陰陽陶粒微電解反應器是由山東大學多名教授、博士共同研發(fā)的,以陰陽陶粒作為電極材料的一種新型鐵碳微電解反應器,其工作原理為電化學原電池。
陰陽陶粒微電解反應器所用電極材料包含:Fe源,C源,電極極化劑(含稀土元素),粘結劑等。本裝置在處理難降解的廢水(如印染廢水、染料廢水)、有毒廢水(如電鍍廢水、醫(yī)院廢水等)及其他有機工業(yè)廢水(如醫(yī)藥中間體廢水、化工廢水等)時有著顯著的效果,具有很強的脫色、消毒和提高可生化性的功能。
陰陽陶粒微電解反應器的突出特點:
①克服了一般鐵碳微電解反應器的缺點,如板結和堵塞;
②由于特種電極極化劑的添加,使得CODcr和色度的去除效果明顯高于其他鐵碳微電解反應器。
陰陽陶粒微電解反應器具有緩沖pH值和溫度變化、控制鐵溶出率以及易于操作和運行簡單等優(yōu)點,可有效減少吉布斯自由能的損失,保證較高的處理效果。處理含偶氮型染料的廢水,本裝置已經取得良好的應用效果。CODcr去除率達到90%以上,色度去除率可達95%以上,而且廢水經內電解處理后獲得很高的B/C(由0.1提高到0.28以上),為后續(xù)的生化處理提供有利條件。
陰陽陶粒微電解反應器置的應用舉例:
目前,印染廢水是我國目前主要的有害、難處理工業(yè)廢水之一,主要包含帶有發(fā)色基團的染料有機物和印染助劑,其中,絕大多數為偶氮型(-N=N-)染料。偶氮型染料的主要發(fā)色基團為氮氮雙鍵(-N=N-),因此,打開氮氮雙鍵便能去除廢水中的色度。氮氮雙鍵的鍵能為456kJ/mol,即斷開氮氮雙鍵所需的能量為456kJ/mol,因此,如果外界提供的能量高于456kJ/mol,就能造成氮氮雙鍵的斷裂,廢水中的色度就能去除。根據能斯特方程,鐵碳內電解法的吉布斯自由能變(△G)為-645kJ/mol,即該電池能夠放出645kJ/mol的能量,高于氮氮雙鍵斷裂所需的能量(456kJ/mol),因此,鐵碳微電解反應器打開-N=N-雙鍵并去除污水的色度存在理論上的可能性。在實際工程中,受pH值、溫度、水力停留時間、鐵溶出率、曝氣量、進水濃度、運行條件以及操作條件等影響,一定程度上會造成吉布斯自由能的損失,從而降低處理效果。