电氧化反应器


电催化氧化是指在外加电场或电压的作用下,通过化学、物理作用达到高效净化水中污染物的清洁处理工艺。在国内,其被称为“环境友好”技术。电化学氧化法是使污染物在电极上发生直接的电化学反应,或者利用电极表面产生的强氧化性活性物种使污染物发生氧化还原反应,生成无害物的过程。前者称为直接电化学反应,后者称为间接电化学反应。直接电化学反应通过阳极氧化可使有机污染物和部分无机污染物转化为无害物质,阴极还原则可从水中去除硝酸根离子和重金属离子。这两个过程同时伴生放出H2与O2,使电流效率降低,但通过电极材料的选择和电位控制可加以防止。间接电化学反应可利用电化学反应产生的氧化还原剂使污染物转化为无害物,这时产生的氧化还原剂是污染物与电极交换电子的中介体。这种中介体可以是催化剂,也可以是电化学产生的短寿命中间体。此外,也可以利用O2在阴极还原为H2O2,而后生成(·OH),进而氧化有机物,该技术可用于难生化降解的处理苯酚、苯胺、醛类及氰化物等污染物。


基于以上原理,开发通过电催化高级氧化技术产生大量活性极强的羟基自由基(·OH),由于·OH的氧化能力极强,几乎可以无选择地将任何有机污染物矿化。生成的·OH进而与有机化合物发生加合、代替、电子转移、断键等产生,使污水中难降解的大分子有机物氧化降解成为低毒或无毒的小分子物质,甚至直接矿化为CO2和H2O。与其它水处理技术相比,电催化氧化技术具有以下优势:


(1)在电场的作用下,新研发的电极表面呈多孔态,有效减少了内应力,电极寿命长,对污染物降解效率高,同时电极无钝化;


(2)适用水质广。可同时高效去除污水中氨氮、总磷,脱色脱毒效果明显。


(3)与环境相容性高。电化学法对污染物去除主要依靠电子,不需要另外增加药剂,避免由于药剂带来的二次污染;另外电化学对有机物氧化几乎无选择性,可以最大程度的减少二次污染。


(4)设备简单,占地面积少,设备维护简单;


(5)不受地理和气候条件影响。反应条件温和,常温常压条件下进行,不受气候影响,适合任何地域使用。


(6)时空效率高。优化的反应器结构设计,传质效果好,污染物降解反应速率大,停留时间仅为几分钟至数十分钟,因此设备的占地面积很小,具有很高的时空效率,特别适用于人口拥挤和土地紧张地方使用。


(7)操作简单,只需要改变电场的外加电压就能控制运行条件的改变,很容易实现自动化控制;


(8)不需要添加任何化学药剂,无污泥产生。