Titananoden für die Abwasserbehandlung

Bei der Behandlung von häuslichem Abwasser, Industriewasser und Fabrikabwasser spielen Titananoden nicht nur eine Rolle bei der Stromübertragung, sondern haben auch eine katalytische Wirkung auf den oxidativen Abbau organischer Stoffe. Da dieser Prozess keine Umweltverschmutzung verursacht, wird er als „Grünwasseraufbereitung“ bezeichnet. Mit der Entwicklung der Industrie steigt auch der Ausstoß organischer Abwässer von Tag zu Tag. Insbesondere hochkonzentrierte Abwässer aus der Chemie-, Lebensmittel-, Pestizid- und Medizinindustrie sind stark chromatisch und toxisch und enthalten eine große Zahl bioresistenter Komponenten, die Flüsse, Seen und Meere stark verschmutzen. Die neue elektrolytische Wasseraufbereitungstechnologie kommt ohne die Zugabe chemischer Mittel aus, verfügt über kleine Geräte, benötigt wenig Platz und verursacht keine Sekundärverschmutzung. Sie wird zur Behandlung von mit organischen Stoffen wie Kohlenwasserstoffen, Alkoholen, Aldehyden, Ethern und Phenolen verunreinigtem Abwasser eingesetzt. Die Entfernung des CSB beruht hauptsächlich auf der Oxidationsreaktion auf der Anodenoberfläche. Organische Stoffe im Abwasser werden direkt an der Anodenoberfläche oxidiert und abgebaut. Durch elektrochemische Umwandlung werden sie direkt oder indirekt in CO₂ und Wasser umgewandelt. Das Anodenpotential muss höher sein als das Zersetzungspotential organischer Stoffe, sodass an der Anode zwei konkurrierende Reaktionen stattfinden: die Oxidation organischer Stoffe und die Sauerstoffentwicklung.

Produktformen

Zu den Formen von Titananoden gehören Netze, Platten, Rohre, Stäbe usw.

Vorteile von Titananoden

1. Die Größe der Anode ist stabil. Der Elektrodenabstand ändert sich während des Elektrolyseprozesses nicht, wodurch sichergestellt werden kann, dass der Elektrolysevorgang bei einer stabilen Zellspannung durchgeführt wird.
2. Die Betriebsspannung ist niedrig, der Stromverbrauch gering und der Energieverbrauch kann um etwa 20% gesenkt werden.
3. Titananoden haben eine lange Lebensdauer. In der Chlorproduktionsindustrie ist die beschichtete Titananode im Diaphragmaverfahren korrosionsbeständig gegenüber Chlor und Alkali.
4. Es kann die Auflösungsprobleme von Graphitanoden und Bleianoden überwinden, die Verschmutzung des Elektrolyten und der Kathodenprodukte vermeiden und die Produktqualität verbessern.
5. Die Stromdichte kann erhöht werden. Beispielsweise beträgt bei der Herstellung von Chloralkali im Diaphragmaverfahren die Stromdichte von Graphitelektroden 8 A/dm², während die von Titananoden auf 17 A/dm² verdoppelt werden kann. Auf diese Weise lässt sich mit derselben Elektrolyseanlage und denselben Elektrolysezellen die Leistung verdoppeln.
6. Es ist stark korrosionsbeständig und kann in vielen Elektrolytmedien mit starker Korrosion und besonderen Anforderungen eingesetzt werden.
7. Dadurch kann das durch die Verformung der Bleianoden verursachte Kurzschlussproblem vermieden und die Stromausbeute verbessert werden.
8. Das Titansubstrat kann wiederverwendet werden.

Anwendungen in der Abwasserbehandlung

Elektrolytische Oxidation

1. Während des elektrolytischen Oxidationsprozesses können Titananoden die oxidative Zersetzung organischer Stoffe fördern, indem sie Sauerstoff und andere oxidierende Substanzen erzeugen, um schädliche Substanzen im Wasser zu zersetzen.
2. Dieses Verfahren wird häufig zur Entfernung feuerfester organischer Stoffe eingesetzt, insbesondere bei der industriellen Abwasserbehandlung.

Elektrokatalytische Oxidation (EC)

1. Als Elektrokatalysator kann die Titananode die Oxidationsreaktion beschleunigen und spielt insbesondere eine wichtige Rolle bei der Entfernung giftiger und schädlicher Substanzen im Wasser (wie Schwermetallionen, Öle, Benzole usw.).
2. Diese Technologie wird häufig zur Abwasserbehandlung in Branchen wie der Petrochemie, Pharmazie und Lebensmittelverarbeitung eingesetzt.

Desinfektion und Sterilisation

Titananoden erzeugen durch Elektrolyse Chlor (Cl₂), das eine starke desinfizierende und sterilisierende Wirkung hat. Chlor kann Keime und Bakterien im Wasser wirksam abtöten, weshalb Titananoden auch häufig zur Abwasserdesinfektion eingesetzt werden.

Elektrodialyse

Beim Elektrodialyseprozess nehmen Titananoden als Elektroden am Ionenaustauschprozess im Wasser teil, was dazu beiträgt, Salze und Schadstoffe aus dem Wasser zu entfernen und die Wasserqualität zu verbessern.

Herstellung von Titananoden

1. Titansubstrat

Titananoden bestehen üblicherweise aus reinem Titan oder Titanlegierungen (z. B. Titan-Aluminium-Legierung, Titan-Molybdän-Legierung usw.) als Substrat. Diese Materialien zeichnen sich durch hohe mechanische Festigkeit und gute Korrosionsbeständigkeit aus.

2.Beschichtungsmaterialien

1. Die Oberfläche von Titananoden ist im Allgemeinen mit Edelmetallbeschichtungen wie Iridium, Platin, Ruthenium, Tantal usw. überzogen. Diese Beschichtungen können die katalytische Aktivität und elektrische Leitfähigkeit der Anode verbessern und so ihre Korrosionsbeständigkeit und Lebensdauer erhöhen.
2. Derzeit sind Iridium-Titan-Anoden (Ir/Ti) und Ruthenium-Titan-Anoden (Ru/Ti) gängige Beschichtungsmaterialien, die die elektrochemische Leistung der Anode deutlich verbessern können.

3. Oberflächenbehandlung

Die Oberflächenbehandlung von Titananoden ist sehr wichtig. Üblicherweise wird eine Nitrierungs-, Oxidations- oder Beschichtungsbehandlung durchgeführt, um die elektrische Leitfähigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu verbessern.

Vorteile von Titananoden in der Abwasserbehandlung

1.Langfristige Haltbarkeit

Die Haltbarkeit von Titananoden übertrifft die anderer herkömmlicher Materialien bei weitem und ist besonders für langwierige und hochintensive elektrolytische Reaktionsprozesse geeignet.

2.Geringe Wartungskosten

1. Aufgrund ihrer Langzeitstabilität und Korrosionsbeständigkeit ist die Wartungs- und Austauschhäufigkeit von Titananoden gering, wodurch die Wartungskosten im Langzeitbetrieb reduziert werden.

3. Verbesserte Behandlungswirkung

Titananoden können die Effizienz der elektrolytischen Reaktion effektiv verbessern, die Abbaurate von Schadstoffen beschleunigen, die Behandlungszeit verkürzen und den Energieverbrauch senken.

4. Starke Umweltfreundlichkeit

Titananodenmaterialien sind selbst umweltfreundlich, verursachen keine sekundäre Umweltverschmutzung und können die Entfernungsrate von Schadstoffen bei der Abwasserbehandlung wirksam verbessern und erfüllen so die Anforderungen des grünen Umweltschutzes.

Abschluss

Titananoden für die Abwasserbehandlung spielen eine wichtige Rolle in modernen Umweltschutztechnologien. Dank ihrer hervorragenden Korrosionsbeständigkeit, elektrischen Leitfähigkeit und Langzeitstabilität werden Titananoden häufig in der elektrochemischen Abwasserbehandlung eingesetzt, insbesondere bei der elektrolytischen Oxidation, katalytischen Oxidation, Desinfektion und Sterilisation. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Abwasserbehandlungstechnologie werden Titananoden in zukünftigen Abwasserbehandlungssystemen eine immer wichtigere Rolle spielen.