Титановый анодный стержень

В отрасли водоочистки специальная обработка воды представляет собой область подразделения, ориентированную на экстремальные водные условия и потребности в очистке высокой сложности, которые трудно адаптировать к традиционным процессам. Такие сценарии обычно характеризуются высоким содержанием солей, высоким содержанием хлора, сильной кислотностью и щелочностью, сложной структурой загрязнителей и чрезвычайно высокими требованиями к точности очистки. Традиционные графитовые аноды и аноды из нержавеющей стали склонны к коррозии и растворению, имеют короткий срок службы и низкую эффективность очистки, что не может соответствовать требованиям долгосрочной-стабильной работы.Титановый анодный стерженьстал основным материалом электродов в области специальной очистки воды благодаря своей высокой электрохимической стабильности, сверх-низкому перенапряжению выделения кислорода и длительному сроку службы. Его приложения охватывают множество сегментированных сценариев, которые трудно реализовать с помощью традиционных процессов, обеспечивая эффективные и надежные решения для задач очистки воды высокой сложности.

Во-первых, существует специальный сценарий очистки сточных вод с высоким содержанием соли и хлора, которые широко образуются в таких отраслях, как угольная химия, производство фармацевтических промежуточных продуктов и синтез пестицидов. Общее содержание растворенных твердых веществ в сточных водах обычно превышает 30 000 мг/л, а концентрация хлорид-ионов достигает 10 000 мг/л. В то же время он содержит большое количество бензольного кольца и гетероциклических трудноразлагаемых органических загрязнителей с крайне плохой биоразлагаемостью. Традиционные биохимические процессы практически не способны непосредственно лечить его. Обычные электрохимические аноды могут подвергнуться серьезной коррозии в средах с таким высоким содержанием хлора всего за несколько месяцев, и даже могут возникнуть такие проблемы, как растворение электрода и превышение стандартов содержания тяжелых металлов. В таких случаях благодаря специальному покрытию MMO он обладает чрезвычайно высокой устойчивостью к проникновению хлорид-ионов и может стабильно электрокаталитически генерировать сильные окислительные вещества, такие как гидроксильные радикалы и ионы гипохлорита, в водной среде с высоким содержанием хлора.

Посредством непрямого окисления он эффективно разрушает молекулярные цепи трудно поддающихся разложению органических веществ, разлагает крупные молекулы трудно поддающихся разложению загрязняющих веществ на биоразлагаемые низкомолекулярные вещества и даже напрямую минерализует их до углекислого газа и воды. В проекте по очистке сточных вод с высоким содержанием солей на крупном углехимическом предприятии в Китае в качестве основных электрокаталитических компонентов использовались изделия с рутение-иридиевым покрытием, изготовленные по индивидуальному заказу. Они работали непрерывно и стабильно более 5 лет в экстремальных водных условиях с концентрацией хлорид-ионов 12000мг/л. Степень удаления ХПК из сточных вод оставалась стабильной на уровне более 45%, увеличивая соотношение B/C в сточных водах, которые изначально имели почти нулевую биоразлагаемость, с 0,08 до более 0,35. Это открыло путь для последующей биохимической очистки и полностью решило проблему очистки сточных вод с высоким содержанием солей и трудноразлагаемых органических веществ, которая преследовала отрасль в течение многих лет. В то же время ионы тяжелых металлов, таких как железо и хром, не будут осаждаться в сточные воды, что полностью позволяет избежать проблемы чрезмерного образования осадка, вызванной традиционной электрокоагуляцией с железным электродом.

Второй основной сценарий – это специальная обработка экстремальных водных сред с сильной кислотностью и щелочностью. Этот тип сценария обычно встречается в мокрой металлургии, кислых сточных водах горнодобывающих предприятий и сточных водах специальных химических производств. Значение pH сточных вод часто в течение длительного времени ниже 2 или выше 12. Обычные металлические и не-электроды быстро корродируют и растворяются в этой среде, что делает невозможным обеспечение непрерывной работы. Титановая подложкатитановый анодный стержень сам по себе обладает чрезвычайно высокой устойчивостью к кислотной и щелочной коррозии. В сочетании с инертным покрытием из оксида драгоценного металла он может сохранять структурную стабильность во всей водной среде со значением pH 0-14, без таких проблем, как растворение электрода и отслаивание покрытия. В проекте очистки кислотных сточных вод крупного медного рудника на юге значение pH сточных вод остается стабильным на уровне около 1,5 в течение длительного времени, и они содержат большое количество ионов тяжелых металлов, таких как медь, мышьяк и свинец.

Традиционный процесс нейтрализации и осаждения требует добавления большого количества извести, что приводит к огромному объему опасных отходов тяжелых металлов и чрезвычайно высоким затратам на последующую утилизацию. В проекте используетсятитановые анодные стержни построить систему электроосаждающей очистки, стабильно работающую в сильнокислой среде. Посредством реакций электрохимического восстановления ионы меди в сточных водах непосредственно электроосаждаются и восстанавливаются, при этом степень восстановления металлической меди составляет более 98%. В то же время тяжелые металлы, такие как мышьяк и свинец, одновременно преобразуются в стабильные твердые формы. Концентрация тяжелых металлов в сточных водах намного ниже национальных стандартов выбросов, что позволяет добиться восстановления ресурсов ценных металлов и значительно снизить образование опасных отходов. Проект стабильно работает в течение 4 лет без значительных потерь от коррозии, а затраты на эксплуатацию и техническое обслуживание составляют лишь 30% от стоимости традиционных процессов.

В некоторых сценариях специальной химической очистки сточных вод с высокой щелочностью он также может играть стабильную роль, удаляя органические аминные загрязнители из сточных вод посредством электрокаталитического окисления, решая проблему резкого снижения эффективности очистки традиционных процессов в сильнощелочной среде.

Третий ключевой сценарий применения — специальная дезинфекционная очистка сточных вод эпидемического и высокого биологического риска, которые в основном сосредоточены в инфекционных больницах, центрах контроля заболеваний, биологических лабораториях, цехах по производству вакцин и других объектах. Сточные воды содержат большое количество высокопатогенных вирусов, лекарственно--устойчивых бактерий и биологически активных факторов. Обычные процессы добавления гипохлорита натрия и ультрафиолетовая дезинфекция подвержены риску неполной дезинфекции, остатков вирусов и возможных побочных-продуктов дезинфекции. Высокоактивные окислители можно получать на месте с помощью электрохимии, без необходимости дополнительного хранения или применения химических дезинфицирующих средств.

Гидроксильные радикалы и активный хлор, образующиеся в результате электрокаталитических реакций, способны мгновенно разрушать структуру нуклеиновых кислот вирусов, достигая степени стерилизации 99,999% и полностью инактивируя высокопатогенные микроорганизмы в сточных водах. В проектах реконструкции сточных вод нескольких специализированных инфекционных больниц в Китае в 2022 году он широко используется в качестве основного компонента электрохимической дезинфекции для завершения глубокой дезинфекции перед тем, как сточные воды попадут в муниципальную трубопроводную сеть. Даже в случае значительных колебаний качества сточных вод можно стабильно достичь полной инактивации вируса без образования побочных продуктов дезинфекции,-вызванных традиционной дезинфекцией на основе хлора. Весь процесс дезинфекции не имеет вторичного загрязнения, а срок службы электрода превышает 3 года, что полностью соответствует требованиям безопасной обработки для биологических сценариев высокого-риска.

Кроме того, он также играет незаменимую роль в других сценариях специальной очистки воды, таких как предварительная очистка морской воды и радиоактивная очистка сточных вод. В сценарии предварительной-опреснения морской воды следовые количества эффективного хлора генерируются на месте в результате электролиза морской воды, что может постоянно подавлять адгезию морских организмов в трубопроводах морской воды без необходимости использования дополнительных химических веществ, избегая засорения трубопровода и микробного загрязнения мембран обратного осмоса, что значительно продлевает срок службы мембран для опреснения морской воды. При очистке сточных вод с низким-уровнем радиоактивностититановые анодные стержниможет обогащать и отделять радиоактивные нуклиды в сточных водах посредством электрокоагуляции и электроосаждения, значительно уменьшая объем радиоактивных сточных вод и снижая затраты на последующее отверждение и утилизацию. В то же время их чрезвычайно низкая скорость коррозии не вносит в сточные воды дополнительных примесей, что позволяет избежать увеличения сложности последующей очистки радиоактивных сточных вод.