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鈦陽極在氨氮廢水處理中的應用原理

—— 氨氮廢水處理鈦陽極



鈦陽極在氨氮廢水處理中的應用原理主要包括直接氧化和間接氧化兩種途徑:


1. 直接氧化:
氨的直接電極反應:氨氮廢水中的氨(NH?)或銨離子(NH??)在通電的情況下,直接在鈦陽極表面發(fā)生氧化反應,失去電子被氧化成氮氣(N?)等物質,從而從廢水中脫除。這種直接的電極反應需要陽極具有較高的催化活性和合適的電極電位,以促進氨氮的氧化。例如,在一定的電流密度和電極電位條件下,氨分子在陽極表面失去電子,發(fā)生氧化反應生成氮氣和水,(其中 是在水溶液中由水電離產(chǎn)生的氫氧根離子)。
2. 間接氧化:
產(chǎn)生強氧化性物質:鈦陽極在通電后,會在電極表面或附近的溶液中產(chǎn)生一些強氧化性的物質,如羥基自由基(·OH)、次氯酸(HClO)等。這些強氧化性物質再與氨氮發(fā)生反應,將氨氮氧化降解。
羥基自由基氧化:羥基自由基具有很高的氧化電位,可以迅速與氨氮發(fā)生反應,將氨氮轉化為氮氣、硝酸鹽等物質。羥基自由基的產(chǎn)生通常是通過水的電解或電極表面的催化反應產(chǎn)生的。例如,水在陽極表面失去電子后會產(chǎn)生羥基自由基和氫離子,羥基自由基可以與氨氮反應(其中·H 是氫自由基)。
次氯酸氧化:在含有氯離子(Cl?)的氨氮廢水中,鈦陽極可能會產(chǎn)生次氯酸。次氯酸具有較強的氧化性,可以將氨氮氧化為氮氣和氯化物。例如,氯離子在陽極表面被氧化生成氯氣(Cl?),氯氣與水反應會生成次氯酸,次氯酸再與氨氮反應。
鈦陽極在氨氮廢水處理中利用其特殊的物理化學性質和催化作用,通過直接氧化和間接氧化兩種途徑,有效地將廢水中的氨氮去除,達到凈化廢水的目的。這種方法具有處理效率高、操作簡便、不產(chǎn)生二次污染等優(yōu)點。