三維電催化氧化設備

高級氧化電化學體系中以電能作觸發能，以無機物作引發劑，利用空氣中O2，通過下述的化學反應機制生成初生態的H₂O₂，再進一步分解生成羥基自由基（·OH），開發成功“三維三相電催化氧化”系列模塊，用于高濃度高鹽有機廢水及高氨氮廢水的預處理，對惰性有機物處理具有*的處理效率。其專有觸發催化填料和誘發劑在電場的激活作用下，利用自身晶格特點，電子云發生歧化，生成導帶、空穴，形成一個空間分布的電子云體系，在歧化電子云的作用下，發生水分子、有機物、氧分子的電子轉移，即氧化還原反應。空間分布的作用形式，加大了傳質面積，從而使反應在整個液相固相氣相接觸面上發生反應，而不是僅僅停留在傳統預處理的電極板之上，從而使平面的反應向空間體系內的反應發展，從而大大提高了反應速率。

由于廢水中，有機物分子含量一般不占主要優勢，故主要電極反應為水與電極的氧化還原反應，主要反應為羥基自由基的鏈式生成反應。

該反應主要過程如下：

首先，電催化氧化填料和誘發劑在外接交變DC電源作用下，自身晶格電子云發生歧化，生成導帶、空帶：

水分子在自然條件下存在電離平衡：

氫氧根接觸催化填料之后，空帶具有*的奪電子能力，奪取氫氧根電子，形成羥基自由基：

生成的羥基自由基的氧化還原電位為2.8V，僅次于自然界中氧化還原電位的氟的3.06V，因此羥基自由基的氧化能力*，它可以氧化幾乎所有的有機物，直至*礦化且無毒。羥基自由基迅速與廢水中的有機物反應，同時在誘發劑的作用下，誘導利用有機物自身能量參與反應形成連續觸發生成羥基自由基的鏈式反應，因此所需外加能量和反應時間極短。

觸發催化填料對有機物具高強的吸附能力，可對有機物進行富集，易于自由基對有機物的捕集，防止有機物隨水流外溢，通過微曝氣，利用空氣中的氧參與自由基的形成反應，保證濾料的活化，防止污堵及有死角.

主要發生如下反應：

反應原理：

1）H₂O₂的生成：

   O₂＋e^－® •O₂^－                  （1）

•O₂^－＋H^＋ ® HO₂•               （2）  或•O₂^－ ＋ HO₂•® O₂＋ HO₂^－  （4）

2 HO₂• ® H₂O₂ ＋O₂        （3）  HO₂^－ ＋H^＋ ® H₂O₂（5）

  2）•OH的生成：

H₂O₂＋e^－® OH^－＋•OH  （6）   

以上過程的綜合作用，降解水中的有機物、氨氮及總氮。

有機物組份首先通過羥基自由基，或者電極上的電子空穴，被氧化為二氧化碳和水。

該技術的優點：

“三維三相電催化氧化”工藝，在處理廢水過程中反應條件溫和，無需高溫高壓，無需投加其他藥劑，無需調整廢水的pH值，只需外加電場和誘發劑觸發其填料活性，即可完成處理反應。運行費用低，噸水成本根據水質濃度的不同電費約在2-10元之間。

主要優點：

   運行費用低：系統不需加任何化學學劑，只消耗較少量的電能.

   催發填料使用壽命長：在1450℃高溫燒結固化的多種茂金屬催化劑,耐酸堿及耐有機類性能*，可長期使用并可通過簡單處理再生。

   運行管理方便：可全自動運行，只需控制適度的進氣量，開關電源即可保證系統的運行.

   適用于高含鹽水：對高鹽份的水，水中的鹽份還可通過離子膜可分解成酸及堿，回收利用.

出水水質優良：有機物去除能力達60-90%，對高分子開環率幾乎達99%，對高色度的廢水脫色效率*.

適應性強：能量需要形式為被動一級反應，只需對電壓電流進行簡單調節便可對處理能力進行調整，耐受水質和水量變化幅度極大。

除油能力高：對油及油脂去除高達70-95%

停留時間短：反應全衰期一般在30min時間內。