بريد جوجل:alisa@jmyunti.com
تشير مياه الصرف الصحي العضوية عالية الملوحة إلى مياه الصرف الصحي العضوية التي يزيد محتوى المواد الصلبة الذائبة فيها عن أو يساوي 3.5% (محتوى الملح لا يقل عن 1%). ويأتي بشكل رئيسي من جمع وإنتاج المنتجات الصناعية. يتميز بخصائص المحتوى العالي من الملح والتركيب المعقد والتحلل البيولوجي الصعب والسمية والضرر. سيؤدي التصريف المباشر إلى ضغط التربة وتلوث المياه ويؤثر في النهاية على السلامة البيئية. في الوقت الحاضر، الطريقة الرئيسية لإزالة المواد العضوية في معالجة مياه الصرف الصحي هي المعالجة البيولوجية. تتميز هذه الطريقة بكفاءة إزالة عالية وتكلفة معالجة منخفضة، لكن الطريقة البيولوجية مناسبة فقط لمعالجة مياه الصرف الصحي العضوية منخفضة الملوحة القابلة للتحلل، ولكنها غير فعالة بالنسبة لمياه الصرف العضوية عالية الملوحة والتي يصعب تحليلها. مع تطور التكنولوجيا التحفيزية الكهروكيميائية المعتمدة على أنودات التيتانيوم المطلية، ثبت أن معظم المركبات العضوية تخضع لتفاعلات الأكسدة والاختزال أو تفاعلات الإضافة أو تفاعلات التحلل على سطح القطب، مما يوفر أساسًا نظريًا لطريقة الأكسدة التحفيزية الكهربائية لتحلل الملوثات العضوية في درجات حرارة عالية. - مياه الصرف الصحي الملوحة. الكهرباء هي مصدر الطاقة لعملية الأكسدة التحفيزية الكهربائية. مع التطور السريع لصناعة الطاقة، تم حل مشكلة نقص الطاقة بشكل فعال، كما أن التطبيق واسع النطاق لعملية الأكسدة التحفيزية الكهربائية يتمتع بظروف جيدة. أظهرت الدراسات ذات الصلة أن جذور الهيدروكسيل وأكاسيد المعادن عالية التكافؤ التي ينتجها أنود الأكسدة التحفيزي الكهربائي يمكن أن تؤكسد المواد العضوية في مياه الصرف الصحي بشكل غير انتقائي، ولها قدرة أكسدة قوية للغاية، مما يجعل من الممكن معالجة مياه الصرف الصحي العضوية عالية الملوحة بشكل فعال.
1. في الوقت الحاضر، يتكون طلاء القطب الكهربائي DSA المستخدم بشكل شائع في معالجة مياه الصرف الصحي بشكل عام من واحد أو أكثر من أكاسيد المعادن من الروثينيوم والإيريديوم والتنتالوم والرصاص والقصدير والبلاتين.
2. مبدأ المعالجة العضوية عالية الأملاحمياه الصرف الصحي مع أقطاب التيتانيوم المغلفة
عند معالجة مياه الصرف الصحي عالية الملوحة، تقوم عملية التحفيز الكهربائي المعتمدة على أقطاب التيتانيوم المطلية بإجراء تحليل كهربائي مباشر وتحليل كهربائي غير مباشر على القطب. يشير التحليل الكهربائي المباشر إلى العملية التي يتم فيها أكسدة أو تقليل المواد العضوية الموجودة في مياه الصرف الصحي مباشرة على سطح قطب التيتانيوم المطلي، وبالتالي تقليل تركيز المواد العضوية في مياه الصرف الصحي. يمكن تقسيم التحليل الكهربائي المباشر إلى التحليل الكهربائي المباشر الكاثود والتحليل الكهربائي المباشر الأنود. يشير التحليل الكهربائي المباشر للأنود إلى العملية التي تحصل فيها الملوثات العضوية على إلكترونات على سطح أنود التيتانيوم المطلي ويتم أكسدتها مباشرة إلى مادة عضوية جزيئية صغيرة قابلة للتحلل أو تحويلها مباشرة إلى ثاني أكسيد الكربون والماء؛ يشير التحليل الكهربائي المباشر للكاثود إلى العملية التي تفقد فيها المادة العضوية الإلكترونات الموجودة على سطح الكاثود ويتم تقليلها وتحللها، والتي يمكن تطبيقها على إزالة الهالوجين من الهاليدات العضوية وتقليل واستعادة أيونات المعادن الثقيلة. يشير التحليل الكهربائي غير المباشر للأقطاب الكهربائية إلى استخدام المواد المؤكسدة أو المختزلة التي تنتجها أقطاب التيتانيوم المطلية كعوامل مؤكسدة أو عوامل اختزال أو محفزات لتحويل المواد العضوية في مياه الصرف الصحي عالية الملوحة إلى جزيئات صغيرة، سهلة التحلل البيولوجي، منخفضة السمية وسهلة المعالجة العضوية. موضوع. تتم إزالة المواد العضوية في مياه الصرف الصحي عالية الملوحة بشكل رئيسي في عمليات الأكسدة المباشرة والأكسدة غير المباشرة عند الأنود.
عندما يكون تركيز المواد العضوية في مياه الصرف الصحي عالية الملوحة (COD، NH 3- N، إلخ) مرتفعًا، يتم تنفيذ الأكسدة الأنودية المباشرة بشكل أساسي، في حين يتم تنفيذ الأكسدة الأنودية غير المباشرة فقط بتركيزات منخفضة. الأكسدة الأنودية المباشرة هي تفريغ جزيئات الماء على سطح الأنود من خلال التفاعل الحالي لإنتاج جذور الهيدروكسيل. قدرة الأكسدة لجذور الهيدروكسيل هي 2.8 فولت. وهو عامل مؤكسد قوي في الطبيعة ويأتي في المرتبة الثانية بعد الفلور في الأكسدة. يمكنه أكسدة المواد العضوية في مياه الصرف الصحي دون اختيار. ثم سيتم أكسدة المواد العضوية القريبة من الأنود مباشرة وإزالتها بواسطة جذور الهيدروكسيل؛ الأكسدة غير المباشرة هي اختزال الكلوريد في الماء بفعل التيار أثناء عملية الأكسدة الكهربائية لإنتاج مؤكسدات قوية، مثل ClO-، وأيونات المعادن عالية التكافؤ، وما إلى ذلك. تتمتع هذه المؤكسدات أيضًا بقدرة قوية على أكسدة وإزالة المواد العضوية ويمكن أكسدة المواد العضوية في مياه الصرف الصحي عالية الملوحة.
تحتوي مياه الصرف الصحي العضوية عالية الملوحة على كمية كبيرة من الأملاح، وبالتالي فإن الموصلية عالية، وكفاءة الاستخدام الحالية لنظام التحفيز الكهربائي عالية، وقطب التيتانيوم المطلي لديه محبة قوية للماء. عندما يتلامس مع مياه الصرف الصحي عالية الملوحة، سيحدث تفاعل "هيدروكسيل السطح"، وسيتم تغليف سطحه بطبقة من جذور الهيدروكسيل شديدة الأكسدة، والتي سوف تتأكسد وتزيل المادة العضوية الممتزة على سطح الأنود. وفي الوقت نفسه، تحتوي مياه الصرف الصحي عالية الملوحة على كمية كبيرة من الكلوريد، وتنتج الأكسدة غير المباشرة أيضًا كمية كبيرة من الكلورات وهيبوكلوريت. ستعمل هذه المواد المؤكسدة القوية على تقليل تركيز COD ونيتروجين الأمونيا بشكل فعال في مياه الصرف الصحي عالية الملوحة.
3. اختيار أقطاب التيتانيوم المطلية لمعالجة مياه الصرف الصحي عالية الملوحة
في عملية معالجة مياه الصرف الصحي العضوية عالية التركيز عن طريق عملية الأكسدة التحفيزية الكهربائية على أساس أقطاب التيتانيوم المطلية، فإن القطب الكهربائي ليس فقط حامل توصيل تيار، ولكنه أيضًا محفز لتفاعل إزالة المواد العضوية. يؤثر اختيار مواد طلاء القطب بشكل مباشر على كفاءة التوصيل الحالي والأداء التحفيزي للقطب الكهربائي. رد الفعل الجانبي التنافسي الرئيسي في عملية الأكسدة التحفيزية الكهربائية هو ترسيب الأكسجين أو الكلور على سطح الأنود. ترتبط إمكانات تطور الأكسجين لطلاء الأنود بشكل إيجابي مع النشاط التحفيزي للقطب الكهربائي. كلما زادت إمكانات تطور الأكسجين في الطلاء الكهربائي، زاد النشاط التحفيزي، وارتفعت كفاءة إزالة المواد العضوية. ولذلك، فإن الشرط الضروري لاختيار الأنود هو أن مادة الطلاء يجب أن تتمتع بقدرة عالية على تطور الأكسجين.
في الوقت الحاضر، مواد أنود قطب التيتانيوم المطلي المستخدمة بشكل شائع لمياه الصرف الصحي العضوية عالية الملوحة هي Ti/SnO2.Sb2O3، Ti/PdO، Ti/RuO2.TiO2، Ti/RuO2.Ir2O3
تتمتع مادة القطب المطلي بـ Ti/SnO2.Sb2O3 بقدرة أعلى على تطور الأكسجين، لذلك يجب أن تتمتع بكفاءة تحفيزية وإزالة أعلى في عملية تحلل المواد العضوية. أظهرت الدراسات ذات الصلة أن أكسدة المواد العضوية بواسطة مواد طلاء الأنود مثل Pt وIrO2 وRuO2 تميل إلى التحول كهروكيميائيًا، أي أن الأحماض الدهنية المختلفة أو غيرها من المواد العضوية الجزيئية الصغيرة هي المنتجات النهائية، والكفاءة الحالية هي قليل؛ بينما يتم استخدام SnO2 وPbO2 كمواد أنودية، ويتم امتصاص عدد كبير من جذور الهيدروكسيل على سطح أكسيد المعدن، والذي يمكنه أكسدة المواد العضوية بالكامل إلى مواد غير عضوية مثل ثاني أكسيد الكربون والماء، وتكون الكفاءة الحالية أعلى.
تتمتع أقطاب التيتانيوم المطلية بأكسيد المعدن SnO2 وSbO2 بإمكانية تطور عالية للأكسجين، كما أن جذور الهيدروكسيل المتولدة على سطح الأنود تتأكسد بشدة للمواد العضوية، لذلك فهي أكثر ملاءمة لمعالجة مياه الصرف الصحي العضوية عالية الملوحة. في السنوات الأخيرة، من أجل مراعاة النشاط التحفيزي وعمر القطب الكهربائي لقطب التيتانيوم المطلي، تم تطوير أقطاب كهربائية مطلية متعددة الأبعاد Ti/IrO2·Ta2O5/SnO2 وTi/IrO2·Ta2O5/SbO2. يتمتع هذا النوع من الأقطاب الكهربائية بإمكانية تطور الأكسجين تصل إلى 1.77 فولت، ونشاط تحفيزي عالي، وأداء طلاء مستقر، وعمر طويل، ومعدل إزالة مواد عضوية مرتفع. يمكن استخدامه كقطب تيتانيوم مطلي مفضل لمعالجة مياه الصرف الصحي عالية الملوحة للأبحاث الرئيسية.
4. تطبيق أقطاب التيتانيوم المطلية في معالجة مياه الصرف الصحي العضوية عالية الملوحة
ليانغ تشنهاي وآخرون. تم استخدام أقطاب Ti/SnO2 المحضرة بالتحلل الحراري لمعالجة مياه الصرف الصحي التي تحتوي على نسبة عالية من الملح فينول، بمعدل تحويل فينول يبلغ 95.5% وكفاءة تيار تبلغ 73.5%.
تم تحضير الأقطاب الكهربائية المعدلة Ti/PbO2 بواسطة الأكسدة الحرارية، ومن ثم تم استخدام الأقطاب الكهربائية المعدلة والمخدرة بالحديد والنيكل والأقطاب الكهربائية غير المشابهة لمعالجة محاليل الفوكسين الحمضية. أظهرت النتائج التجريبية أن معدلات إزالة حمض الفوكسين بواسطة الأقطاب الكهربائية الثلاثة كانت جميعها أعلى من 90%، وكان معدل إزالة حمض الفوكسين بواسطة القطب الكهربائي المعدل بالنيكل مرتفعًا حتى 93%.
يساعد إدخال طبقة من IrO2 بين ركيزة التيتانيوم وSnO2-Sb2O5 في جعل TiO2 وSnO2 متماثلين وإضعاف تأثير التخميل لـ TiO2 على القطب، مما يمكن أن يحسن عمر القطب بشكل فعال. تم استخدام القطب المعدل لإجراء اختبار التحلل الكهربي على مياه الصرف الصحي ذات الكلوروفينول عالية الملوحة. أظهرت النتائج أنه عندما كانت نسبة الكتلة للطبقة الحفزية النشطة SnO2-Sb2O5 والطبقة المتوسطة IrO2 26، كان تأثير الإزالة هو الأفضل، ويمكن أن يصل معدل إزالة TOC إلى 95%.
5. احتياطات استخدام أقطاب التيتانيوم المطلية في معالجة مياه الصرف الصحي العضوية عالية الملوحة
تتمتع أيونات الفلورايد بنفاذية قوية وتآكل، مما قد يؤدي إلى تآكل طبقة أكسيد التيتانيوم وأغشية أكسيد الطلاء المعدني الأخرى على سطح ركيزة التيتانيوم، مما يتسبب في سقوط الطلاء على سطح قطب التيتانيوم، مما يقلل بشكل كبير من عمر القطب. قبل استخدام قطب التيتانيوم المطلي، يجب قياس تركيز أيونات الفلورايد في مياه الصرف الصحي. إذا كان تركيز أيون الفلورايد في مياه الصرف الصحي أكبر من 10 ملغم/لتر، فلا ينبغي استخدام عملية الأكسدة التحفيزية الكهربية المعتمدة على قطب التيتانيوم المطلي في المعالجة.
تتناسب الكثافة الحالية للقطب الكهربائي مع معدل إزالة المواد العضوية في مياه الصرف الصحي. كلما زادت كثافة التيار، زاد معدل إزالة المواد العضوية. ومع ذلك، فإن كثافة التيار المفرطة سوف تسبب تسخينًا شديدًا للقطب الكهربائي وسهولة تساقط الطلاء، مما سيؤدي إلى تقليل عمر القطب الكهربائي بشكل كبير. في معالجة مياه الصرف الصحي العضوية عالية الملوحة، يوصى بالمحافظة على كثافة التيار عند 500-1500A/m2.
يمكن لجهود نبض الشكل الموجي المختلفة لمصدر طاقة النبض أن تقلل بشكل كبير من استهلاك قطب التيتانيوم المطلي. يمكن أن يؤدي اختيار دورة عمل مناسبة إلى زيادة عمر القطب الكهربائي وتجنب تخميل القطب الكهربائي.
يحتوي القطب الكهربائي الشبكي على مساحة سطح محددة أكبر ووزن أخف من القطب الكهربائي اللوحي، مما يمكن أن يقلل بشكل كبير من تكلفة القطب الكهربائي. وفي الوقت نفسه، فإن توزيع مسار التوصيل الحالي غير المنتظم يمكن أن يقلل بشكل كبير من إمكانية تخميل القطب الكهربائي.
6. الاستنتاج
تتميز عملية التحفيز الكهربائي القائمة على تطبيق أقطاب التيتانيوم المطلية بمزايا التشغيل البسيط، وتدفق العملية القصير، والقدرة على التكيف القوية، والتفاعل السريع، وتأثير المعالجة الجيد، وعدم التلوث الثانوي. وله مزايا كبيرة في معالجة مياه الصرف الصحي عالية الملوحة وله آفاق تطبيق واسعة. ومع ذلك، هناك أيضًا مشكلات مثل التخميل السهل للأقطاب الكهربائية، ومواد الطلاء باهظة الثمن، والعمر القصير، وانخفاض كفاءة التيار. من أجل ضمان تصنيع أقطاب التيتانيوم المطلية لمياه الصرف الصحي عالية الملوحة، ينبغي تعزيز البحوث في الجوانب التالية:
(1) تعزيز الأبحاث حول أنواع طلاء الأقطاب الكهربائية، وطرق الاستخدام والصيانة، وما إلى ذلك لتجنب تخميل الأقطاب الكهربائية.
(2) تعزيز البحث في طلاءات العناصر الأرضية النادرة، والطلاءات المعدنية ذات العناصر الانتقالية الشائعة، وما إلى ذلك، ومحاولة تقليل تكلفة إنتاج أقطاب التيتانيوم المطلية.
(3) أثناء تعزيز الأبحاث حول طلاءات أكسيد المعادن، يجب علينا أيضًا تعزيز الأبحاث حول الطلاءات المركبة للمواد العضوية وأكاسيد المعادن، وذلك لتحسين عمر القطب الكهربائي مع ضمان النشاط التحفيزي للقطب الكهربائي.
(4) تعزيز البحث النظري وأبحاث تكنولوجيا المعالجة على أقطاب التيتانيوم المطلية، وتحقيق توحيد إنتاج الأقطاب الكهربائية، وتعزيز التطبيق الهندسي على نطاق واسع.
إذا كنت بحاجة إلى تقليل تكلفة معالجة مياه الصرف الصحي أو إعادة تدوير الموارد، يرجى الاتصال بالرقم: 18391894207 للتعاون في المشروع
الشركة: شركة باوجى ديناميك للتجارة المحدودة
الدولة : الصين
إضافة: طريق باوتي، جينتاى، مدينة باوجى، شنشى، الصين
الهاتف:+86 18391896637(واتساب)/18391894207
بريد جوجل:alisa@jmyunti.com
موقع الكتروني: www.jm-titanium.com
