催化內(nèi)電解(楊凱)

1、精選ppt第第 章：章：電解電解及及催化內(nèi)電解催化內(nèi)電解學(xué)號(hào)：學(xué)號(hào)：20140620772014062077姓名：姓名： 楊凱楊凱精選pptIs there a market for white label insurance produts?4.1 電解電解（1）：基本原理）：基本原理（2）：處理廢水的原理）：處理廢水的原理（3）：影響電解效率的因素）：影響電解效率的因素（4）：對電極板的改進(jìn)及應(yīng)用）：對電極板的改進(jìn)及應(yīng)用精選ppt4.1 （1） 電解的基本原理電解的基本原理 電解電解質(zhì)溶液在電解質(zhì)溶液在直流電流直流電流的的作用下，在陰、陽兩電極上分別產(chǎn)生氧作用下，在陰、陽兩電極上分別產(chǎn)生氧

2、化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程化反應(yīng)和還原反應(yīng)的過程。 精選ppt精選ppt4.1 （2） 電解在廢水處理中的原理電解在廢水處理中的原理 電解在凈化廢水過程中，共有4種凈化過程。過程1（電極表面處理過程）： 廢水中的溶解性污染物通過陽極氧化或陰極還原，生成氣體、不溶物沉淀及有毒化合物轉(zhuǎn)化成無毒的物質(zhì)等。精選ppt過程2（電解氧化還原過程）： 利用利用電極在電解過程中電極在電解過程中生成氧化或還原生成氧化或還原產(chǎn)物產(chǎn)物，與廢水中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)，與廢水中的污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氣體、不溶物沉淀等。生氣體、不溶物沉淀等。過程3（電解浮選過程）： 電解電解在在陽極處產(chǎn)生的氧氣泡陽極處產(chǎn)生的氧氣泡和

3、和陰極處產(chǎn)陰極處產(chǎn)生的氫氣泡生的氫氣泡吸附吸附廢水中的絮凝物并上浮，使廢水中的絮凝物并上浮，使污染物得以去除。污染物得以去除。精選ppt精選ppt過程3（電解凝聚過程）： 電解凝聚是以鋁、鐵等電解凝聚是以鋁、鐵等金屬金屬為陽極，為陽極，在直流電的作用下，陽極溶蝕，產(chǎn)生在直流電的作用下，陽極溶蝕，產(chǎn)生FeFe2+2+和和AlAl3+3+等離子等離子，再經(jīng)一系列水解、聚合及，再經(jīng)一系列水解、聚合及亞鐵的氧化過程，發(fā)展成為各種亞鐵的氧化過程，發(fā)展成為各種羥基絡(luò)合羥基絡(luò)合物物、多核羥基絡(luò)合物以至、多核羥基絡(luò)合物以至氫氧化物氫氧化物，使使廢廢水中的膠態(tài)雜質(zhì)及懸浮雜質(zhì)發(fā)生水中的膠態(tài)雜質(zhì)及懸浮雜質(zhì)發(fā)生絮凝沉

4、淀絮凝沉淀而分離而分離。精選ppt精選ppt4.1 （3） 影響電解效率的因素影響電解效率的因素電極材料 電解效率電解效率槽電壓 電能消耗電能消耗電流密度 隨廢水濃度而異隨廢水濃度而異 pH值 適合值適合值攪拌作用 促進(jìn)離子對流與擴(kuò)散，并起清潔電促進(jìn)離子對流與擴(kuò)散，并起清潔電 極表面的作用極表面的作用精選ppt4.1 （4） 對電極板的改進(jìn)對電極板的改進(jìn) 目前電解法的發(fā)展已經(jīng)相對完善，目前電解法的發(fā)展已經(jīng)相對完善，電極電極在該技術(shù)中起著關(guān)鍵作用，廢水的處在該技術(shù)中起著關(guān)鍵作用，廢水的處理效率主要取決于電極選擇的合理程度，理效率主要取決于電極選擇的合理程度，以后發(fā)展的主要方向以后發(fā)展的主要方向是

5、在電極材料方面的是在電極材料方面的開發(fā)和更新。開發(fā)和更新。精選ppt對兩種新型電極的簡單介紹（1）摻硼金剛石薄膜(BDD)電極精選ppt特點(diǎn)：特點(diǎn)： 在強(qiáng)酸介質(zhì)中其惰性表面仍具備低的吸附在強(qiáng)酸介質(zhì)中其惰性表面仍具備低的吸附特性和強(qiáng)的抗腐蝕性；在水和非水溶液中電解特性和強(qiáng)的抗腐蝕性；在水和非水溶液中電解時(shí)，都有較寬的電化學(xué)勢窗，與其他電極材料時(shí)，都有較寬的電化學(xué)勢窗，與其他電極材料相比，具有更好的化學(xué)、物理性能，表現(xiàn)出潛相比，具有更好的化學(xué)、物理性能，表現(xiàn)出潛在的應(yīng)用優(yōu)勢。在的應(yīng)用優(yōu)勢。精選pptBDDBDD薄膜電極在污水處理方面的應(yīng)用：薄膜電極在污水處理方面的應(yīng)用： 難降解焦化水的處理 難降解

6、酚類物質(zhì)的處理 農(nóng)藥污水的處理 大分子聚合物的處理 NONO3-3-的處理精選ppt（2）活性炭纖維(ACF)電極精選ppt特點(diǎn)：特點(diǎn)： 活性炭纖維活性炭纖維(ACF)(ACF)是一種是一種吸附能力很強(qiáng)吸附能力很強(qiáng)的的新型材料，具有比表面積大、吸附性能強(qiáng)、新型材料，具有比表面積大、吸附性能強(qiáng)、耐耐酸堿腐蝕、導(dǎo)電性能良好、電化學(xué)特性穩(wěn)定酸堿腐蝕、導(dǎo)電性能良好、電化學(xué)特性穩(wěn)定等等特點(diǎn)，適于用作電解反應(yīng)器的電極。特點(diǎn)，適于用作電解反應(yīng)器的電極。精選ppt（ACF)ACF)電極在污水處理方面的應(yīng)用：電極在污水處理方面的應(yīng)用：（1 1）對水中難降解有機(jī)物的去除）對水中難降解有機(jī)物的去除（2 2）對含磷、

7、氮廢水的去除）對含磷、氮廢水的去除精選ppt4.2 4.2 催化內(nèi)電解催化內(nèi)電解精選ppt通通(1) 內(nèi)電解及催化內(nèi)電解原理(2) 催化內(nèi)電解處理廢水原理(3) 影響催化內(nèi)電解效果的因素(4) 催化內(nèi)電解具體工藝的應(yīng)用催化內(nèi)電解催化內(nèi)電解精選ppt通通4.24.2（1 1）內(nèi)電解及催化內(nèi)電解原理）內(nèi)電解及催化內(nèi)電解原理內(nèi)電解：內(nèi)電解： 兩種具有不同電極電位的金屬或兩種具有不同電極電位的金屬或（金屬和非金屬金屬和非金屬）相互相互接觸接觸或或極為接極為接近近時(shí)時(shí)，當(dāng)浸沒在導(dǎo)電介質(zhì)中時(shí)，便形，當(dāng)浸沒在導(dǎo)電介質(zhì)中時(shí)，便形成原電池成原電池。精選ppt通通原電池原理圖原電池原理圖酸性酸性溶溶液中；液中；當(dāng)

8、鐵和當(dāng)鐵和銅銅沒有沒有外在導(dǎo)外在導(dǎo)體連接體連接時(shí)。時(shí)。精選ppt通通精選ppt通通酸性酸性溶溶液中；液中；當(dāng)鐵和當(dāng)鐵和銅銅有外有外在導(dǎo)體在導(dǎo)體連接時(shí)。連接時(shí)。原電池原理圖原電池原理圖精選ppt通通 以以鐵鐵碳碳內(nèi)電解為例，其基內(nèi)電解為例，其基本電極反應(yīng)如下：本電極反應(yīng)如下： 由于，鐵和碳之間存在1.5V的電位差，且污水構(gòu)成了電解質(zhì)溶液，所以該系統(tǒng)可構(gòu)成原電池。陽極（陽極（FeFe）：）：Fe - 2e Fe2+ 酸性條件下酸性條件下：陰極（陰極（C C）：）：2H+ + 2e H2 當(dāng)有氧存在時(shí)當(dāng)有氧存在時(shí)（堿性條件下）（堿性條件下），陰極反應(yīng)，陰極反應(yīng)如下：如下： O2 + 4H+ + 4e

9、 2H2O O2 + 2H2O + 4e 4OH- 精選ppt通通精選ppt通通精選ppt舉舉催化內(nèi)電解：催化內(nèi)電解： 在內(nèi)電解的基礎(chǔ)上，在內(nèi)電解的基礎(chǔ)上，（1） 將將FeC系統(tǒng)改為系統(tǒng)改為FeCu系統(tǒng)；系統(tǒng)；（2） 向微電解系統(tǒng)中加入催化劑。向微電解系統(tǒng)中加入催化劑。精選ppt一一催化內(nèi)電解發(fā)展的三個(gè)階段催化內(nèi)電解發(fā)展的三個(gè)階段1鐵碳2鐵銅3鐵鐵鍍銅構(gòu)成無數(shù)微小原電池，對廢水進(jìn)行處理。增大電位差，使得難生化，含苯環(huán)、雙鍵物質(zhì)降解。相對于2的優(yōu)點(diǎn)；（1）鐵、銅接觸面積大；（2）經(jīng)濟(jì)，節(jié)約精選ppt通通4.24.2（2 2）催化內(nèi)電解處理廢水的原理）催化內(nèi)電解處理廢水的原理催化內(nèi)電解法處理廢水主

10、要有催化內(nèi)電解法處理廢水主要有兩種目的兩種目的：（1 1）利用內(nèi)電解法直接降解廢水中的物質(zhì)，使利用內(nèi)電解法直接降解廢水中的物質(zhì)，使廢水達(dá)標(biāo)排放；廢水達(dá)標(biāo)排放；（2 2）是對那些生物難降解的物質(zhì)，利用催化內(nèi)是對那些生物難降解的物質(zhì)，利用催化內(nèi)電解法進(jìn)行預(yù)處理，提高廢水的可生化性電解法進(jìn)行預(yù)處理，提高廢水的可生化性，為后續(xù)為后續(xù)處理做準(zhǔn)備。處理做準(zhǔn)備。精選ppt反反催化內(nèi)電解反應(yīng)機(jī)理（1 1）還原作用）還原作用 單質(zhì)鐵的還原性：金屬活動(dòng)順序表中排在元素鐵后面的金屬離子可能被鐵置換出來并沉積在鐵表面； Fe2+的還原性：陽極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價(jià)鐵離子具有較強(qiáng)的還原能力，一些氧化性較強(qiáng)的離子或者化合物

11、能被Fe2+還原成毒性相對較小的還原態(tài)，例如，Cr6+在酸性條件下能被Fe2+還原Cr3+。精選ppt三三（2 2）電化學(xué)附集作用）電化學(xué)附集作用 當(dāng)鐵與碳或其他雜質(zhì)之間形成一個(gè)個(gè)小的原電池時(shí)，將在其周圍產(chǎn)生許多微電場，廢水中穩(wěn)定的膠體粒子、極性分子和細(xì)小分散的污染物受微電場的作用后便會(huì)發(fā)生電泳，向相反電荷的電極移動(dòng)，并且聚積在電極上，形成大顆粒而被附集，使廢水COD值降低。精選ppt（3 3）鐵的混凝作用）鐵的混凝作用 鐵內(nèi)電解法在處理廢水過程中會(huì)產(chǎn)生大量的 Fe2+和 Fe3+，由Fe3+水解生的氫氧化鐵膠體表面帶正電荷，是很好的混凝劑，能與廢水中帶相反電荷的一些物質(zhì)或者電解質(zhì)發(fā)生沉聚作用

12、。在中性或者堿性條件下，生成氫氧化鐵及氫氧化亞鐵能有效的吸附廢水中的大分子物質(zhì)。精選ppt（4 4）物理吸附）物理吸附 鐵屑、銅屑具有豐富的比表面積，顯出較高鐵屑、銅屑具有豐富的比表面積，顯出較高的表面活性，能吸附多種金屬離子，能促進(jìn)金的表面活性，能吸附多種金屬離子，能促進(jìn)金屬的去除。屬的去除。精選ppt（5 5）提供浮選動(dòng)力）提供浮選動(dòng)力 產(chǎn)生的微氣泡吸附懸浮性物質(zhì)，并將污染產(chǎn)生的微氣泡吸附懸浮性物質(zhì)，并將污染物帶到水體表面，加以去除。物帶到水體表面，加以去除。精選ppt4.24.2（3 3）影響催化內(nèi)電解效果的因素（1）鐵碳投加量：）鐵碳投加量： 鐵碳加入的量越多廢水處理效果會(huì)越好，但投鐵

13、碳加入的量越多廢水處理效果會(huì)越好，但投加量增大會(huì)增加后續(xù)處理工序的難度，鐵碳適宜的加量增大會(huì)增加后續(xù)處理工序的難度，鐵碳適宜的投加量為處理廢水總量的投加量為處理廢水總量的4%4%10 %10 %。（2 2）鐵與微量元素的投加比：）鐵與微量元素的投加比： 催化內(nèi)電解法中微量元素的投加起著催化內(nèi)電解法中微量元素的投加起著催化劑催化劑的的作用?，F(xiàn)在市場上燒結(jié)一體化的催化內(nèi)電解材料中作用?，F(xiàn)在市場上燒結(jié)一體化的催化內(nèi)電解材料中都含有微量元素。由于試驗(yàn)的保密性，具體比例不都含有微量元素。由于試驗(yàn)的保密性，具體比例不會(huì)說明。會(huì)說明。精選ppt觸觸（3）鐵碳比：）鐵碳比： 含碳量增多會(huì)增加原電池的數(shù)目，有助

14、于廢水含碳量增多會(huì)增加原電池的數(shù)目，有助于廢水的處理，但含碳量過多，反而抑制了原電池的電極的處理，但含碳量過多，反而抑制了原電池的電極反應(yīng)，更多的表現(xiàn)為碳的吸附作用。反應(yīng)，更多的表現(xiàn)為碳的吸附作用。（4 4）pHpH值：值： 催化內(nèi)電解使用的催化內(nèi)電解使用的pHpH范圍廣（范圍廣（pHpH約為約為3.03.011.011.0），不再僅僅局限于酸性廢水。），不再僅僅局限于酸性廢水。精選ppt類類（5）填料板結(jié)：）填料板結(jié)： 廢鐵屑的活性太強(qiáng)，所以，如果廢鐵屑之間沒廢鐵屑的活性太強(qiáng)，所以，如果廢鐵屑之間沒有東西把他們間隔開來就會(huì)相互粘接在一起，形成有東西把他們間隔開來就會(huì)相互粘接在一起，形成一個(gè)鐵

15、疙瘩，就會(huì)形成板結(jié)。一個(gè)鐵疙瘩，就會(huì)形成板結(jié)。 改進(jìn)方法：改進(jìn)方法：（1 1）改用現(xiàn)在市場上流行的鐵）改用現(xiàn)在市場上流行的鐵碳一體化填料；碳一體化填料；精選ppt旁旁鐵鐵碳一體化填料原理：碳一體化填料原理： 經(jīng)過高溫冶煉，鐵和碳融合為一體，這種鐵碳一體式結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出蜂窩狀構(gòu)架，將鐵和碳固定分開，這種構(gòu)架可以有效地防止板結(jié)。精選ppt通通（2 2）改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)）改變系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 改用單元化濾料改用單元化濾料 用防腐材料做許多個(gè)一定尺寸的立體框架，將反應(yīng)用防腐材料做許多個(gè)一定尺寸的立體框架，將反應(yīng)材料和催化劑混合均勻放入框架里，反應(yīng)一段時(shí)間后，材料和催化劑混合均勻放入框架里，反應(yīng)一段時(shí)間后，取出清理

16、，然后在進(jìn)行反應(yīng)。取出清理，然后在進(jìn)行反應(yīng)。精選ppt 改用填料塔改用填料塔 定期對填料進(jìn)行反沖洗可以防止板結(jié)；定期對填料進(jìn)行反沖洗可以防止板結(jié)；精選ppt 其他（個(gè)人想法）其他（個(gè)人想法）精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt精選ppt4.2(4) 4.2(4) 催化內(nèi)電解具體工藝的應(yīng)用催化內(nèi)電解具體工藝的應(yīng)用 催化內(nèi)電解工藝作為催化內(nèi)電解工藝作為物化預(yù)處理物化預(yù)處理方法，無方法，無論在試驗(yàn)研究還是在生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用方面，都論在試驗(yàn)研究還是在生產(chǎn)實(shí)踐的應(yīng)用方面，都取得了令人滿意的效果。且被廣泛地用于處理取得了令人滿意的效果。且被廣泛地用于處理含氰含氰、含鉻含鉻的的電鍍廢水電鍍廢水、印染廢水印

17、染廢水、染料廢水染料廢水、制藥廢水制藥廢水、生活垃圾廢水生活垃圾廢水等等的研究中。具體等等的研究中。具體的如表的如表1 1所示：所示：精選ppt表 1 微電解的應(yīng)用的行業(yè)精選ppt催化內(nèi)電解與其他工藝的聯(lián)用催化內(nèi)電解與其他工藝的聯(lián)用(1) 微波耦合超聲催化內(nèi)電解法處理廢水工藝(2) Fe/Cu催化內(nèi)電解-Fenton法聯(lián)合處理廢水（介紹）（介紹）(3) 催化鐵內(nèi)電解-懸浮填料CASS工藝處理化工廢水(4) 催化鐵內(nèi)電解-生物膜法處理化工廢水(5) 光催化氧化與內(nèi)電解法聯(lián)合處理有機(jī)染料廢水(6) 內(nèi)電解混凝沉淀-厭氧-好氧工藝處理醫(yī)藥廢水精選ppt工程實(shí)例工程實(shí)例（Fe/Cu催化內(nèi)電解-Fenton法聯(lián)合）（1 1）工程簡介：）工程簡介： 江蘇某醫(yī)藥化工廠主導(dǎo)產(chǎn)品為DL一萘普生，該產(chǎn)品主要原輔材料有：萘酚、甲醇、氧化鋅、甲苯、新戊二醇、鹽酸、片堿等。廢水主要來自?；?、水解等過程中產(chǎn)生的多股工藝水與設(shè)備沖洗的廢水。（2 2）水質(zhì)、水量：）水質(zhì)、水量： 廢水量600m3/d；水質(zhì)pH較低在23；有機(jī)物濃度高，可生化性差。 COD 、BOD5平均值為10000mgL和1000mgL，且含有毒性物質(zhì)，對微生物有一定的抑制作