Dylid dweud, ym mhobman yn y byd lle mae bodau dynol yn byw a lle mae cwmnïau cynhyrchu, mae yna broblemau carthffosiaeth domestig a thrin dŵr gwastraff diwydiannol.
Ar hyn o bryd, y prif ddull ar gyfer tynnu deunydd organig mewn trin carthffosiaeth yw triniaeth fiolegol, sydd ag effeithlonrwydd tynnu uchel a chost triniaeth isel. Fodd bynnag, mae'r llygryddion sy'n cael eu tynnu trwy ddulliau triniaeth fiolegol yn sylweddau bioddiraddadwy (neu fioddiraddadwy) hawdd mewn dŵr, ac nid oes ganddynt bron unrhyw effaith ar gael gwared â sylweddau bioddiraddadwy. Mae rhai sylweddau organig yn wenwynig i ficro-organebau. Yn yr achosion hyn, nid yw dulliau biolegol yn addas.
Mae electrolysis yn ddull trin sy'n defnyddio adwaith electrocemegol y broses electrolysis i gael gwared ar amhureddau niweidiol mewn gwahanol garthffosiaeth. Fe'i gelwir hefyd yn ddull ocsideiddio electrocatalytig, neu ddull electrocemegol. Mae'n trin dŵr, gan gynnwys carthion domestig a dŵr gwastraff ffatri. Oherwydd nad yw'n achosi llygredd eilaidd ac felly fe'i gelwir yn dechnoleg trin dŵr sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd, neu'n dechnoleg trin dŵr gwyrdd.
O safbwynt proffesiynol, mae'r dechnoleg trin dŵr electrocemegol, fel y'i gelwir, yn defnyddio maes trydan allanol i sicrhau'r gwarediad disgwyliedig o lygryddion mewn dŵr gwastraff trwy gyfres o adweithiau cemegol, prosesau electrocemegol neu brosesau ffisegol mewn adweithydd electrocemegol penodol. neu ddiben ailgylchu deunyddiau defnyddiol.
Mor gynnar â'r 1930au a'r 1940au, cynigiodd ysgolheigion tramor y defnydd o electrolysis i drin dŵr gwastraff. Bryd hynny, fe'i defnyddiwyd yn bennaf i drin ïonau metel trwm mewn dŵr gwastraff. Fodd bynnag, oherwydd defnydd uchel o ynni, diffyg trydan a chyfyngiadau theori electrocemegol, roedd datblygiad y dull hwn yn araf. Yn y 1960au a'r 1970au, datblygodd y diwydiant pŵer trydan yn gyflym. Roedd yr ymchwil ar anodau titaniwm wedi'i orchuddio yn llwyddiannus ac yn ddiwydiannol. Cadarnhaodd dyfnhau parhaus ymchwil damcaniaethol electrocemegol y gellir Dargludo adweithiau rhydocs, adweithiau adio neu adweithiau dadelfennu llawer o gyfansoddion organig ar electrodau, mae hyn yn darparu sail ddamcaniaethol ar gyfer diraddio llygryddion organig trwy ocsidiad electrocatalytig, gan hyrwyddo cymhwyso technoleg electrolysis. mewn trin dŵr.
Mae manteision technoleg trin dŵr electrocemegol fel a ganlyn:
Dim ond rhwng yr electrod a'r cydrannau dŵr gwastraff y cynhelir trosglwyddiad 1.Electron, heb yr angen i ychwanegu asiantau rhydocs ychwanegol, gan osgoi problemau llygredd eilaidd a achosir gan ychwanegion ychwanegol.
2. Gellir addasu'r amodau adwaith ar unrhyw adeg trwy newid y cerrynt a'r foltedd cymhwysol, ac mae'r gallu i'w reoli yn gryf.
3. Mae'r radicalau rhydd y gellir eu cynhyrchu yn ystod y broses yn adweithio'n uniongyrchol â'r llygryddion organig yn y dŵr gwastraff yn ddiwahân, gan eu diraddio i mewn i garbon deuocsid, dŵr a mater organig syml, heb fawr o lygredd eilaidd, os o gwbl.
4. Mae'r amodau adwaith yn ysgafn, ac yn gyffredinol gellir cynnal y broses electrocemegol ar dymheredd a gwasgedd ystafell.
Mae offer 5.Reactor a'i weithrediad yn gyffredinol yn gymharol syml ac, os ydynt wedi'u cynllunio'n iawn, nid ydynt yn ddrud.
6.Os yw graddfa'r gollyngiad carthion yn fach, gellir cyflawni triniaeth ar y safle.
7.Pan fydd dŵr gwastraff yn cynnwys ïonau metel, gall y catod a'r anod weithio ar yr un pryd (mae'r catod yn lleihau ïonau metel ac mae'r anod yn ocsideiddio mater organig) i wneud y mwyaf o effeithlonrwydd triniaeth wrth adennill ac ailddefnyddio cemegau neu fetelau gwerthfawr.
8. Gellir ei ddefnyddio fel triniaeth ar wahân neu ei gyfuno â thriniaethau eraill. Er enghraifft, fel rhag-driniaeth, gall wella bioddiraddadwyedd dŵr gwastraff.
9.Mae ganddo swyddogaethau arnofio aer, flocculation a diheintio.
10.Fel proses lanhau, mae ei offer yn meddiannu ardal fach ac mae'n arbennig o addas ar gyfer trin carthffosiaeth mewn dinasoedd gorlawn.
Mae gan y dull ocsideiddio electrocatalytig fanteision galluoedd ocsideiddio a lleihau cryfach nag adweithiau cemegol cyffredin, llai o ddefnydd o gyfryngau cemegol, addasrwydd cryf, ailgylchadwyedd sylweddau defnyddiol fel metelau, a rheolaeth awtomeiddio hawdd. Felly, mae'n addas i'w ddefnyddio mewn cymwysiadau sy'n cynnwys hydrocarbonau, aldehydau, ac alcoholau Fe'i defnyddir yn raddol wrth drin dŵr gwastraff llygryddion organig fel ether, ffenol a llifynnau.
Ar gyfer clorin organig, ffosfforws, sylffwr a dŵr gwastraff fferyllol synthetig eraill, gwneud papur ac argraffu dŵr gwastraff sy'n anodd eu trin â dulliau biolegol, gellir cael canlyniadau boddhaol trwy driniaeth electrocemegol.
Egwyddorion trin dŵr gwastraff electrocemegol
Yn ddamcaniaethol, gall yr holl ddeunydd organig mewn hydoddiant dyfrllyd gael ei ocsidio'n drydanol cyn yr adwaith esblygiad ocsigen, ond oherwydd rhesymau cinetig, mae'r cyflymder yn araf iawn, ac mae ocsidiad uniongyrchol i CO2 hyd yn oed yn fwy anodd.
Gellir gwerthuso rhwyddineb ocsidiad electrocemegol sylweddau organig gan y mynegai ocsideiddio electrocemegol (EOI). Po fwyaf yw'r gwerth, yr hawsaf yw ocsideiddio. Mae'r EOI hefyd yn adlewyrchu'r effeithlonrwydd cerrynt cyfartalog y gellir ei gyflawni yn ystod electrolysis. Mynegai gwerthuso arall yw defnydd electrocemegol ocsigen (EOD), sy'n cyfeirio at faint o drydan sydd ei angen i ocsideiddio pob gram o ddeunydd organig yn electrocemegol sy'n cyfateb i nifer y gramau o ocsigen a gynhyrchir yn ystod electrolysis. Gellir cyfrifo EOD yn ôl y fformiwla ganlynol
EOD=Wo2/WOrg=(It/4F) (EOI) (32/Worg)({}}}}})
Yn y fformiwla, I,t - cerrynt electrolysis ac amser electrolysis (ar hyn o bryd, mae'r effeithlonrwydd cerrynt ar unwaith yn gostwng i sero);
Worg - pwysau'r deunydd organig a droswyd;
F--cyson Faraday.
Gellir rhannu triniaeth dŵr gwastraff electrocemegol yn ddau gategori: electrolysis uniongyrchol ac electrolysis anuniongyrchol.