인간이 살고 있는 세계 어디든, 생산업체가 있는 곳이라면 어디든 생활하수와 산업폐수 처리 문제가 있다고 해야 할 것입니다.
현재 하수처리에서 유기물을 제거하는 주요 방법은 생물학적 처리로 제거효율이 높고 처리비용이 저렴하다. 그러나 생물학적 처리방법으로 제거되는 오염물질은 물 속에서 쉽게 생분해되는(혹은 생분해되는) 물질이므로 생분해성 물질의 제거에는 거의 영향을 미치지 못한다. 일부 유기 물질은 미생물에 독성이 있습니다. 이러한 경우 생물학적 방법은 적합하지 않습니다.
전기분해란 전기분해 과정의 전기화학적 반응을 이용하여 각종 하수 속의 유해한 불순물을 제거하는 처리방법이다. 전기촉매산화법, 전기화학법이라고도 한다. 생활하수, 공장폐수 등의 물을 처리합니다. 2차 오염을 일으키지 않기 때문에 친환경 수처리 기술, 혹은 그린 수처리 기술이라 불립니다.
전문적인 관점에서 볼 때 소위 전기화학적 수처리 기술은 외부 전기장을 사용하여 특정 전기화학 반응기에서 일련의 설계된 화학 반응, 전기화학 공정 또는 물리적 공정을 통해 폐수에서 예상되는 오염 물질 제거를 달성합니다. 또는 유용한 재료를 재활용하려는 목적.
1930년대와 1940년대 초에 외국 학자들은 폐수 처리에 전기분해를 사용할 것을 제안했습니다. 당시에는 주로 폐수 중의 중금속 이온을 처리하는 데 사용되었습니다. 그러나 높은 에너지 소비, 전기 부족, 전기화학 이론의 한계로 인해 이 방법의 개발은 더뎠습니다. 1960년대와 1970년대에는 전력산업이 급속도로 발전했다. 코팅된 티타늄 양극에 대한 연구는 성공적이고 산업화되었습니다. 전기화학적 이론연구의 지속적인 심화를 통해 많은 유기화합물의 산화환원반응, 첨가반응 또는 분해반응이 전극에서 진행될 수 있음이 확인되었으며, 이는 전기촉매 산화를 통한 유기오염물질 분해의 이론적 기초를 제공하여 전기분해 기술의 응용을 촉진합니다. 수처리 중.
전기화학적 수처리 기술의 장점은 다음과 같습니다.
1. 전자 전달은 추가 산화 환원제를 추가할 필요 없이 전극과 폐수 구성 요소 사이에서만 수행되므로 추가 첨가제로 인한 2차 오염 문제를 피할 수 있습니다.
2.인가 전류 및 전압을 변경하여 반응 조건을 언제든지 조정할 수 있으며 제어성이 강합니다.
3. 공정 중 발생될 수 있는 활성산소는 폐수내의 유기오염물질과 직접적으로 무차별적으로 반응하여 이산화탄소, 물, 단순유기물로 분해되며 2차 오염이 없거나 거의 없습니다.
4. 반응 조건은 온화하며 전기 화학 공정은 일반적으로 상온 및 압력에서 수행 될 수 있습니다.
5. 원자로 장비와 그 작동은 일반적으로 상대적으로 간단하며 적절하게 설계되면 비용이 많이 들지 않습니다.
6. 하수 배출 규모가 작은 경우 현장 처리가 가능합니다.
7. 폐수에 금속 이온이 포함된 경우 음극과 양극이 동시에 작동하여(음극은 금속 이온을 감소시키고 양극은 유기물을 산화함) 처리 효율을 극대화하는 동시에 귀중한 화학 물질이나 금속을 회수하고 재사용할 수 있습니다.
8. 별도의 트리트먼트로 사용하거나 다른 트리트먼트와 결합하여 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 전처리로서 폐수의 생분해성을 향상시킬 수 있습니다.
9. 공기 부양, 응집 및 소독 기능이 있습니다.
10. 청소 공정으로서 장비는 작은 면적을 차지하며 특히 혼잡한 도시의 하수 처리에 적합합니다.
전기촉매산화 방식은 일반 화학반응에 비해 산화·환원 능력이 강하고, 화학약품의 소모가 적으며, 적응성이 강하고, 금속 등 유용물질의 재활용성이 뛰어나고, 자동화 제어가 용이한 장점이 있다. 따라서 탄화수소, 알데히드, 알코올을 함유한 용도에 사용하기에 적합합니다. 점차적으로 에테르, 페놀, 염료 등 유기 오염 폐수 처리에 사용됩니다.
생물학적 방법으로 처리하기 어려운 유기염소, 인, 황 등 합성의약폐수, 제지, 인쇄폐수는 전기화학적 처리를 통해 만족스러운 결과를 얻을 수 있습니다.
전기화학적 폐수처리의 원리
이론적으로 수용액 내의 모든 유기물은 산소 발생 반응 이전에 전기적으로 산화될 수 있지만 운동학적 이유로 인해 속도가 매우 느리고 CO2로 직접 산화하는 것은 더욱 어렵습니다.
유기물질의 전기화학적 산화 용이성은 소위 전기화학적 산화지수(EOI)로 평가할 수 있습니다. 값이 클수록 산화되기 쉬워집니다. EOI는 또한 전기분해 중에 달성할 수 있는 평균 전류 효율을 반영합니다. 또 다른 평가 지표는 전기화학적 산소 소비량(EOD)으로, 이는 전기분해 중에 생성된 산소 그램 수에 해당하는 유기물 그램당 전기화학적으로 산화하는 데 필요한 전력량을 나타냅니다. EOD는 다음 공식으로 계산할 수 있습니다.
EOD=여o2/W조직=(It/4F) (EOI) (32/Worg)(10-1)
수식에서 I,t는 전기분해 전류와 전기분해 시간입니다. (이 순간 순간 전류 효율은 0으로 떨어집니다.)
워그(Worg) - 유기물의 무게를 환산한 값입니다.
F--패러데이 상수입니다.
전기화학적 폐수 처리에는 직접 전기분해와 간접 전기분해의 두 가지 범주가 있습니다.