的有機(jī)物反應(yīng)，同時(shí)在誘發(fā)劑的作用下，誘導(dǎo)利用有機(jī)物自身能量參與反應(yīng)形成連續(xù)觸發(fā)生成羥基自由基的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，因此所需外加能量和反應(yīng)時(shí)間極短。

觸發(fā)催化填料對有機(jī)物具高強(qiáng)的吸附能力，可對有機(jī)物進(jìn)行富集，易于自由基對有機(jī)物的捕集，防止有機(jī)物隨水流外溢，通過微曝氣，利用空氣中的氧參與自由基的形成反應(yīng)，保證濾料的活化，防止污堵及有死角.

主要發(fā)生如下反應(yīng)：

反應(yīng)原理：

1）H₂O₂的生成：

   O₂＋e^－® •O₂^－                  （1）

•O₂^－＋H^＋ ® HO₂•               （2）  或•O₂^－ ＋ HO₂•® O₂＋ HO₂^－  （4）

2 HO₂• ® H₂O₂ ＋O₂        （3）  HO₂^－ ＋H^＋ ® H₂O₂（5）

  2）•OH的生成：

H₂O₂＋e^－® OH^－＋•OH  （6）   

以上過程的綜合作用，降解水中的有機(jī)物、氨氮及總氮。

有機(jī)物組份首先通過羥基自由基，或者電極上的電子空穴，被氧化為二氧化碳和水。

該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

“三維三相電催化氧化”工藝，在處理廢水過程中反應(yīng)條件溫和，無需高溫高壓，無需投加其他藥劑，無需調(diào)整廢水的pH值，只需外加電場和誘發(fā)劑觸發(fā)其填料活性，即可完成處理反應(yīng)。運(yùn)行費(fèi)用低，噸水成本根據(jù)水質(zhì)濃度的不同電費(fèi)約在2-10元之間。

主要優(yōu)點(diǎn)：

   運(yùn)行費(fèi)用低：系統(tǒng)不需加任何化學(xué)學(xué)劑，只消耗較少量的電能.

   催發(fā)填料使用壽命長：在1450℃高溫?zé)Y(jié)固化的多種茂金屬催化劑,耐酸堿及耐有機(jī)類性能*，可長期使用并可通過簡單處理再生。

   運(yùn)行管理方便：可全自動(dòng)運(yùn)行，只需控制適度的進(jìn)氣量，開關(guān)電源即可保證系統(tǒng)的運(yùn)行.

   適用于高含鹽水：對高鹽份的水，水中的鹽份還可通過離子膜可分解成酸及堿，回收利用.

出水水質(zhì)優(yōu)良：有機(jī)物去除能力達(dá)60-90%，對高分子開環(huán)率幾乎達(dá)99%，對高色度的廢水脫色效率*.

適應(yīng)性強(qiáng)：能量需要形式為被動(dòng)一級反應(yīng)，只需對電壓電流進(jìn)行簡單調(diào)節(jié)便可對處理能力進(jìn)行調(diào)整，耐受水質(zhì)和水量變化幅度極大。

除油能力高：對油及油脂去除高達(dá)70-95%

停留時(shí)間短：反應(yīng)全衰期一般在30min時(shí)間內(nèi)。