山東帕克環(huán)保工程有限公司

電化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)上是一種在固液界面上發(fā)生的異相電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)，所以固液界面面積、電極電勢(shì)和電極表面反應(yīng)物種的形態(tài)及濃度是決定反應(yīng)速度(電流)的基本因素。常見的電化學(xué)反應(yīng)器多是二維反應(yīng)器，根據(jù)工作電極和輔助電極的形式，其又可分為平板式、圓筒式和圓盤式等反應(yīng)器。其中，二維平板式反應(yīng)器由于具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積電流密度大(時(shí)空產(chǎn)率高)、槽壓低等優(yōu)點(diǎn)，而被廣泛應(yīng)用于電化學(xué)工業(yè)中。

　　當(dāng)電解液中電導(dǎo)率較低時(shí)，二維電極處理效果不理想，需要投入大量電解質(zhì)以增強(qiáng)降解效果，加大了處理費(fèi)用。而三維電極是一種新型的電化學(xué)反應(yīng)器，它是在傳統(tǒng)二維電解槽電極間裝填粒狀或其它碎屑狀工作電極材料并使裝填工作電極材料表面帶電，成為新的一極，即第三極，克服了二維電極電解槽的面積體積比小、傳質(zhì)速度慢等缺點(diǎn)，提高了電流效率和水處理效果。較為典型的是三相流化床電極反應(yīng)器，它由于床層顆粒的劇烈擾動(dòng)使電解液濃度趨于均勻，顆粒表面的傳質(zhì)膜厚度得到有效降低，結(jié)合了吸附、表面催化、氧化還原等多種過程，從而大大提高廢水的處理效果。

　　目前，對(duì)電化學(xué)反應(yīng)器的研究還不夠深入，大部分的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)都還停留在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，而且工藝分析也不夠成熟。反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)不同，其處理效果也就會(huì)不同，應(yīng)根據(jù)不同需要設(shè)計(jì)出合理的二維、三維甚至多維反應(yīng)器并優(yōu)化操作參數(shù)以取得最優(yōu)效果。可通過改變現(xiàn)有反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)出科學(xué)而緊湊的床體結(jié)構(gòu)，選擇更加合適的填料，優(yōu)化各項(xiàng)操作參數(shù)，進(jìn)一步改進(jìn)反應(yīng)器的性能，另外還應(yīng)提高電化學(xué)反應(yīng)器的自動(dòng)化程度。

　　采用摻釕金屬氧化物電極的平行板反應(yīng)器氧化降解苯酚，并考察了初始pH值、溫度、支持電解液濃度、電流密度、流率和初始苯酚濃度對(duì)去除率的影響。結(jié)果，當(dāng)苯酚初始濃度為200mg/L、COD值為480mg/L時(shí)，去除率分別達(dá)到99.7%、88.9%。

　　通過計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)參數(shù)來確定如何放置電極、入口管、出口管的位置。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)器的所有反應(yīng)效率幾乎都與湍流強(qiáng)度有關(guān)。入水口和電極的位置所形成的入射角(LA)控制著整個(gè)反應(yīng)速率。結(jié)果表明，入射角為180°時(shí)的混合最佳，入射角在90°時(shí)混合最差。使用FluentTM所做的流動(dòng)模擬表明，湍流強(qiáng)度與反應(yīng)器效率的聯(lián)系十分緊密。

　　因此，還應(yīng)大力發(fā)展電催化氧化技術(shù)與其它傳統(tǒng)的化學(xué)法、物理化學(xué)法、生物法相結(jié)合，提高對(duì)污染物的去除率，減少對(duì)環(huán)境的危害。