Ράβδος ανόδου τιτανίου

Στην πίστα υποδιαίρεσης της βιομηχανίας επεξεργασίας νερού, η ειδική επεξεργασία νερού είναι ένα πεδίο υποδιαίρεσης που στοχεύει σε ακραία υδάτινα περιβάλλοντα και ανάγκες επεξεργασίας υψηλής δυσκολίας που είναι δύσκολο να προσαρμοστούν στις συμβατικές διαδικασίες. Τέτοια σενάρια έχουν γενικά τα χαρακτηριστικά υψηλής περιεκτικότητας σε αλάτι, υψηλού χλωρίου, ισχυρής οξύτητας και αλκαλικότητας, πολύπλοκων ρυπογόνων δομών και εξαιρετικά υψηλών απαιτήσεων ακρίβειας επεξεργασίας. Οι παραδοσιακές άνοδοι γραφίτη και οι άνοδοι από ανοξείδωτο χάλυβα είναι επιρρεπείς σε διάβρωση και διάλυση, μικρή διάρκεια ζωής και χαμηλή απόδοση επεξεργασίας, που δεν μπορούν να ανταποκριθούν στις απαιτήσεις της μακροπρόθεσμης- σταθερής λειτουργίας.Ράβδος ανόδου τιτανίουέχει γίνει υλικό πυρήνα ηλεκτροδίων στον τομέα της ειδικής επεξεργασίας νερού λόγω της ισχυρής ηλεκτροχημικής του σταθερότητας, του εξαιρετικά χαμηλού υπερβολικού δυναμικού έκλυσης οξυγόνου και της μεγάλης διάρκειας ζωής του. Οι εφαρμογές του έχουν καλύψει πολλαπλά τμηματικά σενάρια που είναι δύσκολο να ξεπεραστούν με τις συμβατικές διαδικασίες, παρέχοντας αποτελεσματικές και αξιόπιστες λύσεις για ανάγκες επεξεργασίας νερού υψηλής δυσκολίας.

Πρώτον, υπάρχει ένα ειδικό σενάριο επεξεργασίας για οργανικά λύματα υψηλής περιεκτικότητας σε αλάτι και υψηλή περιεκτικότητα σε χλώριο, τα οποία παράγονται ευρέως σε βιομηχανίες όπως η χημική άνθρακας, η φαρμακευτική ενδιάμεση παραγωγή και η σύνθεση φυτοφαρμάκων. Η συνολική περιεκτικότητα σε διαλυμένα στερεά στα λύματα συνήθως υπερβαίνει τα 30000 mg/L και η συγκέντρωση ιόντων χλωρίου φτάνει τα 10000 mg/L. Ταυτόχρονα περιέχει μεγάλη ποσότητα βενζολικού δακτυλίου και ετεροκυκλικούς δύσκολα αποικοδομήσιμους οργανικούς ρύπους, με εξαιρετικά κακή βιοδιασπασιμότητα. Οι παραδοσιακές βιοχημικές διεργασίες είναι σχεδόν ανίκανες να το αντιμετωπίσουν άμεσα. Οι συνηθισμένες ηλεκτροχημικές άνοδοι μπορούν να υποστούν σοβαρή διάβρωση σε περιβάλλοντα με τέτοια υψηλή περιεκτικότητα σε χλώριο μέσα σε λίγους μόνο μήνες, ενώ ακόμη και προβλήματα όπως η διάλυση ηλεκτροδίων και η υπέρβαση των προτύπων βαρέων μετάλλων. Σε τέτοια σενάρια, με την ειδική επίστρωση MMO, έχει εξαιρετικά ισχυρή αντίσταση στη διείσδυση ιόντων χλωρίου και μπορεί να δημιουργήσει σταθερά ηλεκτροκαταλυτικά ισχυρές οξειδωτικές ουσίες όπως ρίζες υδροξυλίου και ιόντα υποχλωριώδους σε περιβάλλοντα νερού υψηλής περιεκτικότητας σε χλώριο.

Μέσω της έμμεσης οξείδωσης, διασπά αποτελεσματικά τις μοριακές αλυσίδες της δύσκολα αποικοδομήσιμης οργανικής ύλης, αποσυνθέτει μεγάλα μόριο δύσκολα αποικοδομήσιμους ρύπους σε βιοαποικοδομήσιμες μικρομοριακές ουσίες και ακόμη και άμεσα τις μεταλλοποιεί σε διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Στο έργο επεξεργασίας λυμάτων υψηλής περιεκτικότητας σε αλάτι μιας μεγάλης χημικής επιχείρησης άνθρακα στην Κίνα, χρησιμοποιήθηκε προσαρμοσμένο προϊόν επικαλυμμένο με ιρίδιο ρουθηνίου ως βασικά ηλεκτροκαταλυτικά συστατικά. Λειτουργούσαν συνεχώς και σταθερά για περισσότερα από 5 χρόνια σε ακραία υδάτινα περιβάλλοντα με συγκέντρωση ιόντων χλωρίου 12000mg/L. Ο ρυθμός απομάκρυνσης COD των λυμάτων παρέμεινε σταθερός σε πάνω από 45%, αυξάνοντας την αναλογία B/C των λυμάτων, τα οποία αρχικά είχαν σχεδόν μηδενική βιοδιασπασιμότητα, από 0,08 σε πάνω από 0,35. Αυτό άνοιξε ένα μονοπάτι για επακόλουθη βιοχημική επεξεργασία και έλυσε πλήρως το πρόβλημα της υψηλής περιεκτικότητας σε αλάτι και της δύσκολα υποβαθμιζόμενης επεξεργασίας οργανικών λυμάτων που ταλαιπωρούσε τη βιομηχανία για πολλά χρόνια. Ταυτόχρονα, τα ιόντα βαρέων μετάλλων όπως ο σίδηρος και το χρώμιο δεν θα καθιζάνουν στα λύματα, αποφεύγοντας εντελώς το πρόβλημα της υπερβολικής παραγωγής λάσπης που προκαλείται από την παραδοσιακή ηλεκτροπήξη με ηλεκτρόδια σιδήρου.

Το δεύτερο βασικό σενάριο είναι η ειδική επεξεργασία ακραίων υδάτινων περιβαλλόντων με έντονη οξύτητα και αλκαλικότητα. Αυτός ο τύπος σεναρίου απαντάται συνήθως στην υγρή μεταλλουργία, στην εξόρυξη όξινων λυμάτων και στα λύματα ειδικής χημικής παραγωγής. Η τιμή pH των λυμάτων είναι συχνά χαμηλότερη από 2 ή μεγαλύτερη από 12 για μεγάλο χρονικό διάστημα. Τα συνηθισμένα μεταλλικά και μη{5}}ηλεκτρόδια θα διαβρωθούν και θα διαλυθούν γρήγορα σε αυτό το περιβάλλον, καθιστώντας αδύνατη την επίτευξη συνεχούς λειτουργίας. Το υπόστρωμα τιτανίου τουράβδος ανόδου τιτανίου έχει εξαιρετικά ισχυρή αντίσταση στην όξινη και αλκαλική διάβρωση. Σε συνδυασμό με μια αδρανή επίστρωση οξειδίου πολύτιμου μετάλλου, μπορεί να διατηρήσει τη δομική σταθερότητα σε ολόκληρο το υδάτινο περιβάλλον με τιμή pH 0-14, χωρίς προβλήματα όπως διάλυση ηλεκτροδίων και ξεφλούδισμα της επικάλυψης. Στο έργο επεξεργασίας λυμάτων όξινου ορυχείου ενός μεγάλου ορυχείου χαλκού στο νότο, η τιμή pH των λυμάτων παραμένει σταθερή γύρω στο 1,5 για μεγάλο χρονικό διάστημα και περιέχει μεγάλη ποσότητα ιόντων βαρέων μετάλλων όπως χαλκό, αρσενικό και μόλυβδο.

Η παραδοσιακή διαδικασία εξουδετέρωσης και καθίζησης απαιτεί την προσθήκη μεγάλης ποσότητας ασβέστη, με αποτέλεσμα τεράστια παραγωγή επικίνδυνων αποβλήτων βαρέων μετάλλων και εξαιρετικά υψηλό επακόλουθο κόστος διάθεσης. Το έργο χρησιμοποιείράβδοι ανόδου τιτανίου για την κατασκευή ενός συστήματος επεξεργασίας ηλεκτροαπόθεσης, το οποίο λειτουργεί σταθερά σε ένα ισχυρό όξινο περιβάλλον. Μέσω ηλεκτροχημικών αντιδράσεων αναγωγής, τα ιόντα χαλκού στα λύματα ηλεκτροεναπόθεσης και ανάκτησης απευθείας, με ποσοστό ανάκτησης άνω του 98% για τον μεταλλικό χαλκό. Ταυτόχρονα, βαρέα μέταλλα όπως το αρσενικό και ο μόλυβδος μετατρέπονται ταυτόχρονα σε σταθερές στερεές μορφές. Η συγκέντρωση βαρέων μετάλλων στα λύματα είναι πολύ χαμηλότερη από τα εθνικά πρότυπα εκπομπών, επιτυγχάνοντας την ανάκτηση πόρων πολύτιμων μετάλλων και μειώνοντας σημαντικά την παραγωγή επικίνδυνων αποβλήτων. Το έργο λειτουργεί σταθερά για 4 χρόνια χωρίς σημαντικές απώλειες διάβρωσης και το κόστος λειτουργίας και συντήρησης είναι μόνο το 30% των παραδοσιακών διεργασιών.

Σε ορισμένα εξαιρετικά αλκαλικά σενάρια ειδικής χημικής επεξεργασίας λυμάτων, μπορεί επίσης να διαδραματίσει σταθερό ρόλο αφαιρώντας οργανικούς αμινικούς ρύπους από τα λύματα μέσω ηλεκτροκαταλυτικής οξείδωσης, λύνοντας το σημείο πόνου της απότομης μείωσης της αποτελεσματικότητας επεξεργασίας των παραδοσιακών διεργασιών σε εξαιρετικά αλκαλικά περιβάλλοντα.

Το τρίτο βασικό σενάριο εφαρμογής είναι η ειδική επεξεργασία απολύμανσης επιδημικών και υψηλού βιολογικού κινδύνου λυμάτων, τα οποία συγκεντρώνονται κυρίως σε νοσοκομεία μολυσματικών ασθενειών, κέντρα ελέγχου ασθενειών, βιολογικά εργαστήρια, εργαστήρια παραγωγής εμβολίων και άλλους χώρους. Τα λύματα περιέχουν μεγάλη ποσότητα ιούς υψηλής παθογόνου δράσης, βακτήρια{1}ανθεκτικά στα φάρμακα και βιοδραστικούς παράγοντες. Οι συμβατικές διαδικασίες προσθήκης υποχλωριώδους νατρίου και απολύμανσης με υπεριώδη ακτινοβολία είναι επιρρεπείς στον κίνδυνο ατελούς απολύμανσης, υπολειμμάτων ιού και πιθανής απολύμανσης από-προϊόντα. Υψηλά ενεργές οξειδωτικές ουσίες μπορούν να δημιουργηθούν in situ μέσω ηλεκτροχημείας, χωρίς την ανάγκη πρόσθετης αποθήκευσης ή χημικών απολυμαντικών.

Οι ρίζες υδροξυλίου και το ενεργό χλώριο που παράγονται από ηλεκτροκαταλυτικές αντιδράσεις μπορούν να καταστρέψουν αμέσως τη δομή νουκλεϊκού οξέος των ιών, επιτυγχάνοντας ποσοστό αποστείρωσης 99,999% και αδρανοποιώντας πλήρως τους εξαιρετικά παθογόνους μικροοργανισμούς στα λύματα. Στα έργα ανακαίνισης λυμάτων πολλών καθορισμένων νοσοκομείων μολυσματικών ασθενειών στην Κίνα το 2022, χρησιμοποιείται ευρέως ως το βασικό συστατικό ηλεκτροχημικής απολύμανσης για την ολοκλήρωση της βαθιάς απολύμανσης πριν τα λύματα εισέλθουν στο δημοτικό δίκτυο αγωγών. Ακόμη και σε περίπτωση σημαντικών διακυμάνσεων στην ποιότητα των λυμάτων, μπορεί σταθερά να επιτύχει πλήρη απενεργοποίηση του ιού χωρίς να προκαλέσει απολύμανση από-προϊόντα που προκαλούνται από την παραδοσιακή απολύμανση με βάση το χλώριο. Ολόκληρη η διαδικασία απολύμανσης δεν έχει δευτερογενή ρύπανση και η διάρκεια ζωής του ηλεκτροδίου υπερβαίνει τα 3 χρόνια, ικανοποιώντας πλήρως τις απαιτήσεις επεξεργασίας ασφαλείας των βιολογικών σεναρίων υψηλού κινδύνου.

Επιπλέον, παίζει επίσης αναντικατάστατο ρόλο σε άλλα ειδικά σενάρια επεξεργασίας νερού όπως η προεπεξεργασία αφαλάτωσης θαλασσινού νερού και η επεξεργασία ραδιενεργών λυμάτων. Στο σενάριο προ-επεξεργασίας της αφαλάτωσης θαλασσινού νερού, ίχνη αποτελεσματικού χλωρίου παράγονται in situ με ηλεκτρόλυση θαλασσινού νερού, το οποίο μπορεί συνεχώς να αναστείλει την προσκόλληση θαλάσσιων οργανισμών στους αγωγούς θαλασσινού νερού χωρίς την ανάγκη πρόσθετων χημικών παραγόντων, αποφεύγοντας το μπλοκάρισμα του αγωγού και τη μεγάλη μικροβιακή μόλυνση της υπηρεσίας. μεμβράνες αφαλάτωσης θαλασσινού νερού. Στην επεξεργασία ραδιενεργών λυμάτων χαμηλού{3}}επιπέδου,ράβδοι ανόδου τιτανίουμπορεί να εμπλουτίσει και να διαχωρίσει ραδιενεργά νουκλεΐδια στα λύματα μέσω ηλεκτροπηξίας και ηλεκτροαπόθεσης, μειώνοντας σημαντικά τον όγκο των ραδιενεργών λυμάτων και μειώνοντας το κόστος της επακόλουθης στερεοποίησης και διάθεσης. Ταυτόχρονα, ο εξαιρετικά χαμηλός ρυθμός διάβρωσής τους δεν εισάγει πρόσθετες ακαθαρσίες στα λύματα, αποφεύγοντας την αύξηση της δυσκολίας μετέπειτα επεξεργασίας των ραδιενεργών λυμάτων.