三维电极法处理难降解有机废水的研究进展
摘要:在难降解有机废水的处理问题中,电化学法具有氧化降解能力强,无须添加化学药品,不产生二次污染,能在常温常压下进行,操作简单等优点。而电化学法中的三维电极法,比普通的二维电极法的电极比表面大得多,具有传质速度及反应速度快,电流效率和时空效率高,能耗低等特点,能有效脱色和脱氯,提高废水的可生化性,从而使其研究与应用具有极为重要的价值。
关键词:三维电极,难降解有机物,废水
对于难降解有机物的控制, 是水污染防治领域中面临的新挑战。以往常用的废水处理技术主要有物理法、化学法、生物法,其中,物理法、化学法容易引起二次污染;生物法以其经济性和较高的处理效率成为目前使用广泛的、能使污染物最终无机化、矿物化的方法,但它只能有效地处理生物相容的有机物。当废水中含有难降解有机物或生物毒性污染物时(如许多芳香烃及其衍生物),直接利用生物法处理该种废水面临着极大的挑战[1],而电化学法中的三维电极法则具有诸多优势。 下面分别对三维电极的基本情况、研究应用现状及与其他技术的优化组合等方面进行分析, 并对其未来的研究方向及重要性作以总结、归纳。
1.三维电极的特点及分类
三维电极是一种新型的电化学反应器, 又叫粒子电极(particleelectrode)或床电极(bed electrode)。 它是在传统二维电解槽电极间装填粒状或其它碎屑状工作电极材料并使装填工作电极材料表面带电,成为新的一极(第三极)。按其填充方式和工作原理的不同,可分为单极性粒子群电极和复极性粒子群电极两种;按粒子材料填充方式可分为固定方式与流动方式。 从工程角度出发,复极性固定床电催化反应器更具竞争力[2]。
2.三维电极的研究应用现状
2.1 处理印染废水
Li Fan 等[3]采用复极填充床电解槽处理模拟偶氮染料废水,考察了填料层数、槽电压、流量、染料浓度、无机盐种类与浓度及溶液 pH值等因素对脱色负荷与电耗的影响。 研究发现,在一定范围内增大槽电压、提高进水流量及染料浓度时,反应器的脱色负荷均增大,而进水pH 值对脱色负荷基本没有影响。
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