气体扩散电极体系的电化学消毒

徐文英, 董滨, 李平. 气体扩散电极体系的电化学消毒[J]. 环境化学, 2010, 29(2): 246-251.
引用本文: 徐文英, 董滨, 李平. 气体扩散电极体系的电化学消毒[J]. 环境化学, 2010, 29(2): 246-251.
XU Wen-ying, DONG Bin, LI Ping . THE ELECTROCHEMICAL DISINFECTION USING THE GAS DIFFUSION ELECTRODE SYSTEM[J]. Environmental Chemistry, 2010, 29(2): 246-251.
Citation: XU Wen-ying, DONG Bin, LI Ping . THE ELECTROCHEMICAL DISINFECTION USING THE GAS DIFFUSION ELECTRODE SYSTEM[J]. Environmental Chemistry, 2010, 29(2): 246-251.

气体扩散电极体系的电化学消毒

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(20777053)资助项目

THE ELECTROCHEMICAL DISINFECTION USING THE GAS DIFFUSION ELECTRODE SYSTEM

  • Fund Project:
  • 摘要: 以自制活性炭/聚四氟乙烯(PTFE)气体扩散电极在无隔膜体系发生H2O2进行电化学消毒的系统研究,探讨了膜电极中PTFE质量分数WPTFE对氧气电还原特性的影响,研究了膜电极中载铂量WPt和造孔剂含量WNH4HCO3、外部操作条件pH值、氧气流速、溶液含盐量和电流密度对杀菌效率的影响.结果表明,WPTFE对H2O2的产率有明显的影响:产H2O2的峰电流先是随着WPTFE的增加而增大,然后减小.当WPTFE=50%时,峰电流最高.杀菌效果随着载铂量的提高而改善,WPt增加到4‰,杀菌效果和WPt=3‰时的杀菌效果基本相当.适量造孔剂的添加有效地改善了杀菌效果.杀菌效率随着pH值的下降迅速提高;该体系pH值适用范围较广:当原水细菌总数为106cfu·ml-1,pH=3—10,以载铂量WPt=3‰的气体扩散电极作为阴极进行电解,30min后杀菌效率均能达到80%以上.在一定范围内增加氧气流速对H2O2的产生及杀菌效率的变化无太大影响.一方面,高的氧气流速增大了水的电阻,增加了杀菌能耗,提高了气体扩散电极体系杀菌的运行成本;另一方面,高的氧气流速在一定程度上缩短了处理时间,降低了设备投资.含盐量的增加使杀菌能耗减小,因此本电化学杀菌体系更加适合于高含盐量的水.杀菌效率随电流的升高而增加,但电流较大时,杀菌效率增加幅度较小.电流密度控制在6.6mA·cm-2较为适宜.
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-02-25
徐文英, 董滨, 李平. 气体扩散电极体系的电化学消毒[J]. 环境化学, 2010, 29(2): 246-251.
引用本文: 徐文英, 董滨, 李平. 气体扩散电极体系的电化学消毒[J]. 环境化学, 2010, 29(2): 246-251.
XU Wen-ying, DONG Bin, LI Ping . THE ELECTROCHEMICAL DISINFECTION USING THE GAS DIFFUSION ELECTRODE SYSTEM[J]. Environmental Chemistry, 2010, 29(2): 246-251.
Citation: XU Wen-ying, DONG Bin, LI Ping . THE ELECTROCHEMICAL DISINFECTION USING THE GAS DIFFUSION ELECTRODE SYSTEM[J]. Environmental Chemistry, 2010, 29(2): 246-251.

气体扩散电极体系的电化学消毒

  • 1. 同济大学城市污染控制国家工程研究中心, 上海, 200092
基金项目:

国家自然科学基金(20777053)资助项目

摘要: 以自制活性炭/聚四氟乙烯(PTFE)气体扩散电极在无隔膜体系发生H2O2进行电化学消毒的系统研究,探讨了膜电极中PTFE质量分数WPTFE对氧气电还原特性的影响,研究了膜电极中载铂量WPt和造孔剂含量WNH4HCO3、外部操作条件pH值、氧气流速、溶液含盐量和电流密度对杀菌效率的影响.结果表明,WPTFE对H2O2的产率有明显的影响:产H2O2的峰电流先是随着WPTFE的增加而增大,然后减小.当WPTFE=50%时,峰电流最高.杀菌效果随着载铂量的提高而改善,WPt增加到4‰,杀菌效果和WPt=3‰时的杀菌效果基本相当.适量造孔剂的添加有效地改善了杀菌效果.杀菌效率随着pH值的下降迅速提高;该体系pH值适用范围较广:当原水细菌总数为106cfu·ml-1,pH=3—10,以载铂量WPt=3‰的气体扩散电极作为阴极进行电解,30min后杀菌效率均能达到80%以上.在一定范围内增加氧气流速对H2O2的产生及杀菌效率的变化无太大影响.一方面,高的氧气流速增大了水的电阻,增加了杀菌能耗,提高了气体扩散电极体系杀菌的运行成本;另一方面,高的氧气流速在一定程度上缩短了处理时间,降低了设备投资.含盐量的增加使杀菌能耗减小,因此本电化学杀菌体系更加适合于高含盐量的水.杀菌效率随电流的升高而增加,但电流较大时,杀菌效率增加幅度较小.电流密度控制在6.6mA·cm-2较为适宜.

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