原电池装置中回流通道的作用

『壹』 水如何变成氧气

水（H2O）如何变成氧气（O2）涉及到一个化学反应，通常称为水的电解。这个过程需要在适当的条件下进行，主要是通过电解水来将其分解成氢气（H2）和氧气（O2）。

电解水一般使用电解槽（electrolysis cell）进行。该电解槽通常由两个电极（阳极和阴极）和一个电解质溶液组成。在电解质溶液中加入适当的电解质，如氢氧化钠（NaOH）或硫酸（H2SO4），以提高电解过程的效率。

在该过程中，将正极连接至阳极，负极连接至阴极。当通电时，发生以下反应：

在阴极（负极）：2H2O + 2e- → H2 + 2OH-

在阳极（正极）：4OH- → O2 + 2H2O + 4e-

可以看到，在阴极处，水接受电子并还原为氢气；而在阳极处，水分解产生氧气和水。因此，通过水的电解，氧气可以从水中分离出来。

需要注意的是，水的电解是一个较为复杂的过程，需要适当的设备和条件来进行。此外，电解水是一种能量密集的过程，所以在实际应用中常需要考虑能源消耗和效率等问题。

电解水在许多不同的应用中发挥着重要作用。以下是一些常见的电解水应用：

1. 氢气产生：通过电解水，可以将水分解成氢气（H2）和氧气（O2）。这种电解水产生的氢气可以用作燃料电池的燃料，在能源领域具有潜在的应用前景。

2. 氧气产生：除了生成氢气，电解水还可以产生纯净的氧气。这些氧气可以用于医疗设备、工业过程和实验室应用等。

3. 金属电镀：在某些工业和制造过程中，电解水被用来进行金属电镀。通过在电解槽中加入金属盐溶液，并控制电解条件，可以使金属离子在阴极上还原并沉积在待镀物体表面，实现金属电镀的目的。

4. 水处理：电解水也可以用于水处理过程中，如消毒和除垢。在电解的过程中，产生的氧气和其他化学物质能够杀灭微生物和氧化有害物质，从而提高水的质量。

5. 氢氧化钠和氢氯酸生产：通过电解水中加入适当的电解质溶液，如氯化钠（NaCl）或氯化铁（FeCl2），可以产生氢氧化钠（NaOH）或氢氯酸（HCl）等化学物质。这些化学品在工业应用中具有广泛的用途。

总而言之，电解水具有许多重要的应用领域，包括氢气和氧气的生产、金属电镀、水处理以及一些化学品的生产等。随着可再生能源和清洁技术的发展，电解水作为一种可持续能源和化学品生产方式的潜力也越来越受到关注。

以下是一个电解水的例题：

问题：当通过电解水时，如果阳极是铂电极，阴极是铜电极，并且在电解槽中加入硫酸铜溶液作为电解质，预测电解过程中会发生什么？

答案：在该电解过程中，发生的主要反应如下：

在阴极（铜电极）处：

Cu2+ + 2e- → Cu

在阳极（铂电极）处：

4OH- → 2H2O + O2 + 4e-

因此，在电解过程中，铜离子在阴极上接受电子并还原为纯铜金属。同时，在阳极处，水分解产生氧气，其中氧气和水脱离了溶液。

需要注意的是，由于硫酸铜溶液中已经存在铜离子（Cu2+），所以阴极上还原的是来自溶液中的铜离子而不是水分子。这就意味着在电解过程中，铜电极上的铜离子浓度会下降，而硫酸铜溶液中的浓度将增加。

此外，电解过程还伴随着水的电离，生成的氢氧根离子（OH-）在电解过程中参与了反应。因此，在阴极处还原的同时，水的电解也导致了氧气和氢离子（H+）的产生。

这个例题中的电解水过程涉及到铜的沉积和氧气的释放，可以用来说明电解水过程中的电化学反应。

『贰』 化工、食品、印染企业废水中最有效的降低COD方法

·水污染防治·��
微电解-催化氧化-SBR法处理染料废水试验研究
Testing Study on Electrolysis-Catalytic Oxidation-SBR Process� for Treating Dyeing Wastewater��
李川（南京林业大学森林资源与环境学院南京210037）�
夏洁（美国奥克拉何玛州劳顿市工程部）��
摘要对微电解-催化氧化-SBR法处理染料废水进行了实验研究。通过探讨体系的最佳条件，得出结果。用微电解-催化氧化-SBR法处理染料水，其COD��Cr�和色度的去除率都达到90%以上，排放水的COD��Cr�值小于200mg/L，色度小于100，达到国家二级排放标准（pH6~9，色度为100，COD��Cr�为200）。�
关键词微电解法催化氧化SBR法染料废水色度CODcr��
AbstractResearch on electrolysis-catalytic oxidation-SBR process to treat dyeing wastewater were concted.
Treatment effectiveness under optimal conditions were analyzed and results were discussed.With the
electrolysis-catalytic oxidation-SBR process,the study showed approximately 90% removal rate for both
chroma and COD��Cr�.After the treatment,with less than 200mg/L in COD��Cr� and less than 100
in chroma,the effluent reached national second discharge level.�
Key wordsElectrolysis ProcessCatalytic OxidationSBR ProcessDyeing WastewaterChromaCOD��Cr�
1前言
染料在纺织厂、染化厂和造纸厂中广泛使用。目前，投放市场的染料全世界多达3万多种，每年排放到环境中的染料就高达60多万吨��〔1〕�。合成的染料因其结构复杂、品种繁多、化学稳定性高而生物可降解性低，且多数还有三致作用，从而成为重要的环境污染物��〔2〕�。目前国内外常用的处理方法有物理化学法和生物法。国内对染料化工废水的处理一般采用传统的二级生物处理法，废水经二级处理后，虽然能改善出水水质，但其对色度和难降解有机物的去除效果甚差；发达国家处理染料化工废水时常用三级处理法，即在常规生物处理之后再进行活性碳的吸附处理。三级处理虽然能有效的去除染料化工废水中的有机物和色度，但处理费用十分昂贵，难以在我国普遍应用。本试验对这一难题进行了探讨，希望找到适合我国国情的治理染料废水的方法。��
2试验方法与装置
2.1试验设计
本试验采用微电解、催化氧化和生物处理法相串联的工艺处理染料化工废水。�
微电解是利用Fe+C构成原电池来处理废水的��〔4〕�；催化氧化是以特定的氧化剂在催化剂的作用下，通过化学反应而达到处理的目的；SBR法，即序批式活性污泥法亦称厌氧——好氧间歇式活性污泥法，是通过好氧、缺氧交替进行的污水处理工艺��〔5〕�。�
2.2废水水质与特点�
试验废水全部取自于镇江市某化工厂。该厂以生产染料及中间体为主，主要产品有邻氨基苯甲醚、2-氨基，4-硝基甲苯、间硝基苯甲酸、2-硝基，4-甲基苯胺、对硝基苯胺等产品。该厂在生产过程中排出大量废水，COD��Cr�值为5600mg/L，BOD�5为358mg/L，色度在800左右，pH为2~3。废水BOD�5/COD��Cr�值为0.064，可生化性很差。�
2.3工艺流程
该厂废水经两级物化后进入生化阶段，主要流程见图1。�
图1微电解-催化氧化-SBR法处理染料废水工艺流程

该工艺预处理池主要是去除焦油及部分悬浮物；调节匀质池进行液位控制；中和反应池中加入石灰中和，调节pH值；中间水池起到缓冲的作用。��
3废水处理工艺
3.1微电解
试验对一些影响测试结果的因素，诸如停留时间，pH，铁碳比，染料废水初始色度，活性炭活化等分别进行了具体研究，研究发现降低pH值，延长停留时间，适宜的铁碳比，活性炭表面的活化都有利于进一步提高脱色率。于是选择一个最佳条件组合（停留时间为20min,pH值为1，铁碳比为7，活性炭经活化）来进行重复实验，观察色度去除情况，见表1。��
表1综合实验结果�
次数进水色度（倍）出水色度（倍）脱色率/%

18005593
28004095
38005094
48004594
58005094
平均值8004894�
表1结果表明，综合实验效果很好，且重复性好。微电解法对色度有很好的去除率，但对COD的去除率却不理想，无论条件如何改变，其COD去除率一般为30%~40%，BOD�5/CODcr=358/3650=0.10，可生化性较差，仍不能直接进入生物处理阶段，故必须进行进一步物化，以去除COD。�
3.2催化氧化�
催化氧化是以特定的氧化剂在催化剂的作用下，通过化学反应使废水中呈溶解状态的无机物质和有机物质氧化成微毒、无毒的物质，或转化成容易与水分离的形态，从而达到处理的目的。本实验使用的氧化剂是ClO�2，催化剂是氧化镍。�
为了探索催化氧化的最佳试验条件，以出水的COD��Cr�作为指标，按L�9（3�4）正交表进行正交试验，列表2��〔6〕�。��
表2正交水平因素�
水平ClO�2加入量（A）pH（B）曝气量（C）反时间应（D）
K�10.170.2L/h1h
K�20.540.4L/h2h
K�3110.6L/h3h
按正交表的条件进行实验，用极差分析来分析结果，发现pH值为主要因素，其次为ClO�2的加入量，再次曝气量，而反应时间的影响较小。�
根据实验选定pH为1，ClO�2加入量为�0.5%，�曝气量为0.6L/h，反应时间为1h，做五次重复实验，所得结果见表3。�
表3重现性实验结果�
次数12345平均值
COD��Cr�/mg·L��-1�858877864881874871
经处理后废水CDO��Cr�为871mg/L，去除率为76%，BOD�5/COD��Cr�=0.41，废水的可生化性明显上升，可利用生化手段来进行最终的处理。3.3SBR法�
经物化处理后的废水在集水池内混合，经匀质后，由泵提升至SBR反应池。SBR反应池是废水处理的主体构筑物。�
按正交表L�9（3�4）设了四个因素，三个水平。现设pH、温度、曝气、周期，四因素的三个水平分别K�1、K�2、K�3，列表4。��
表4正交水平因素�
水平pH（A）温度（B）曝气（C）周期（D）
K�14.018℃0.02L/min8h
K�25.019℃0.03L/min10h
K�36.020℃0.04L/min12h
用正交实验法发现温度是影响SBR法处理效果的一个重要因素，其次是pH值、曝气、周期��〔5〕�。选定pH为5，温度为20℃，COD��Cr�负荷4.05kg/m�3·d、曝气0.03L/min时，反应时间为12h，做五次重复实验，见表5。��
表5重现性实验结果�
次数进水COD��Cr�出水COD��Cr�COD��Cr�去除率/%
187213485
286016581
388218379
487415682
586714483
平均值87115682
由表5可见，经SBR法处理后废水COD��Cr�为156mg/L，去除率为82%。��
4结论
（1）微电解技术可以有效的去除染料废水的色度（去除率达94%以上）。降低pH值，延长停留时间，适宜的铁碳比，活性炭表面的活化都有利于进一步提高脱色率，但条件的选择应结合工程实际。�
（2）催化氧化可大幅度降低COD��Cr�值，去除率达76%，且废水的可生化性提高，有利于后续的生化反应。反应时的pH值、加药量、曝气量、反应时间都是影响处理效果的因素，其重要性依次降低。�
（3）SBR工艺简单易行，有效去除COD��Cr�，使废水达国家二级标准排放。温度是影响SBR法处理效果的一个重要因素，其次是pH值、曝气、周期。�
（4）用微电解-催化氧化-SBR流程处理染料废水，其COD��Cr�和色度的去除率都达到90%以上，排放水的COD��Cr�值小于200mg/L，色度小于100，达到国家二级排放标准。

『叁』 我公司欲上进口喷涂线一条，污水处理有哪些方法，要求达到国家二级排放标准，设备土建安装预计投资需要多

常用处理方法
一·生产废水篇
1.工业污水的治理方法
一种处理工业污水的方法，属于污水处理技术领域。其是将污水引往集水池，对集水池末尾一格调节pH，用一级溶气水泵提升到一级压力溶气罐，同时吸入空气和聚凝脱色剂，将在一级压力溶气罐内的一级饱和溶气水骤然释放到一级气浮池形成一级处理水；一级处理水溢入缓冲池，再在控制pH用二级溶气水泵将一级处理水提升至二级压力溶气罐内，同时吸入空气和聚凝脱色剂，将二级压力溶气罐内的二级饱和溶气水骤然释放到二级气浮池形成二级处理水并自溢至沉淀池沉淀后排放；一、二级气浮池中的浮泥入浮泥池，压滤成滤饼，滤液回引至集水池。本方法处理的工业污水的CODcr、脱色率、SS、BOD5的去除率分别为80～90％、95％、90％以上、75－80％，符合GB8978－1996一级水排放标准。沼气发电是集环保和节能于一体的能源综合利用新技术。它利用工业污水经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组发电，并可充分利用发电机组的余热用于沼气生产，使综合热效率达 80 ％左右，大大高于一般 30~40% 的发电效率，用户的经济效益显著是处理工业污水的好方法。

微电解法用于工业水的处理
1、技术概述： 微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，又称内电解法。它是在不通电的情况下,利用填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，以达到降解有机污染物的目的。当系统通水后，设备内会形成无数的微电池系统,在其作用空间构成一个电场。在处理过程中产生的新生态[H] 、Fe2 + 等能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，比如能破坏有色废水中的有色物质的发色基团或助色基团，甚至断链，达到降解脱色的作用；生成的Fe2 + 进一步氧化成Fe3 +，它们的水合物具有较强的吸附- 絮凝活性，特别是在加碱调pH 值后生成氢氧化亚铁和氢氧化铁胶体絮凝剂，它们的吸附能力远远高于一般药剂水解得到的氢氧化铁胶体，能大量吸附水中分散的微小颗粒，金属粒子及有机大分子。其工作原理基于电化学、氧化- 还原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对废水进行处理。该法具有适用范围广、处理效果好、成本低廉、操作维护方便，不需消耗电力资源等优点。该工艺用于难降解高浓度废水的处理可大幅度地降低COD和色度，提高废水的可生化性，同时可对氨氮的脱除具有很好的效果。

微电解塔应用工业水处理
传统上微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，又因为铁与炭是物理接触，之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这导致了频繁地更换微电解材料，不但工作量大成本高还影响废水的处理效果和效率。另外，传统微电解材料表面积太小也使得废水处理需要很长的时间，增加了吨水投资成本，这都严重影响了微电解工艺的利用和推广。

2、技术特点：
(1) 反应速率快，一般工业废水只需要半小时 至数小时；
(2) 作用有机污染物质范围广，如：含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等都有很好的降解效果;
(3) 工艺流程简单、使用寿命长、投资费用少、操作维护方便、运行成本低、处理效果稳定。处理过程中只消耗少量的微电解反应剂。微电解剂只需定期添加无需更换，添加也无需进行活化直接投入即可。
(4) 废水经微电解处理后会在水中形成原生态的亚铁或铁离子，具有比普通混凝剂更好的混凝作用，无需再加铁盐等混凝剂，COD去除率高，并且不会对水造成二次污染；
(5) 具有良好的混凝效果，色度、COD去除率高，同量可在很大程度上提高废水的可生化性。 (6) 该方法可以达到化学沉淀除磷的效果，还可以通过还原除重金属；
(7) 对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程，用该技术作为已建工程废水的预处理，在降解COD的同时提高废水的可生化性，可确保废水处理后稳定达标排放。也可对生化后废水进很行微电解或微电解联合生物滤床的工艺进行深度处理。
(8该技术各单元可作为单独处理方法使用，又可作为生物处理的前处理工艺，利于污泥的沉降和生物挂膜

3、适用废水种类： 本技术特别针对有机物浓度大、高毒性、高色度、难生化废水的处理,可大幅度地降低废水的色度和COD，提高B/C比值即提高废水的可生化性；可广泛应用于印染、化工、电镀、制浆造纸、制药、洗毛、农药、酒精等各类工业废水的处理及处理水回用工程。 ⑴ 染料、印染废水；焦化废水；石油化工废水； ------上述废水在脱色的同时，处理水中的BOD/COD值显著提高。
⑵ 石油废水；皮革废水；造纸废水、木材加工废水； ------上述废水处理水后的BOD/COD值大幅度提高。
⑶ 电镀废水；印刷废水；采矿废水；其他含有重金属的废水； ------可以从上述废水中去除重金属。
⑷ 有机磷农业废水；有机氯农业废水； ------大大提高上述废水的可生化性，且可除磷，除硫化物

新型催化活性微电解填料
1、 产品概述： 新型催化活性微电解填料，由具有高电位差的金属合金融合催化剂并采用高温微孔活化技术生产而成，具有铁炭一体化、熔合催化剂、微孔架构式合金结构、比表面积大、比重轻、活性强、电流密度大、作用水效率高等特点。作用于废水，可高效去除COD、降低色度、提高可生化性，处理效果稳定，可避免运行过程中的填料钝化、板结等现象。本填料是微电解反应持续作用的重要保证。
2、技术特点：
(1)阴阳极及催化剂通过高温冶炼形成铁炭一体化，保证“原电池”效应持续作用。不会像铁炭物理混合组配那样容易出现阴阳极分离，影响原电池反应。
(2)填料通过高温冶炼形成架构式微孔合金结构，比表面积大，活性强，不钝化、不板结，阴阳极针对不同废水进行配比，对废水处理提供了更大的电流密度和更好的微电解反应效果，反应速率快，一般工业废水只需要30-60分钟，长期运行稳定有效。
(3) 技术参数： 比重：1.0吨/立方米 ，比表面积：1.2 平方米/克 ，空隙率： 65% ，物理强度：≥1000KG/CM 化学成分：铁75-85%，碳10-20%，催化剂5%
(4) 规格：1cm*3cm （大小可定制）
污水处理工艺技术
1化学强化生物除磷污水处理工艺
污水处理过程中，我国的主要河流和湖泊由于受磷污染，富营养化严重，国家环保局为控制磷污染，对磷排放制定了比较严格的标准。化学强化生物除磷污水处理工艺以除去污水中有机污染物和各种形态的磷为主，此污水处理工艺将化学除磷和生物除磷一体化，通过厌氧消化生物系统中活性污泥产生挥发性有机酸，作为聚磷菌生长的基质或称之为营养物，使聚磷菌在活性污泥中选择性增殖，并将其回流到生物系统中，使生物污水处理系统工作在高效除磷状态；同时污泥在厌氧条件下产生的磷释放，通过化学除磷消除。这是一种高效市政污水处理工艺技术，满足了我国现阶段，为解决水体富营养化，需要在常规二级污水处理基础上进一步除磷的要求。
2循环间歇曝气污水处理工艺
我国经济发展水平各地相差较大，经济发展滞后的城市还不能拿出很多资金用于污水治理，因此，怎样利用有限的资金，降低环境污染，是很多城市政府面临的问题。在污水处理方面，直到不久前，一些城市还采用一级或一级强化处理工艺技术，出水达不到国家二级排放标准对除去有机污染物的要求。循环间歇曝气工艺充分发挥高负荷氧化沟处理效率高的优点，又充分利用序批式活性污泥污水处理工艺出水好的特点，保证了系统出水达到国家污水排放一级标准在除去有机污染物方面的要求。在投资和运行费用上比通常以除去有机污染物为主的二级生物污水处理系统降低30％左右，是适合我国现阶段污水处理要求的工艺技术。
3旋转接触氧化污水处理工艺
旋转接触氧化污水处理工艺技术是在生物转盘技术基础上，结合生物接触氧化技术优点发展起来的新一代好氧生物膜处理技术。旋转接触氧化污水处理工艺技术和成套设备提供了一种简单和可靠的污水处理方法。整个污水处理系统中的转轴是唯一的转动部分，一旦机器出了故障，一般机械人员都可以进行维修。系统生物量会根据有机负荷的变化而自动补偿。附在转盘上的微生物是有生命的，当污水中的有机物增加时，微生物随之增加，相反，当污水中的有机物减少时，微生物随之减少。所以这污水处理系统的工作效果不容易受到流量和负荷的突然变化和停电的影响。运行费用低，只有其他曝气污水处理系统耗电的八分之一到三分之一。占地面积仅相当常规活性污泥法一半。由于生物系统中生长的微生物种类多，能够高效处理各种难降解工业污水。
4连续循环曝气系统工艺
连续循环曝气系统工艺（Continuous Cycle Aeration System）是一种连续进水式SBR曝气系统。污水处理工艺CCAS是在SBR（Sequencing Batch Reactor，序批式处理法）的基础上改进而成。CCAS污水处理工艺对污水预处理要求不高，只设间隙15mm的机械格栅和沉砂池。生物处理核心是CCAS反应池，除磷、脱氮、降解有机物及悬浮物等功能均在该池内完成，出水可达标排放。 污水处理工艺CCAS上独特的优势： (1)曝气时，CCAS污水处理的污水和污泥处于完全理想混合状态，保证了BOD、COD的去除率，去除率高达95%。 (2)“好氧-缺氧”及“好氧-厌氧”的反复运行模式强化了磷的吸收和硝化-反硝化作用，使氮、磷去除率达80%以上，保证了出水指标合格。 (3)沉淀时，整个CCAS反应池处于完全理想沉淀状态，使出水悬浮物极低，低的值也保证了磷的去除效果。 CCAS污水处理工艺的缺点是各池子同时间歇运行，人工控制几乎不可能，全赖电脑控制，对处理厂的管理人员素质要求很高，对设计、培训、安装、调试等工作要求较严格。
5曝气生物滤池生活污水处理工艺流程
污水处理工艺流程简介：曝气生物滤池，就是在生物滤池处理装置中设置填料，通过人为供氧，使填料上生长大量的微生物。这种污水处理工艺流程装置由滤床、布气装置、布水装置、排水装置等组成。曝气装置采用配套专用曝气头，产生的中小气泡经填料反复切割，达到接近微控曝气的效果。由于反应池内污泥浓度高，处理设施紧凑，可大大节省占地面积，减少反应时间。
6城市污水SPR除磷工艺
污水处理工艺流程简介：水体富营养化主要原因是人类向水体排放了大量的氨氮和磷，磷是水体富营养化的最主要因素。纵观国内污水处理流程工艺，除磷技术一直是困扰污水处理厂运行的难题。传统的物化除磷技术需要大量的药剂，具有运行成本高、污泥产量大的缺点；前置厌氧的生物除磷工艺具有运行费用低的优点，但是由于完全依赖于微生物的摄磷、释磷作用，难以达到国家污水处理工艺流程的要求。当考虑中水回用时，则更难达到要求。
7A/O生物滤池污水处理工艺流程
污水处理工艺流程简介：由于我国小城镇居住点分散，污水源分布点多量少，城镇级污水厂的规模多低于10000吨/日。目前国内大中型城市污水处理厂经常采用的污水处理工艺有传统活性污泥法、A2/O、SBR、氧化沟等，如果以这些技术建设小城镇污水处理厂会造成由于居高不下的运行费用，无法持续运行。必须针对小城镇的特点采用投资省，运行费用低，技术稳定可靠，操作与管理相对简单的工艺。
8MBFB膜生物流化床工艺
MBFB工艺用于污水深度处理，能在原有污水达标排放的基础上
，经过生物流化床和陶瓷膜分离系统，进一步降低COD、NH-N、浊度等指标，一方面可直接回用，另一方面也可作为RO脱盐处理的预处理工艺，替代原有砂滤、保安过滤、超滤等冗长过滤流程，同时有机物含量的降低大大提高RO膜使用寿命，降低回用水处理成本，无机陶瓷膜分离系统，是世界第一套污水处理专用的无机膜分离系统，和其它的有机膜、无机膜相比，具有膜通量大、可反冲、全自动操作等优势。

要看你的污染因素和量来决定采用何种处理方法、设备，有了这些才能确定设备、土建的费用，运行费用才能确定。

找相应的环保设备厂家咨询吧，最好有水样给他们分析，多给几家定方案