电催化氧化反应器

使用说明书

泰安市润果环保科技有限公司

                                                                       

地址：山东省泰安市岱岳区山口镇

 

 

一、用途
新型电催化氧化工艺是我公司研发，专门处理难降解化工废水的新型处理工艺，它使用特殊形状立体电极技术，通过电极反应，在阳极溶出新鲜粒子的催化作用下，生成物发挥选择性氧化作用，破坏化合物的功能团及脱除发色基团，破坏废水中有毒大分子结构，同时完成氧化、还原等一系列过程。经电催化氧化工艺处理后的废水，有毒浓度物质大为降低，可生化性大幅提高，使后续生化处理能够顺利进行，该法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、及操作维护方便等优点。近几年此工艺已被成功运用于化工制药、印染废水、石油化工废水等治理方面。

二、特点：
1、经过本装置处理后可以大幅度降低COD和色度，大幅度升高BOD₅，使后续生化处理能够顺利进行
2、工艺过程及设备使用简单。

三、型号意义：

DJ---------□

                                              处理能力：m³/h

                          特征代号：电解设备

四、主要技术参数

电解设备按处理能力可分为：5、10、20，数量大可以考虑多组并联也可根据用户需求设计。

主要技术参数如下表：

项 目 型  号	处理能力 m3/h	功率 KW	外形尺寸	重量T
				净重	运行
DJ-5-16	3-5	12	2800*1000*2300	3.0	8
DJ-10-32	6-10	24	2800*2000*2300	6	15
DJ-15-48	11-15	36	4200*2000*2300	8	20
DJ-20-64	16-20	48	5600*2000*2300	10	30

五、安装、调试及注意事项

（一）安装：

1、设备安装前，必须夯实地基。并用混凝土砂浆垫高100-150mm。基础必须能承担设备运行时的重量。

2、设备就位后需调整水平。

3进出水口及曝气管口连接完善，排污口阀门关闭。

（二）、调试：

A、设备调试前，应做好一下准备工作：

1、将污水缓缓流进设备内部，检查各管口是否漏水。

2、等污水注满设备后静态观察设备情况有无变形及开裂情况。

3、接通电源，启动整流器，现将整流器上电压旋钮慢慢调至后观察电流表是否达到额定电流，然后再把电压旋钮向小的方向调至电流70%左右然后通过设备顶盖人孔观察污水电解情况、以电解板周围出现少量微气泡为效果，然后开启曝气搅拌装置将曝气阀调至设备内污水轻微搅动。

4、设备调试完毕后开始连续进水进入正常运行状态，连续运行一段时间后观察运行情况及检测出水效果。

（三）、注意事项及日常维护

1、设备电流电压不能超过额定电流、电压。

2、设备输入电压为380V，注意电源连接情况。

3、由于极板负极容易吸附污水中杂质影响导电；所以每200h左右正负极更换一次防止极板结垢。更换电极方式是将整流器与设备箱体连接软芯电缆压线螺栓松开后相互更换。

4、其它注意事项为定期观察设备电流电压情况、及电极板消耗情况，当电极板消耗严重时定期更换。

 

六、电解法污水处理技术简介
电解法作为一种较为成熟的水处理技术，早在20世纪40年代就有人提出，但是由于电力等方面的原因，发展一直比较缓慢，以往多用于处理含氰、含铬的电镀废水。近年来随着电力以及相关工业的发展，电解法日益成为水处理技术的热点，研究范围涉及处理印染废水、制药废水、制革废水、造纸黑液等。
电解法水处理技术的优点在于：(1)过程中产生的·OH无选择地直接与废水中的有机污染物反应，将其降解为二氧化碳、水和简单有机物，没有或很少产生二次污染；(2)能量效率高，电化学过程，一般在常温常压下就可进行；(3)既可以作为单独处理，又可以与其他处理相结合，如作为前处理，可以提高废水的生物降解性；(4)电解设备及其操作一般比较简单，如果设计合理，费用并不昂贵[1]。因此，国外电解法水处理技术被称为“环境友好”技术(Environment Friendly Technology)。本文主要讨论直接利用电解作用的电解氧化法处理有机废水，并介绍电解氧化法的一些新应用和新进展。
2 研究重点
目前国内外对应用电解氧化法处理有机废水的研究主要停留在实验室阶段和小试规模上，离实际应用还有一定的距离。主要研究方向为新型电极材料的选用、电解反应器的设计和改进[2]。
2.1 电极材料的选用
赵少陵等[3]用活性炭纤维电极电解处理印染废水和染料废水。结果表明，在色度去除方面总体上并不比广泛使用的Fenton试剂法逊色，有的染料废水用电解法处理优于Fenton试剂法。
Li等[4]用PbO2／Ti作阳极、铁板作阴极研究了木质索、丹宁酸、氯四环素和EDTA(乙二胺四乙酸)混合废水的电解预处理可行性。凝胶色谱分析表明，电化学过程可有效地破坏这些大分子，并且可降低其毒性，处理后废水的可生化降解性提高。
杨卫身等[5]研究了用复极性固定床电极电解处理偶氮类染料活性蓝和络合染料活性艳绿废水的效果，CODCr去除率可达50％以上，脱色率可达98％以上；对于蒽醌染料废水，脱色率近100％，CODCr去除率可达90％以上。
Apostolos等[6]用圆柱固定床电极对制革厂生产废水进行电解处理，也得到了较好的效果：CODCr去除率为52％，苯类化合物去除率为95.6％，NH3—N去除率为64.5％，硫化物去除率为100％。
Lidia等[7]用Ti／Pt和Ti／Pt／Ir电极电解处理制革废水。电化学过程不仅能去除有机物，而且还有去除NH3—N的作用。在Cl-存在下间接氧化过程更加明显，NH3—N几乎完全除去。
郝凌等[8]对南京化工学院陶瓷厂开发研制的新型阳极材料——磁性铁氧体的电化学性能作了初步的研究。结果表明，磁性铁氧体具有良好的析氧反应活性、很高的耐蚀性和较好的机械性能，可以取代铂、石墨作为阳极材料，而且在某些情况下还可以作为阴极材料。
梁镇海等[9]通过对Ti／Sn02十Sb2O3十MnO2／PbO2阳极在H2S04中的使用寿命和电化学动力学参数的测试，把钛电极用于氧化处理焦化含酚废水，和铅电极进行了比较研究。结果表明，Ti／Sn02十Sb2O3十MnO2／PbO2电极在H2S04中具有较长的使用寿命，能使酚的转化率达到95％，并较Pb电极节电33％，是一种优良的电化学催化剂。
杨国栋等[10]以碳棒和铝板为电极，对含硫化物黑染料废水的脱色和去除效果进行了研究。结果表明，在pH＝7、电解电压24V、0.19A电流，加入电解质的条件下，处理浓度为146mg/L的硫化物黑水样4h ，CODCr去除率为87.69%。选择条件对某化工染料厂废水进行处理，CODCr去除率达81.73%。
董海等[11]采用掺锑的SnO2粉制成的半导体电极，研究了含酚废水的电催化降解反应。结果表明，在适当的条件下，对酚的降解率可达90％。
陶龙骧等[12]以活性炭为离子群电极在12V外加电压的条件下，对各种水溶性染料废水有很好的净化效果，脱色率达99％以上，CODCr和BOD5的去除率均达到80%以上。
周明华等[13] 研究了含酚模拟废水(100～800mg/L)在经氟树脂改性的β—PbO2电极上的电催化降解．考察了废水中盐含量、电压、pH值、苯酚初始浓度对废水CODCr去除的影响．在温度25℃、电压7.0V、K2SO4含量为10g/L、pH值为2.0时，模拟苯酚(100mg/L)废水经25min处理，CODCr降至60mg/L以下，挥发酚完全消失。苯酚降解的主要产物为苯醌、丁烯二酸和草酸，终产物为二氧化碳， COD的去除符合一级反应动力学。
Polcaro等[14]探讨了在Ti／PbO2和Ti／SnO2阳极上，2-氯苯酚的电化学氧化。根据在电解过程中的电流效率和有毒中间产物的脱除率大小，对2种电极的性能作了评价。结果表明，虽然Ti／PbO2或Ti／SnO2电极得到的平均电流效率相近，但因后者对有毒化合物的氧化能力强，故是选择。在采用Ti／SnO2电极进行电解时，当电解停止时，虽然CODCr值仍相对较高，但巳能达到有效的处理效果（ηc=50%），而排出液中仅有少量的易于生物降解的草酸．
Vlyssides等[15]以Ti/Pt为阳极、不锈钢为阴极，对含橄榄油的有毒废水进行了处理。加入40 g/L的NaCl作为电解质，在0.26 A/cm2的电流密度下分别处理1h和10h。结果显示，CODCr去除率分别为41%和93%，TOC去除率分别为20%和80.4%，SS去除率分别为1%和98.7%，色度去除率分别为70%和99.4%，平均能量损耗分别为1.273 kW·h/kg 和12.3 kW·h/kg。
Rao等[16]分别以 Ti/Pt、Ti/PbO2 和 Ti/MnO2作为阳极，以石墨片作为阴极，对制革废水进行了比较研究。结果显示，对于制革废水平均阳极电解效率顺序为Ti/Pt>Ti/PbO2 > Ti/MnO2。
电解氧化处理有机废水，电极材料的选择至关重要[12]。首先需要了解电催化反应如何受电极基体材料性质的影响。电极反应是电子参与的氧化还原反应，所以电催化反应进行的情况同电极电位有重要的联系。电极电位越低，越容易失去电子；电极电位越高，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。有机物在金属氧化物阳极上的氧化反应机理和产物选择性同阳极金属氧化物的价态和表面上的氧化物种类有关。在金属氧化物MOx阳极上生成的较高价金属氧化物MOx+1 ，有利于有机物选择性氧化生成含氧化合物；在MOx阳极上生成的自由基MOx (0H·)，有利于有机物氧化燃烧生成CO2。尽管电极类型各异，但对它们有一些共同的要求：好的导电性和耐蚀性。因此在以上所给出的各例中，多用高耐蚀性的钛作为电极的基体。以钛为基体，在其表面覆盖有电催化剂及其他组分的金属氧化物的电极是值得进一步开拓的重要电极类型。
2.2 电解反应器的研究
杨伟国等[17]利用自制的电催化装置(见图1)研究了苯酚、苯胺和邻苯二甲酸二甲酯有机物降解机理，证实了在有机物电催化降解过程中活性物质H2O2和·OH的存在。实验结果表明，有机污染物去除效率的关键在于体系产生活性中间体的量。在本实验条件下，可用体系产生H2O2的量来衡量电催化效率的大小。体系产生的H2O2水平高，相应有机污染物去除效率愈高，而且仅当体系产生的H2O2大于0.3mL/L时，有机物去除效率才有明显的提高。
盛利元等[18]进行了隔膜电解法处理草桨黑液的可行性实验研究。隔膜电解法实验，采用铸铁作阳极、石墨作阴极，多孔性的滤过式隔膜将阳极区与阴极区分开。在电流为1A、电压为8V及室温条件下电解12h，阳极区黑液的色度、悬浮物及CODCr的去除率分别为66.4％、75.3％和94％，碱回收率达到94％以上。实验结果表明，作为一种处理黑液的碱回收技术，隔膜电解法处理制浆黑液比较容易直接嫁接到制浆工艺中，有可能成为解决草浆碱回收技术的新途径。
许文林等[19～21]建立了固定床电化学反应器在扩散控制下的反应器模型，并对模型的简化进行了探讨，从理论上研究了床层几何尺寸、填充材料相比表面积、电解液相有效电导率、反应物进口浓度、电解液流速对床层内点势分布的影响。通过实验测定了扩散控制条件下固定床电化学反应器床层内的电势分布，实验结果同电势分布模型的计算结果吻合，从而验证了文献[15]所建立的电势分布模型的正确性。采用一维反应器模型，在扩散控制下，对固定床电化学反应器的设计进行了详细的讨论，并对反应器的优化操作进行了初步探讨。
宋卫峰等[1]讨论了复极性固定床反应器（Bipola Packed Bed Electrode,BPBE）。槽内电极材料在高梯度电场的作用下复极化，形成复极粒子，分别在小颗粒两端发生氧化—还原反应，每一个颗粒都相当于一个微电解池。由于每个微电解池的阴极和阳极距离很小，迁移就容易实现。同时，由于整个电解槽相当于无数个微电解池串联组成，因此效率成倍提高。复极性固定床有2种形式，一是滴滤塔式，二是随机分散式。图2是使用较为广泛的随机分散式BPBE示意图。
熊英健等[22]论述了三维电极反应器在有机废水处理方面的应用。以涂膜铁粒为填料，高压气体间歇性注入无隔膜的复极性流化床，以石墨、活性炭作阴极，以玻璃粒珠、粒径为0.5～1.5mm范围的某种粒子材料为阳极，并投加少许NaCl等设计处理有机废水，均取得良好效果。
庞文亮等[23]针对固定床超电位分布不均匀的缺陷，采取填充2种电化学性能不同的导电填料的方法，以改善固定床的电化学性能，形成互补型混合床电极。实验证明，该电极无论对游离氰还是铜氰络合物均具有良好的去除效果。同时，铜离子得到大幅度地去除，其电解电流效率、电能消耗及单位体积电解池的处理能力均优于目前使用的平板电极和固定床电极。
Shen等[24] 研究了将悬浮TiO2颗粒加入电催化反应器后，对染料化合物的电氧化处理机理和处理效果。结果表明，该方法可以大幅提高染料的去除率和废水的可生化性。紫外可见光谱分析表明，艳红B的共轭键已被打断，而且形成了小分子物质。红外光谱进一步显示，氮氮双键被氧化成硝酸根。
电解氧化法水处理技术从产生到现在，已经历了40多年。未能广泛应用的主要原因是电流效率太低，经济上不合理。要解决这个问题，必须从有关理论出发，合理地设计电解反应器。三维电极反应器是反应器改进的一个方向[22]。在基础理论研究方面，尽管国内外已经进行了一些研究工作，也达成了一些共识，但在原子、分子水平上的研究仍待深入，尤其是关于电极表面实际反应历程、反应动力学、热力学等均缺乏深入研究。这就需要我们运用现代实验方法和手段，深入研究电极表面的物理化学反应历程，在详实的实验数据的基础上，建立各类三维电极反应过程的理论模型。在实际应用方面，主要是应深入研究探索提高电流效率的有效途径。三维电极电解床较之于传统二维电极的优越性在于电流效率高、时空产率大，但要广泛应用于废水处理的实践之中，仍需采取各种措施提率，降低处理费用。这就需要进一步开展系列研究，设计出科学而紧凑的床体结构，优化各项操作参数，改进填料、电源方式等等。

　　依据《办理方法》，排污单位应当自觉及时申领排污容许证，对恳求资料的真实性、准确性和完整性承当司法义务。一致了排污单位的污染物排放总量的核算准绳，从基本上处理今朝多套数据的后果，进一步晋升了环保部分精细化办理水平。 　　1.泥土污染地块泥土经查询拜访和风险评价后，确认外来污染伤害超越人体安康或生态情况可接受风险水平时，其地点场地即为污染地块(场地)；例如，花费企业遗留场地、城市残余填埋场与工业固体废物填埋场、矿产与石油开采场地和农业活动污染场地等。