تفسير شامل لـ "طريقة أكسدة الكترود الكهربائي BDD"

01

نظرة عامة على المفهوم

BDD electrode electrolytic oxidation is an advanced water treatment technology that uses "boron-doped diamond (BDD) electrode material" (considered to be an ideal electrochemical oxidation anode material - see the following description) to degrade organic pollutants in waterهذه الطريقة لها مزايا الكفاءة العالية، وحماية البيئة، ولا حاجة لإضافة المفاعلات الكيميائية. خلال عملية التحليل الكهربائي،يمكن للكهرباء BDD أن تؤكسد المواد العضوية في الماء بشكل مباشر أو غير مباشر إلى مواد غير عضوية غير سامة وغير ضارة (مثل ثاني أكسيد الكربون والماء)هذه التكنولوجيا مناسبة بشكل خاص لمعالجة وتدهور مياه الصرف الصحي العضوية عالية الخطورة، مثل مياه الصرف الصحي الصناعية من الصناعات الدوائية والمبيدات الحشرية والبتروكيماويات،صناعات بطاريات الليثيومهذا النوع من مياه الصرف الصحي العضوية له خصائص التركيز العالي، والتركيبة المعقدة، والكرومة العالية، والسمية القوية، والخصائص الكيميائية المستقرة، والتحلل الحيوي الصعب،ومدة طويلة.

(شرح إضافي):

1خصائص الأكسدة الكهروكيميائية للكهرباء BDD

BDD الكهرباء هي نوع جديد من الكهرباء متعددة الوظائف الفعالة. هيكل رابطة sp3 الخاص من الماس وموصياته بعد التعاطي تعطي BDD الكهرباء خصائص الكهروكيميائية ممتازة.

1 نافذة إمكانيات كهروكيميائية واسعة وإمكانيات تطور الأكسجين العالية: كلما كانت نافذة الإمكانيات أوسع (كلما ارتفعت إمكانيات تطور الأكسجين) ،كلما كان من الصعب أن يحدث تفاعل تطور الأكسجين، وكلما زادت احتمالية احتقان الملوثات العضوية في المنود ، مما يحسن من كفاءة معالجة مياه الصرف الصحي ويقلل من استهلاك الطاقة.

2 التيار الخلفي المنخفض والقدرة الكهربائية ذات الطبقة المزدوجة: فمن المفيد للكهرباء الماسية للكشف عن ملوثات آثار في الإلكتروليتات.

3أداء الكهروكيماوي المستقر ومقاومة التآكل: يمكن للكهرباء BDD أن تحافظ على استقرار جيد ونشاط الكهرباء في ظل الظروف الحمضية والحيادية والقلوية.

4 ليس من السهل التلوث ، مع وظيفة التنظيف الذاتي: سطح كهرباء BDD ليس من السهل التلوث من خلال "التسمم" ، ويتم الحفاظ على أداء الكهرباء.لأن "مفاعل" الأكسدة الكهروكيميائية هو الإلكترون، وهو عامل تفاعلي نظيف ، ولا يحتاج المواد المأكسة إلى إضافة في هذه العملية ، لا يوجد تلوث ثانوي.

يمكن القول أنه بسبب هذه الخصائص الأداءية بالضبط أن BDD الكهرباء هي الأساس لاختيار مواد الكهرباء المثالية.لضمان عرض الكمال لخصائص الكهروكيميائية للكهرباء BDD، يعد اختيار المواد وإعداد أقطاب BDD أمرًا حاسمًا بشكل خاص ، وبالتالي أصبحت نقطة ساخنة للبحث في السنوات الأخيرة.

2تحضير إلكترود BDD

ترسب البخار الكيميائي (CVD) هي واحدة من الطرق الشائعة لتوليف الماس. يتم تزويد كمية معينة من مصدر البورون في مصدر الغاز ،بحيث أن ذرات البورون تدخل شبكة الماس لتحل محل بعض ذرات الكربون وتصبح مراكز المقبولفي نفس الوقت، يتم إنشاء حاملات ثقوب في الشبكة، مما يسمح للإلكترونات بالتحرك بحرية في الشبكة، وسيتم تحويل الماس إلى أشباه الموصلات من النوع p.يمكن تحضير إلكترود BDD عن طريق إيداع الماس المضغوط بالبورون على رصيف ذو شكل ثابتطريقة CVD هي حالياً الطريقة الأكثر نضجاً لإعداد أقطاب BDD. يظهر الجدول 3 مقارنة وتطبيق طرق توليف CVD لأقطاب BDD الشائعة. كما هو مبين في الجدول 3,طريقة CVD بالأسلاك الساخنة هي حاليًا الطريقة الأكثر نضجًا واستخدامًا على نطاق واسع لإعداد أقطاب BDD ، ومن خلال الترتيب المعقول للأسلاك الساخنة ،يمكن الحصول بسهولة على منتجات صناعية كبيرة الحجم، والتي لديها إمكانية للتطبيق الصناعي.

3. اختيار الكهرباء BDD

يتطلب اختيار إلكترود BDD المناسب مراعاة شاملة لعوامل مثل مجال التطبيق وحجم الإلكترود ومادة الإلكترود وعملية إعداد الإلكترود.

1 مجالات التطبيق: تتمتع مجالات التطبيق المختلفة بمتطلبات مختلفة لأقطاب BDD. على سبيل المثال في معالجة المياه الكهروكيميائية،الالكترودات BDD تحتاج إلى خصائص كيميائية سطح مستقرة، أداء تحفيز الكهروكيماوي الممتاز، مقاومة قوية للتآكل، وفتحة إمكانات واسعة.

2حجم الإلكترود: اختر إلكترود BDD ذو الحجم المناسب وفقًا سيناريو التطبيق. بشكل عام ، كلما كان حجم الإلكترود أكبر ، كلما زادت قدرة معالجته.

3مواد الإلكترود: عند اختيار مواد الإلكترود، يجب مراعاة عوامل مثل الموصلات والاستقرار الكيميائي ومقاومة التآكل.وكذلك درجة التطابق بين مادة الأقطاب الكهربائية وسيناريو التطبيق.

4عملية إعداد الإلكترود: سوف تؤثر عمليات إعداد الإلكترود المختلفة على أداء الإلكترود.لذلك من الضروري اختيار عملية تحضير مناسبة للحصول على أقطاب BDD عالية الجودة.

02

مبدأ العمل

الأكسدة الكهروكيميائية هي عملية يحدث فيها تفاعل كهروكيميائي عن طريق التحكم في ظروف مثل الجهد أو التيار تحت ضغط
المجال الكهربائي الخارجي المنخفض. النتيجة هي انخفاض في محتوى الملوثات العضوية في الماء، أو التمعدن المباشر. من منظور عملية التفاعل،الكهرباء ذات الفيلم BDD تُكسّد المادة العضوية إلى ثاني أكسيد الكربون وبعض المواد غير العضوية البسيطة، مما يقلل من الطلب الكيميائي على الأكسجين (COD) للمادة العضوية.يمكن للكهرباء BDD أن تشكل طبقة من الجذور الهيدروكسيلية ذات خصائص أكسدة قوية على سطح الكهرباء، الذي له تأثير أكسدة قوي على مياه الصرف الصحي العضوية التي يصعب تدهورها مثل الفينولات والمتوسطة الدورة والاصباغات ومبيدات الآفات ومواد السطح النشطة.والذي يمكنه أن يعدّي المادة العضوية بالكامل.

03

التفاعل الكيميائي

تتضمن ردود الفعل في طريقة الأكسدة الإلكتروليتية بشكل رئيسي ردود الفعل الإلكتروليتية وردودكس. في ردود الفعل الإلكتروليتية،الكهرباء BDD تولد مجموعات أكسدة على سطح الكهرباء عن طريق تطبيق طاقة معينة، مثل الجذور الهيدروكسيل (OH-) ، الجذور الكبريتية، الجذور سوبروكسيد، الخ. هذه الأيونات تحويل المواد العضوية إلى مواد غير ضارة مثل ثاني أكسيد الكربون والماء من خلال تفاعلات ريدوكس.تتضمن عملية التفاعل المحددة خطوات مثل امتصاص المواد العضوية، نقل الإلكترونات وإعادة التكسير، وفي نهاية المطاف يحقق تدهور وإزالة المادة العضوية.

(شرح إضافي):

1تأثير وقت التفاعل على قدرة أكسدة كهرباء BDD

في طريقة أكسدة الكهرباء الكهربائية BDD ، يؤثر طول وقت التفاعل على عملية تفاعل الأكسدة وتوليد المنتج على سطح الكهرباء.وقت تفاعل أطول قد يسمح للمفاعلات على سطح الأقطاب الكهربائية أن تكون أكسدة بشكل أكثر اكتمالا، وبالتالي تحسين قدرة الأكسدة. ومع ذلك ، يمكن أن يؤدي وقت التفاعل الطويل جدًا إلى حدوث ردود فعل جانبية ، وتستهلك الكثير من الكهرباء ، وتقلل من الكفاءة.

لذلك من الضروري تحديد وقت التفاعل الأنسب وفقًا لنظام التفاعل المحدد والمواد المستهدفة.يمكن استخدام البحوث التجريبية لتقييم تأثير أوقات التفاعل المختلفة على قدرة الأكسدة وتحديد نطاق وقت التفاعل الأمثل.

الشكل 7 بروتود BDD في محلول 1 mol/L H2SO4 لوقتات تحليل كهربائي مختلفة

تأثير تدهور RB-19 وتغيير زاوية ترطيب السطح

2إذا تم تنفيذ تفاعل الأكسدة الكهربائية للكهرباء BDD لفترة طويلة جدا، قد تحدث ردود فعل جانبية محتملة.

1 تراكم الأكسجين: أثناء عملية التحليل الكهربائي ، قد يؤدي وقت التفاعل الطويل إلى تراكم الأكسجين على سطح الأقطاب الكهربائية ،يقلل من كفاءة التحليل الكهربائي وربما يؤثر سلبا على سطح الأقطاب الكهربائية.

2 تحلل المنتج: بعض منتجات التحليل الكهربائي قد تتحلل أو تتحول خلال وقت تفاعل طويل للغاية، مما يؤدي إلى عدم استقرار المنتج أو انخفاض فعاليته.

3 زيادة استهلاك الطاقة: سيؤدي وقت التفاعل الطويل إلى إهدار الطاقة وزيادة تكلفة عملية التحليل الكهربائي.

تعتمد ردود الفعل الجانبية المحددة على عوامل مثل نظام التفاعل وتكوين الإلكتروليتات وظروف العمل.يمكن تحسين كفاءة واستقرار الأكسدة الكهربائية عن طريق تحسين ظروف التفاعل، التحكم في وقت التفاعل واختيار مواد الكهرباء المناسبة.

04

تكوين العملية

تشتمل بنية عملية طريقة أكسدة الكترود الكهربائي BDD بشكل رئيسي على: مصدر الطاقة والخلية الكهربائية وكترود BDD والكاثود وجهاز معالجة غاز العادم.

مصدر الطاقة هو الجزء الرئيسي لتوفير الطاقة الكهربائية ، وتوفير الجهد والتيار المطلوبين للأقطاب الكهربائية في المحلل الكهربائي.وفقًا لمتطلبات المعالجة المختلفة وسيناريوهات التطبيق، يمكن اختيار قيم مصدر الطاقة المناسبة والجهد والتيار.

الخلية الكهربائية هي حاوية للتفاعل الكهربائي ، عادة ما تكون مصنوعة من مواد مقاومة للتآكل وعازلة جيدة. تم تجهيز الخلية الكهربائية بمنطقة الأنف والكاثود.يتم استخدام BDD كهرباء كالأنود ويتم توصيلها إلى الكاثود من خلال مصدر الطاقةأثناء عملية التحليل الكهربائي ، يتم إنشاء حقل كهربائي بين الأندود والكاثود ، مما يعزز هجرة الأيونات وردودكس.

جهاز معالجة غازات الذيل هو جهاز لمعالجة غازات الذيل المولدة أثناء عملية التحليل الكهربائي، والتي تتضمن عادةً الامتصاص والامتصاص والاحتراق وغيرها من الطرق.وفقًا لمكونات غازات التبخر المختلفة ومعايير الانبعاثات، حدد طريقة معالجة غازات الذيل المناسبة.

(شرح إضافي: متطلبات إمدادات الطاقة"الكهربائي"

عادة ما تتكون الخلية الكهربائية من لوحات الأقطاب الكهربائية والكهربائيات ومداخل ومخارج السائل.

إن بناء الخلية الكهربائية يحتاج إلى مراعاة مقاومة الأجهزة للتآكل، والقدرة على التوصيل، والسلامة، وتوفير الطاقة وحماية البيئة.مادة الخلية الكهربائية لديها مقاومة جيدة للتآكل وتصميم صغيرفي الوقت نفسه، فإنه يستخدم كفاءة وتوفير الطاقة لتزويد الطاقة ونظام التحكم للحد من استهلاك الطاقة والانبعاثات، وتلبية متطلبات حماية البيئة.

طريقة الأكسدة الكهربائية للكهرباء BDD لديها متطلبات عالية لتزويد الطاقة ، بما في ذلك أساسًا: يجب أن تكون نطاق الجهد قادرًا على تلبية احتياجات عملية التحليل الكهربائي.يجب أن يكون استقرار مصدر الطاقة جيدًا لضمان استقرار عملية التحليل الكهربائييجب أن تكون كفاءة إمدادات الطاقة عالية للحد من استهلاك الطاقة والانبعاثات ؛ يجب أن تلبي سلامة إمدادات الطاقة المعايير ذات الصلة ، إلخ.ضمان شامل لتأثير المعالجة واستقرار تشغيل المعدات.

05

نوع الالكتروليت

عادةً ما تستخدم المواد الكهربائية الحمضية محلولات حمضية قوية مثل حمض الكبريتيك وحمض البيركلوريك، والتي لها موصلة جيدة وقابلية للتأكسد، ولكنها ستسبب تآكل الأقطاب الكهربائية والمعدات.

يمكن أن تكون المواد الكهربائية المحايدة محلولات مثل كلوريد الصوديوم والكبريتات، والتي لها قيمة pH قريبة من المحايد ويمكن أن تقلل من التآكل في الأقطاب الكهربائية والمعدات،ولكن لديهم موصلة سيئة نسبيا.

يمكن أن تكون المواد الكهربائية القلوية محلولات قلوية قوية مثل هيدروكسيد البوتاسيوم وهيدروكسيد الصوديوم ، والتي لها موصلات جيدة ولكنها ستسبب تآكل الأقطاب الكهربائية والمعدات.

وفقا لمتطلبات التطبيق المحددة، يمكن أيضا اختيار أنواع أخرى من الكهربائيات، مثل الكهربائيات التي تحتوي على الفلور، الكهربائيات التي تحتوي على الكلور، الخ.يجب أن ينظر في اختيار المواد الكهربائية بشكل شامل إلى عوامل مثل سيناريوهات التطبيق المحددة، متطلبات المعالجة والتكاليف الاقتصادية.

06

خطوات العملية

1إعداد محلول مختلط: أولاً، إعداد محلول مختلط يحتوي على الملوث المستهدف.

2ضبط قيمة الـ pH: استخدم الحمض أو القلي لضبط قيمة الـ pH للمحلول إلى النطاق الأمثل لتحسين عملية التحليل الكهربائي وتحسين كفاءة العلاج.

3التحليل الكهربائي: ضع جهاز BDD الكهربائي في المحلول وأجري التحليل الكهربائي من خلال مصدر كهربائي متزامن. خلال عملية التحليل الكهربائي،الكهرباء BDD تقوم بتأكسيد المواد العضوية إلى مواد غير ضارة من خلال الأكسدة المباشرة على سطح لوحة الكهرباء أو تنتج منتجات وسيطة ذات قدرة أكسدة قوية، مثل سوبروكسيد، هيدروكسيل راديكال، هيبوكلوريت، الخ

4معالجة غازات الخلفية: سيتم إنتاج بعض غازات الخلفية، مثل الكلور وثاني أكسيد الكبريت، خلال عملية التحليل الكهربائي.الذي يحتاج إلى معالجة مناسبة لتجنب الضرر للبيئة والمستخدمين.

5التنظيف والصيانة: بعد التحليل الكهربائي ، من الضروري تنظيف الرواسب والشوائب على سطح الأقطاب الكهربائية للحفاظ على نشاط واستقرار الأقطاب الكهربائية.

6سجل بيانات المعالجة: سجل البيانات ذات الصلة خلال عملية المعالجة ، مثل التيار ، والجهد ، ووقت المعالجة ، وقيمة الـ pH ، وما إلى ذلك ، وتحليلها ومعالجتها حسب الحاجة.

(تفسير إضافي: يمكن مطابقة طريقة أكسدة BDD الكهربائية الكهربائية مع العملية)

1 طريقة التخثر والترسب: عن طريق إضافة مواد التخثر والمواد المعلقة والمواد الكولويدية في مياه الصرف الصحي تشكل رقائقوالتي يتم فصلها بعد ذلك عن طريق الرواسب في خزان الرواسبيمكن لهذه الطريقة إزالة المواد المعلقة والمواد الكولويدية في مياه الصرف الصحي بشكل فعال وتقليل صعوبة المعالجة اللاحقة.

2 طريقة الأكسدة المتقدمة: يمكن استخدام طريقة الأكسدة الالكترولية للكهرباء BDD في تركيبة مع تقنيات الأكسدة المتقدمة الأخرى ، مثل أكسدة الأوزون ، أكسدة فينتون ، إلخ.من خلال توليد الجذور الهيدروكسيلية (OH) ذات القدرة القوية على الأكسدة، يمكن تحويل المواد العضوية إلى مواد غير ضارة، وبالتالي تحسين تأثير المعالجة.

3 طريقة امتصاص الكربون المنشط: الكربون المنشط له مساحة سطحية محددة عالية وهيكل مسام، والتي يمكن أن تمتص المواد العضوية والمواد الضارة في مياه الصرف الصحي.عندما تستخدم مع طريقة أكسدة الكترود الكهربائي BDD، يمكن تحسين تأثير إزالة المواد العضوية.

4 طريقة المعالجة البيولوجية: من خلال استقلاب الكائنات الدقيقة، يتم تحويل المادة العضوية في مياه الصرف الصحي إلى مواد غير ضارة.وتشمل طرق المعالجة البيولوجية الشائعة طريقة الوحل النشط، طريقة الفيلم الحيوي ، إلخ. جنبا إلى جنب مع طريقة الأكسدة الكهربائية BDD ، يمكن أن تحسن من تأثير إزالة المواد العضوية وكفاءة المعالجة البيولوجية.

5 تكنولوجيا فصل الغشاء: من خلال تكنولوجيا تصفية الغشاء، يتم فصل المواد الجزيئية الكبيرة والأيونات والمواد العضوية في مياه الصرف الصحي وإزالتها.تتضمن تقنيات فصل الغشاء المستخدمة عادةً التصفية الفائقة، التصفية النانوية ، التناضح العكسي ، إلخ. جنبا إلى جنب مع طريقة أكسدة BDD الكهربائية ، يمكن أن تحسن تأثير إزالة المواد العضوية وكفاءة فصل الغشاء.

ويمكن اختيار هذه العمليات المتطابقة وتحسينها وفقًا لسيناريوهات التطبيق المحددة ومتطلبات المعالجة لتحسين آثار معالجة مياه الصرف الصحي وتقليل تكاليف المعالجة.

07

معدل إزالة COD

يتم حساب معدل إزالة COD عن طريق حساب الفرق بين تركيز COD في المدخل وتركيز COD في المخرج ، وقسمة الفرق على تركيز COD في المدخل ،ومن ثم مضروبة بنسبة 100%الصيغة المحددة هي: معدل إزالة COD (٪) = (مدخل COD - مخرج COD) / مدخل COD × 100٪. كلما كانت هذه النسبة أعلى ، كلما كان تأثير العلاج أفضل.

يتأثر معدل إزالة COD بعدة عوامل، بما في ذلك خصائص مياه الصرف الصحي وظروف التحليل الكهربائي ومواد الأقطاب الكهربائية.طريقة أكسدة BDD الكهربائية يمكن أن تحقق معدل إزالة COD أعلى لأنواع معينة من مياه الصرف الصحيأظهرت الدراسات أن هذه الطريقة يمكن أن تحقق معدل إزالة COD أكثر من 95٪ لمعظم مياه الصرف الصحي العضوية.

معدل إزالة COD من كهرباء BDD (بعد تفاعل 40 دقيقة) و EEO المقابلة

08

تقييم التأثير

1معدل إزالة الملوثات المستهدفة: يحسب معدل الإزالة عن طريق قياس تركيز الملوثات المستهدفة قبل وبعد المعالجة.هذه هي الطريقة الأكثر مباشرة لتقييم التأثير ويمكن أن تعكس بشكل بديهي تأثير العلاج.

2معدل إزالة المواد المضادة للكحول: المواد المضادة للكحول هو مؤشر شائع الاستخدام لجودة المياه.يمكن تقييم تأثير إزالة طريقة الأكسدة الكهربائية BDD على المواد العضوية.

3. معدل إزالة المواد الصلبة المعلقة (SS): يحسب معدل الإزالة عن طريق قياس تركيز SS قبل وبعد المعالجة. كلما ارتفع معدل إزالة SS ، كان تأثير المعالجة أفضل.

4معدل إزالة اللون: بالنسبة لبعض مياه الصرف الصحي الملونة،يمكن تقييم تأثير إزالة اللون من طريقة الأكسدة الكهربائية BDD عن طريق قياس تركيز اللون أو اللون قبل وبعد المعالجة.

5. معدل إزالة الغموض: تحسب معدل الإزالة عن طريق قياس تركيز الغموض قبل وبعد المعالجة. كلما ارتفع معدل إزالة الغموض، كان تأثير المعالجة أفضل.

6. B/C: نسبة الطلب الكيميائي الحيوي على الأكسجين إلى الطلب الكيميائي على الأكسجين. من خلال مقارنة B/C قبل وبعد معالجة مياه الصرف الصحي، the effect of electrochemical oxidation on the ring-opening and chain-breaking of difficult-to-degrade organic matter in wastewater and the effect of improving the biodegradability of wastewater are characterized.

7معدل الحد من السمية البيئية: عن طريق قياس مؤشر السمية البيئية لعينات المياه قبل وبعد المعالجةيمكن تقييم التأثير السام لطريقة أكسدة BDD الكهربائية على الكائنات المائية.

يجب اختيار طريقة التقييم المحددة وتعديلها وفقًا لحالة التطبيق الفعلية ومتطلبات المعالجة.

09

تحليل الإيجابيات والسلبيات

1المزايا:

1 معدل تدهور مرتفع: يمكن لأقطاب BDD إزالة المواد الضارة من مياه الصرف الصحي بكفاءة. وقد أظهرت الدراسات التجريبية أنه عندما تكون كثافة التيار 20mA / cm2 ، تكون قيمة pH 7.0، ومدة التفاعل هي 120 دقيقة ، وتأثير معالجة أقطاب BDD هو الأفضل ، ومعدلات إزالة COD والصبغة يمكن أن تصل إلى أكثر من 90٪.

2 نطاق واسع للتطبيق: مناسب لمعالجة مياه الصرف الصحي من الطباعة والصباغة ، والأدوية ، ومبيدات الآفات ، والمواد الكيميائية الدقيقة ، والبتروكيماويات ، وصناعة الفحم الكيميائية ، الخويمكنها إزالة المواد الضارة بفعالية مثل المواد العضوية الصعبة التدهور والنيتروجين الأمونيا في مياه الصرف الصحي;

3 مقاومة قوية للتآكل:يمكن أن يضمن الاستقرار الكيميائي العالي ومقاومة التآكل العالية لأقطاب BDD التشغيل المستقر للأقطاب على المدى الطويل ولن تتأثر بالشوائب في مياه الصرف الصحي;

4 التوافق البيئي العالي: يمكن دمجها مع تقنيات معالجة المياه الأخرى مثل فنتونالتحليل الضوئي والبرسلفات لبناء نظام ربط ثنائي أو ثلثي لتحلل الملوثات العضوية.

2العيوب:

1 تكلفة التحضير العالية: عادة ما يتم تحضير أقطاب BDD باستخدام تكنولوجيا CVD ، والمعدات مكلفة.

2استهلاك الطاقة العالي: طريقة أكسدة BDD الكهربائية تتطلب استهلاك الطاقة الكهربائية.

في الوقت الحاضر ، حققت شركة هونان شينفينغ للتكنولوجيا المحدودة في الصين مزايا واضحة في التكلفة من خلال التكرار المستمر للتكنولوجيا! في المستقبل ، ستكون هذه التكنولوجيا أكثر تنافسية.

10

التطبيق

نظراً لخصائصها الفيزيائية والكيميائية الفريدة ، تم استخدام أقطاب BDD على نطاق واسع في العديد من المجالات ، بما في ذلك أساساً: التوليف الكهروكيماوي وتجديد الموارد ، أجهزة الكشف وأجهزة الاستشعار ،مراقبة البيئة، الحساسية الحيوية ومعالجة المياه الكهروكيميائية.

1معالجة مياه الصرف الصحي عالية الخطورة: تعمل أجهزة BDD بشكل جيد في معالجة مياه الصرف الصحي الصناعية التي تحتوي على تركيزات عالية من المواد العضوية الصعبة التدهور.خاصة تلك المياه العادمة التي يمكن أن تكون ضارة بالبيئة وصحة الإنسان، مثل مياه الصرف الصحي الناتجة عن البتروكيماويات، طباعة النسيج وصبغها، مصانع الأدوية، مصانع التجميل، مصانع الورق، الخ.

2الاستشعار الحيوي: في مجال الاستشعار الحيوي ، تستخدم أقطاب BDD في التحليل الحيوي وإعداد أجهزة الاستشعار الحيوي ، مثل الكشف عن الحمض النووي ، وتحديد البروتين ، وما إلى ذلك.

3معالجة المياه الكهروكيميائية: في معالجة المياه ومعالجة مياه الصرف الصحي ، تستخدم أقطاب BDD لردود الأكسدة الكهروكيميائية وتقليصها للمساعدة في إزالة الملوثات من المياه.

تظهر هذه التطبيقات أهمية أقطاب BDD في الصناعة الحديثة وحماية البيئة ، وخاصة في توفير حلول نظيفة ومستدامة لمعالجة المياه.مع تقدم التكنولوجيا، من المتوقع أن تتوسع مجالات تطبيق أقطاب BDD أكثر.

(شرح إضافي):

1- معالجة المياه العادمة مسبقاً بواسطة طريقة أكسدة الكهربائيات الكهربائية BDD

1إزالة المواد المتعلقة والجسيمات: قد تعيق المواد المتعلقة والجسيمات المتعلقة في مياه الصرف الصحي تفاعل التحليل الكهربائي وتقلل من معدل إزالة COD.

2 تعديل قيمة الـ pH: BDD مناسبة لمدى pH واسع ، ولكن قيمة pH للمياه العادمة ستؤثر على معدل وتأثير تفاعل الأكسدة الكهربائية.من خلال ضبط نطاق قيمة pH للمياه العادمة بشكل صحيح من خلال المعالجة المسبقة، يمكن تحسين ظروف التفاعل الكهربائي ويمكن تحسين معدل إزالة COD.

3إزالة المواد العضوية: إذا كان هناك عدد كبير من المواد العضوية القابلة للتحلل بسهولة في مياه الصرف الصحي،كما أنها سوف تستهلك الجذور الحرة التي تنتجها التحلل الكهربائي وزيادة استهلاك الطاقة التحلل الكهربائي غير الضرورييمكن إزالة بعض المواد العضوية من خلال طرق مثل المعالجة البيولوجية أو الأكسدة الكيميائية لتحسين كفاءة استخدام BDD.

4إزالة أيونات المعادن الثقيلة: قد تسمم بعض أيونات المعادن الثقيلة إلكترود BDD وتقلل من نشاطه التحفيزي. أو قد تتساقط في الكاثود ، مما يؤثر على كفاءة التحليل الكهربائي.

يجب اختيار طرق المعالجة المسبقة المناسبة بناءً على خصائص مياه الصرف الصحي المحددة ومتطلبات المعالجة. يمكن للمعالجة المسبقة أن تساعد في تحسين قابلية المياه الصرف الصحي في التحليل الكهربائي.زيادة معدل إزالة COD، وضمان التشغيل الفعال لطريقة أكسدة الكترود BDD.

2مثال: معالجة مياه الصرف الصحي عالية الملح (طريقة أكسدة الكهربائية BDD)

طريقة أكسدة BDD الكهربائية الكهربائية لها تأثير كبير في معالجة مياه الصرف الصحي عالية الملح.والتي يمكن أن تمنع بفعالية تركيز الملح العالي في مياه الصرف الصحي عالية الملح من تآكل الأقطاب الكهربائية، ضمان استقرار وطول عمر الخدمة للقطارات.

عند معالجة مياه الصرف الصحي عالية الملح ، يمكن لوسيلة أكسدة BDD الكهربائية أن تؤكسد المادة العضوية في مياه الصرف الصحي إلى مواد غير ضارة عن طريق الأكسدة الكهروكيميائية ،تحلل المادة العضوية بفعالية، وتحسين نقاء الملح. في الوقت نفسه ، يمكن أن يحول أيضًا جزءًا من أيونات الكلوريد في مياه الصرف الصحي إلى غاز الكلور ، وما إلى ذلك ، مما يقلل من محتوى الملح في مياه الصرف الصحي.

إنه يمنح الراحة للعلاج اللاحق والإفراجطريقة الأكسدة الكهربائية الكهربائية BDD لديها مجموعة واسعة من سيناريوهات التطبيق لمعالجة مياه الصرف الصحي العضوية عالية الملحفي التطبيقات العملية ، من الضروري ضبط معايير العملية وفقًا لمتطلبات تكوين ومعالجة مياه الصرف الصحي المحددة للحصول على أفضل تأثير في المعالجة.

الشكل تأثير تدهور مياه الصرف الصحي عالية الملوحة (كبريت الصوديوم) ومياه الصرف الصحي الداخلية عالية الملوحة (كلوريد الصوديوم)

3العوامل الرئيسية لضمان أفضل تأثير المعالجة من طريقة أكسدة BDD الكهربائية

1 مواد الكهرباء عالية الكفاءة: اختيار مواد الكهرباء عالية الكفاءة ومستقرة هو الشرط الأساسي لضمان تأثير المعالجة.مقاومة للتآكل، موصلة، الخ من مواد الأقطاب الكهربائية سوف تؤثر على معدل التفاعل والكفاءة خلال عملية التحليل الكهربائي.

2 المادة الكهربائية المناسبة: وفقاً لأغراض المعالجة المختلفة، اختر صيغة المادة الكهربائية المناسبة وتركيزها.تكوين وتركيز الالكتروليت له تأثير مهم على معدل رد الفعل الكهرباءإنتاج المواد المأكسة وتأثير المعالجة.

3 ظروف الكهرباء المعقولة: التحكم في كثافة التيار، والقدرة، ودرجة الحرارة،الضغط والمعايير الأخرى أثناء عملية التحليل الكهربائي لجعل ظروف التحليل الكهربائي تصل إلى الحالة المثلى وتحسين تأثير المعالجة.

4 المواد المكسدة المناسبة: خلال عملية التحليل الكهربائي، من خلال إضافة كميات مناسبة من المواد المكسدة، مثل الكلور، الأكسجين، الخ.يمكن زيادة قدرة الأكسدة وتحسين كفاءة إزالة المواد الضارة.

5 تصميم عملية معقول: وفقاً لخصائص ومتطلبات كائن المعالجة، يتم إجراء تصميم عملية معقول، بما في ذلك هيكل الخلية الكهربائية.ترتيب الأقطاب الكهربائية، وسائل دخول المياه ومخرجاتها، الخ لتحسين تأثير المعالجة وتقليل استهلاك الطاقة.

التحكم التلقائي: تبني نظام التحكم التلقائي لتحقيق المراقبة في الوقت الحقيقي والتنظيم التلقائي لعملية التحليل الكهربائي.ضمان التشغيل المستقر لعملية التحليل الكهربائي وموثوقية تأثير المعالجة.

7 تدريب المشغلين: تعزيز تدريب المشغلين وإدارتهم، وتحسين مهاراتهم المهنية وجودتهم، وضمان توحيد ودقة العمليات،وتجنب انخفاض آثار العلاج بسبب العوامل البشرية.

11

آفاق التطبيق

1معالجة مياه الصرف الصناعي: طريقة أكسدة BDD الكهربائية يمكن أن تعالج بفعالية مياه الصرف الصناعي المختلفة، مثل الطباعة والصباغة مياه الصرف الصحي،مياه الصرف الصحي، الخ، تحسين نوعية المياه وخفض تركيزات الملوثات لتلبية معايير الانبعاثات.إنه لا يحول المواد العضوية الصعبة للتحلل إلى مواد قابلة للتحلل بسهولة فقط من خلال الأكسدة القوية، ولكن أيضا يزيل أيونات المعادن الثقيلة مثل الكروم والرصاص والزئبق، ويمكن أيضا معالجة مياه الصرف الصحي عالية الملح وتقليل تركيز الملح.

2التطبيق في مجال الطاقة:النشاط الكهربائي المحفز العالي للكهرباء BDD يجعلها لديها آفاق تطبيق في مجالات الطاقة مثل تحليل الكهرباء بالماء لإنتاج محفزات بطارية الهيدروجين والأكسدةومن المتوقع أن يحل المشاكل الرئيسية في تحويل الطاقة المتجددة وتخزينها وتعزيز تطوير الطاقة النظيفة.

3. التوليف العضوي: يمكن استخدام طريقة أكسدة BDD الكهربائية الكهربائية لتفاعلات التوليف العضوي ، مثل الأكسدة والحد من النترات والإستير.هذه التكنولوجيا لها مزايا الانتقائية العالية، ظروف التفاعل الخفيفة ونقاء المنتج العالي، والتي يمكن أن تحسن كفاءة وجودة التوليف العضوي.

4إزالة البيئة: يمكن استخدام أكسدة BDD الكهربائية لتحسين التربة والمياه الجوفية ، مثل إزالة الملوثات ، وإزالة التربة الملوثة والمياه الجوفية ، إلخ.هذه التكنولوجيا لها مزايا كونها صديقة للبيئة، مع تأثيرات علاج جيدة ومجموعة واسعة من التطبيقات.
5علم المواد: تحتوي أقطاب BDD نفسها على خصائص فيزيائية وكيميائية ممتازة ويمكن استخدامها كأساس لمواد جديدة، مثل المحفزات والأجهزة الاستشعارية والمواد الطبية الحيوية.

باختصار ، طريقة أكسدة BDD الكهربائية لديها آفاق تطبيق واسعة وإمكانات تطوير.مع التقدم المستمر للتكنولوجيا وتوسيع مجالات التطبيق، هذه التكنولوجيا سوف تلعب دورا هاما في مجالات أكثر.