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管式电反应器处理有机废水的研究进展 陈恒茂 陈 钰 陈 飞翔 王家德 浙江工业大学环境工程研究中心，浙江杭州310032 摘要；本文概述了管式电反应器处理有机废水的研究进展，及其降解有机污染物的宏观动力学 过程，为该项技术推广应用提供了参考。 关键词：管式反应器；电化学；有机废水 ．幺，2。l o~全国石油和化学工业节能环保技术、设备交流会 多数管式电反应器的进水方式为管壁侧向进水，这种进水方式使得水流直接冲击阳极表面，无疑 使电极表面的传质膜厚度大为降低，可以维持较高的传质速率‘引，比起轴向进水的方式，效果应该较 好。现有的文献鲜有报道其他的进水方式，例如切向的进水方式，类似于旋风除尘器。这种进水方式 能促成水流在管式反应器内旋转上升，促进强制对流传质，在理论上是一种有潜力的方式。除了进水 方式之外，也有研究者尝试在管式反应器内安装扰流片‘10】，以促成湍流的形成，加速传质。 圈1．连续流管式电反应器示意图‘剐 (1-阳极，2．固定螺丝，3．阴极外管，4．出口，5．恒温套管， 6．支脚，7．储罐．进口泵，9．进口．10-线路，11．电源) 1．2特性 管式电反应器因流经的流体体积元呈活塞状平推移动．前后体积元不发生返混，各体积元内物料 反应时间相同，可实现单位能耗污染物转化率达到最大值，又可避免槽式电解池混合搅拌引起的污染 物短路传递现象。 因为阳极棒置于反应器中心，故与常规的板式电反应器相比，在相同截面积情况下，管式电反应 器电极间距小，能有效降低槽电压，减少电耗，同时小的电极间距使在相同湍流度情况下污染物到达 阳极表面的距离缩短，从而有利于传质，加快反应速率。 同时管式电反应器具有轴对称的特点，使得污染物也处于轴对称分布的状况，可以保证催化反应 在电极表面均匀进行，避免了电极表面上反应强度不一致的问题，对工业化应用有较好的意义【11J。 2管式电化学反应器的研究现状 2．1酚类废水 开始用管式反应器处理有机废水。他们的反应器以不锈钢管为外管，碳棒作为阳极置于反应器中心。 321 。2‘．I吖．Ir2010ChmaPetroleumandChemicalEnvironmentProtectionSeminar Industry 81％和98％。作者与其他文献比较后认为，在同等去除率的情况下，管式电化学反应器所实现的3小 时停留时间和6．379kwh／mol酚的能耗值是最低的，这要部分归功于反应器的型式。同时在其他文献 中频繁出现的使阳极表面钝化的聚合物膜并没有出现在应用管式反应器的实验中。 2．2高色度废水 2009年，该研究小组继续用管式电化学反应器处理模拟颜料工业废水【12】，初始废水COD达 7496mg／1，研究发现，6小时的停留时间是最佳的停留时间，COD、色度和浊度的去除率分别为44．3％、 碎成不溶的固体颗粒，没有沉积在阳极表面，最终在反应器外沉淀排出了。在同年，该研究小组对模拟 纺织工业废水也进行了类似的实验【2】，纺织工业废水与颜料工业废水不同，其初始COD浓度较低，为 反应器是同一个，但得到的质量传递系数值是不同的。在颜料工业废水的例子中，质量传递系数值为 的质量传递系数值不相同，同时也没有发现此值变化的规律或函数，这是阻碍电化学反应器大规模工 业化的技术障碍之一。 分钟后，COD，BOD5及色度去除率均超过了80％。 2．3其他废水 合金柱外覆铂合金层为阳极。实验发现，电解过程还能有效的降低挥发性悬浮固体物的含量，在 去除率为80．4％。在这项实验中，作者发现，在反应前期，COD的去除率为76％时，每千克COD去 除的能耗为4．73kwh，远远小于整个反应过程中的平均能耗12．3kwhl【g．1。因此，作者建议，首先利 用管式电反应器前处理废水，从而有效地服务于生化后处理。 M