電気化学水処理のためのチタンアノード

開発の概観電気化学的水処理技術

1960年代初頭に、電力産業の急速な発展に伴い、電気分解は人々の注意を引き付け始めました。従来の電気分解反応器は二次元プレート電極を使用する。このような原子炉の有効電極面積は非常に小さいため、物質転写問題をよく解決することはできない。工業生産では、高い電極反応速度が要求されるので、新しく効率的な電気分解反応器を開発することが客観的に必要である。

1969年に、Backnurst et al。流動床電極（FBE）の設計を提案した。この電極は平坦電極と異なり、ある3次元構成を有し、特定の表面積は平面電極の数十倍、さらには電解液が細孔内に流れ、電解反応器における物質移動プロセスがある。大幅に向上しました。

1973年、M.fleischm AMMおよびF.Goodridgeは、バイポーラ固定床電極（短いBPBE用のバイポーラ充填床電極）を首尾よく開発しました。内部電極材料は、高勾配電界の作用下で再分極されてバイポーラ粒子が形成され、それぞれが微小電解槽に相当する小粒子の両端に酸化還元反応が起こる。各微小電気分解セルのカソードとアノードとの間の距離が小さいため、移動は容易に達成される。同時に、電解槽全体が一連の多数の微小電解電池に相当するので、効率が大幅に向上する。

電気化学的水処理技術

電気化学的水処理技術の基本原理は、電極上の直接電気化学反応または間接的な電気化学的変態を受けること、すなわち直接電気分解および間接電気分解を行うことである。

1.直接電気分解

直接電解は、汚染物質が電極上で直接酸化または減少されてそれらを廃水から除去することを意味する。直接電解は陽極法と陰極プロセスに分けられます。アノードプロセスは、汚染物質の低下および除去の目的を達成するために、陽極表面の汚染物質の酸化であり、それらを毒性物質や生分解性物質、さらには無機有機物でさえも変換することである。カソードプロセスは、それらを除去するためにカソード表面上の汚染物質の減少であり、これは主にハロゲン化炭化水素の減少および脱ハロゲン化および重金属の回収に使用される。

間接電気分解

間接電解とは、汚染物質を汚染物質を少ない有毒物質に変換するための、反応物または触媒として電気化学的に生成された酸化還元物質の使用を指す。間接電解は可逆的かつ不可逆的なプロセスに分けられます。可逆的プロセス（媒介電気化学酸化）は、レドックスが電気化学的に再生されそして電気分解中にリサイクルされ得ることを意味する。不可逆的な方法とは、強い酸化性を有する塩素酸塩、次亜塩素酸塩、H 2 O 2およびO 3のような有機化合物を酸化するプロセスなどの物質を生成するための不可逆的な電気化学反応の使用を指し、そしてまた電気化学反応を使用して強い酸化中間体を生成することができる。 、溶媒和電子、・HO、・HO 2、O 2、および他のラジカルを含む。同時に、中国下水処理工学ネットワーク上のより技術的な文書を見ることができます。

特定の使用方法によると、次のものに分けることもできます。

1.電気凝固電動フロート法

外部電圧の作用下では、可溶性陽極（鉄またはアルミニウム）を酸化して多数のカチオンを生成し、次いでコロイドを形成して廃水中の汚れを凝固させる。この方法は電気凝固電気浮遊浮上と呼ばれます。電気凝固術においては、鉄およびアルミニウムがしばしば陽極材料として使用される。

電着

電解質中の異なる金属成分の電位差を使用して、遊離状態または結合状態の溶解した金属または結合状態が陰極で沈殿する。適切な電位は電着の鍵です。金属がどのような状態にあるかに関係なく、溶液中のイオン活性に従ってネルンスト方程式によって決定することができ、溶液組成、温度、過度および電極材料も電着プロセスに影響を与えるであろう。

電気化学的酸化

電気化学酸化は、陽極法に属する直接酸化および間接酸化の2つのタイプに分けられる。直接酸化は陽極酸化を通して汚染物質を無害な物質に直接変換することです。間接酸化は、陽極反応を介して強い酸化効果を有する中間物質を生成することであり、陽極酸化反応物以外の中間反応、治療汚染物質を酸化して、最終的に無害な物質に変換された。直接陽極酸化のために、反応物濃度が低すぎると、電気化学表面反応は物質移動工程によって制限される。間接酸化のために、この制限は存在しません。直接または間接酸化の過程で、H 2またはO 2の沈殿の副反応は一般に伴うが、電極材料の選択および潜在的制御によって副反応を抑制することができる。

光電気化学的酸化

半導体材料を介して可視光および紫外線のエネルギーを吸収し、「電子 - 孔」対を発生させ、過剰なエネルギーを貯蔵することによって、半導体粒子は熱力学的反応の障壁を克服し、それらを触媒として使用していくらかの触媒反応を実行することができる。 。

電気透析

電界の作用下で膜を選択的に浸透させる独自の機能に頼ると、イオンがある溶液から別の解に至ることができ、イオン化汚染物質の分離および濃度を達成することができる。電気透析を用いて金属イオンを処理する場合、固体金属を直接回収することができず、濃縮塩溶液を得ることができ、流出物の品質を大幅に向上させることができる。現在、最も研究された方法は単陽イオン膜電気透析である。

電気化学膜分離

膜全体の電位差を利用する分離プロセス。気体汚染物質の分離によく使用されます。

電気化学的水処理技術の利点

（1）この方法で発生したOHフリーラジカルは、廃水中の有機汚染物質と直接反応し、二酸化炭素、水、および単純な有機物に分解することができ、環境に優しい技術である（環境に優しい）テクノロジー）;

（2）エネルギー効率が高く、電気化学的プロセスは一般に常温および圧力で行うことができる。

（3）電気化学的方法は、単独で又はその前処理方法などの他の治療方法と組み合わせて使用​​することができ、これは廃水の生分解性を向上させることができる。

（4）電解装置およびその動作は一般的に比較的簡単であり、コストが低い。