Tija anod din titan

În pista de subdiviziune a industriei de tratare a apei, tratarea specială a apei este un domeniu de subdiviziune care vizează mediile extreme de apă și nevoile de tratare cu dificultate mare care sunt greu de adaptat la procesele convenționale. Astfel de scenarii au, în general, caracteristicile unui nivel ridicat de sare, clor ridicat, aciditate și alcalinitate puternice, structuri poluante complexe și cerințe extrem de ridicate de precizie a tratamentului. Anozii tradiționali din grafit și anozii din oțel inoxidabil sunt predispuși la coroziune și dizolvare, durată de viață scurtă și eficiență scăzută a tratamentului, care nu pot îndeplini cerințele de funcționare stabilă pe termen lung-.Tija anod din titana devenit un material de bază pentru electrozi în domeniul tratării speciale a apei datorită stabilității electrochimice puternice, suprapotenţialului de evoluție ultra-de oxigen scăzut și duratei de viață lungi. Aplicațiile sale au acoperit mai multe scenarii segmentate care sunt dificil de depășit cu procesele convenționale, oferind soluții eficiente și fiabile pentru nevoile de tratare a apei cu dificultate ridicată.

În primul rând, există un scenariu de tratare special pentru apele uzate organice cu conținut ridicat de sare și clor, care sunt generate pe scară largă în industrii precum chimia cărbunelui, producția intermediară farmaceutică și sinteza pesticidelor. Conținutul total de solide dizolvate în apa uzată depășește de obicei 30000mg/L, iar concentrația de ioni de clorură este de până la 10000mg/L. În același timp, conține o cantitate mare de inel benzenic și poluanți organici heterociclici greu degradabili, cu biodegradabilitate extrem de slabă. Procesele biochimice tradiționale sunt aproape incapabile să o trateze direct. Anozii electrochimici obișnuiți pot experimenta coroziune severă în medii atât de ridicate de clor în doar câteva luni și pot apărea chiar probleme precum dizolvarea electrozilor și depășirea standardelor de metale grele. În astfel de scenarii, cu acoperirea specială MMO, are o rezistență extrem de puternică la penetrarea ionilor de clorură și poate genera stabil electrocatalitic substanțe oxidante puternice, cum ar fi radicalii hidroxil și ionii de hipoclorit în medii cu apă cu clor ridicat.

Prin oxidare indirectă, descompune eficient lanțurile moleculare ale materiei organice greu de degradat, descompune moleculele mari, greu de degradat, poluanții în substanțe biodegradabile cu molecule mici și chiar le mineralizează direct în dioxid de carbon și apă. În proiectul de tratare a apelor uzate cu conținut ridicat de sare al unei mari întreprinderi chimice de cărbune din China, au fost utilizate produse personalizate acoperite cu ruteniu iridiu ca componente electrocatalitice de bază. Au funcționat continuu și stabil timp de mai mult de 5 ani în medii de apă extreme, cu o concentrație de ioni de clorură de 12000mg/L. Rata de eliminare a COD a apei uzate a rămas stabilă la peste 45%, crescând raportul B/C al apei uzate, care inițial avea o biodegradabilitate aproape zero, de la 0,08 la peste 0,35. Acest lucru a deschis o cale pentru tratarea biochimică ulterioară și a rezolvat complet problema epurării apelor uzate organice cu conținut ridicat de sare și greu de degradat, care afectase industria de mulți ani. În același timp, ionii de metale grele precum fierul și cromul nu vor precipita în apele uzate, evitând complet problema producției excesive de nămol cauzată de electrocoagularea tradițională a electrodului de fier.

Al doilea scenariu de bază este tratarea specială a mediilor de apă extreme cu aciditate și alcalinitate puternice. Acest tip de scenariu se găsește în mod obișnuit în metalurgia umedă, exploatarea apelor uzate acide și a apelor uzate de producție chimică specială. Valoarea pH-ului apei uzate este adesea mai mică de 2 sau mai mare de 12 pentru o perioadă lungă de timp. Electrozii obișnuiți din metal și non--metalici se vor coroda și se vor dizolva rapid în acest mediu, făcând imposibilă funcționarea continuă. Substratul de titan altija de anod de titan în sine are o rezistență extrem de puternică la coroziune acidă și alcalină. Cuplat cu o acoperire inertă de oxid de metal prețios, poate menține stabilitatea structurală în întregul mediu de apă cu o valoare a pH-ului de 0-14, fără probleme precum dizolvarea electrodului și decojirea stratului. În proiectul de tratare a apelor uzate acide ale unei mine mari de cupru din sud, valoarea pH-ului apei uzate rămâne stabilă la aproximativ 1,5 pentru o lungă perioadă de timp și conține o cantitate mare de ioni de metale grele, cum ar fi cupru, arsen și plumb.

Procesul tradițional de neutralizare și precipitare necesită adăugarea unei cantități mari de var, rezultând o producție uriașă de deșeuri periculoase de metale grele și costuri ulterioare de eliminare extrem de mari. Proiectul folosestetije anodice de titan pentru a construi un sistem de tratare prin electrodepunere, care funcționează stabil într-un mediu puternic acid. Prin reacții electrochimice de reducere, ionii de cupru din apele uzate sunt electrodepuși și recuperați direct, cu o rată de recuperare de peste 98% pentru cuprul metalic. În același timp, metalele grele precum arsenul și plumbul sunt transformate simultan în forme solide stabile. Concentrația de metale grele în efluent este mult mai mică decât standardele naționale de emisie, realizând recuperarea resurselor de metale valoroase și reducând semnificativ producția de deșeuri periculoase. Proiectul rulează în mod constant de 4 ani fără pierderi semnificative de coroziune, iar costurile de operare și întreținere reprezintă doar 30% din procesele tradiționale.

În unele scenarii de tratare chimică specială a apelor uzate extrem de alcaline, poate juca un rol stabil prin eliminarea poluanților amine organice din apele uzate prin oxidare electrocatalitică, rezolvând punctul dureros al scăderii accentuate a eficienței de tratare a proceselor tradiționale în medii foarte alcaline.

Al treilea scenariu cheie de aplicare este tratarea specială de dezinfecție a apelor uzate epidemice și cu risc biologic ridicat, care este concentrată în principal în spitale de boli infecțioase, centre de control al bolilor, laboratoare biologice, ateliere de producție de vaccin și alte zone. Apa uzată conține o cantitate mare de viruși foarte patogeni, bacterii-rezistente la medicamente și factori bioactivi. Procesele convenționale de adăugare a hipoclorit de sodiu și de dezinfecție cu ultraviolete sunt predispuse la riscul de dezinfecție incompletă, reziduuri de virus și posibile dezinfecție prin-produse. Substantele oxidante foarte active pot fi generate in situ prin electrochimie, fara a fi nevoie de depozitare suplimentara sau dezinfectanti chimici.

Radicalii hidroxil și clorul activ generați de reacțiile electrocatalitice pot distruge instantaneu structura acidului nucleic a virusurilor, realizând o rată de sterilizare de 99,999% și inactivând complet microorganismele foarte patogene din apele uzate. În proiectele de renovare a apelor uzate ale mai multor spitale de boli infecțioase desemnate din China în 2022, este utilizat pe scară largă ca componentă de bază de dezinfecție electrochimică pentru a finaliza dezinfecția profundă înainte ca apa uzată să intre în rețeaua de conducte municipale. Chiar și în cazul unor fluctuații semnificative ale calității apei uzate, poate obține stabil inactivarea completă a virusului fără a produce dezinfecție cu-produse cauzate de dezinfecția tradițională pe bază de clor. Întregul proces de dezinfecție nu are poluare secundară, iar durata de viață a electrodului depășește 3 ani, îndeplinind pe deplin cerințele de tratament de siguranță ale scenariilor biologice cu risc ridicat-.

În plus, joacă, de asemenea, un rol de neînlocuit în alte scenarii speciale de tratare a apei, cum ar fi pretratarea desalinării apei de mare și tratarea apelor uzate radioactive. În scenariul de pre-tratare al desalinării apei de mare, urme de clor eficient sunt generate in situ prin electrolizarea apei de mare, care poate inhiba continuu aderența organismelor marine în conductele de apă de mare fără a fi nevoie de agenți chimici suplimentari, evitând blocarea conductelor și contaminarea microbiană a membranelor de osmoză inversă, extinzând foarte mult durata de viață a membranelor de apă. În tratarea apelor reziduale cu radioactivitate scăzută-,tije anodice de titanpoate îmbogăți și separa nuclizii radioactivi din apele uzate prin electrocoagulare și electrodepunere, reducând semnificativ volumul apelor uzate radioactive și reducând costul solidificării și eliminării ulterioare. În același timp, viteza lor de coroziune extrem de scăzută nu introduce impurități suplimentare în apele uzate, evitând creșterea dificultății epurării ulterioare a apelor uzate radioactive.