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电力工业发展现状汇编(三篇)

发布时间:2023-11-24 10:36:56

绪论:一篇引人入胜的电力工业发展现状,需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文,供您参考和学习。

篇1

中图分类号:TM76 文献标识码:A

随着科学技术的日新月异,我国电厂的科学技术也发生了翻天覆地的变化。其中,电厂的热工自动化技术最为突出,电厂的热工自动化系统的最主要的部分就是控制系统DCS,它在控制结构和控制范围上都发生了极大的改变,监控系统、总线技术和管理系统的投入使用,为热工自动化技术的发展注入了新的活力,热工自动化技术迈向了一个崭新的舞台。

1 热工自动化技术的概念

热工自动化技术主要是运用自动化系统控制发电过程的情况下,控制发电过程中产生的数据的测量、报警和自动保护、信息处理等,以求无人操作但能正常运行。为了保障发电设备的安全,在发电厂的设备投入生产的过程时,要对设备的运行状况、投入与产出的比例进行自动化控制,降低重大事故的发生率,同时也减少资金成本投入,扩大了经济效益。一般情况下,电厂自动化系统由自检系统、控制系统、报警系统、保护系统四个子系统组成。

2 我国热工自动化技术的应用现状

在二十世纪五十年代初期,我国机组的单机容量较小,并分开设置控制盘,而且还要求工作人员24小时轮流值班进行操作与控制,这一时期,通过传递函数描述的是热工自动化理论的雏形,完全靠手工和人力顶着,生产力低下,设备效率低,空气污染严重,经济效益上不去。

在二十世纪六十年代,再热机组把锅炉和汽轮机连成一个统一的整体,提高生产效率。并开始着手研究利用计算机进行监视和控制的工作,由于当时的计算机的安全性和可靠性都非常低,因此必须保留全套的控制装置和仪表设计,以确保机组正常的运行。这一时期的热工自动化的理论基础是状态空间分析方法,为热工自动化的实现奠定了基础,为计算机引入工业生产的过程中奠定了一个良好的基础,拥有了一个不错的开端。

到了二十世纪七十年代,我国为了提高热工自动化的水平,分别从日本、意大利和法国引进了成套的、单机容量大的再热机组,同时也把先进的自动化监视系统带到了中国,这一时期形成了第三代控制理论。因为电力生产的过程很复杂,再加上受到很多因素的妨碍,给精确数学模型的建立提高了难度,且难度无法想象。

在二十世纪末,我国的电力系统又有了突飞猛进的发展,在电力系统的日常工作和生产中广泛的应用DCS控制系统。在我国的300MW以上的电机组中,大部分都是使用运行时安全性能和经济性能都比较高的DCS系统进行控制。随着PC和DCS的出现,在计算机可视化软件的基础上,工作人员的有效操作有了极大的提高。随着科学技术的发展,DCS和PLC之间的界限也变得越来越模糊不清,甚至有合二为一的趋势。绝大部分的PLC都有通讯接口,这就在一定程度上增加了故障停机的概率,反而对DCS的连入有极大帮助。在管理信息化的过程中,可以把DCS中运行的数据参数输送到MIS系统中,进行数据的再加工与共享。

电子技术的迅猛发展,带来了DCS系统的结构变化,DCS系统应用技术向着单元机组的一体化控制系统方向发展,既可以降低故障环节的次数,又可以减少信息传递的途径,从而提高DCS系统的可靠性能和安全性能,为DCS系统的发展注入了新的能量和活力,推动DCS系统的快速发展。

3 热工自动化技术的发展前景

国家提出的“可持续发展”战略,热工系统将向智能化、环保化、网络化发展,将不断的减少它的操作步骤,向一体化发展。

(1)单元机组监控智能化

DCS系统在单元机组中的广泛应用,DCS系统的投入使用使机组的监控系统更加完善化。但是,电力行业却没把机组监控提高到智能化的程度,依然费时费力,工作效率也不高。虽然我国的化工、冶金行业都广泛运用智能化监视控制系统,并大大提高了经济效益,但是,智能化的监视控制系统在我国电力行业中的应用还是一个新生事物,属于刚起步阶段。随着电子技术的不断发展,电厂的单元机组将向智能化、自动化发展,这是不可避免的发展趋势。因此在电厂未来发展的过程中,单元机组监控智能化在电厂应用会越来越广泛,这是社会进步与经济发展的具体表现。

(2)过程控制优化软件广泛应用

电厂热工自动化控制技术将沿着提高模拟量控制系统的调节范围和品质指标的方向发展。在二十一世纪的今天,电力行业的竞争激烈程度不断加剧,通用性强、易操作的优化控制专用软件在电厂的应用中颇受好评,并得到进一步的发展与推广,优化控制专用软件的经济效益非常明显、安装操作非常简单方便、通用性又非常强。SIS系统与生产实际相结合,进行技术创新,使自身的应用技术向着成熟化发展,在信息技术的应用中发挥着比较明显的作用,以确保电厂安全、高效、环保运行。

(3)现场总线与DCS互相依赖生存

在未来电力行业的发展过程中,现场总线总是与DCS系统、PLC系统的联系紧密,密不可分。它们之间相互依赖共同生存,共同发展。以DCS系统和PLC系统为基础,现场总线能够很好的扩大自身的应用空间,而DCS系统和PLC系统则要依赖现场总线来达到完善自身的功能的目的。

(4)监控系统趋向集中化

过去通常情况下,一个集控室是由一台或者两台的机组使用,电子室又被分成很多个小型的电子设备间,分布在主设备的周围,其目的主要是为了节省电缆,这就导致了每个电厂都会有多个辅助车间存在,加大了日常工作的工作量。随着计算机技术的不断更新,管理水平也在不断的提高,机组容量不断扩大,也就导致了全厂的单元机组容于一个控制室,监控系统趋向集中化发展。由于电厂单元机组的电子设备间越来越集中,使用I/O柜的配置方式来分配现场的监视信号,它们大多都是远程的,例如:浙江省国华浙能宁海发电厂的四台机组由一个控制室进行监控,使单元机组电子室比较集中,促进了机组运行管理水平的提高,减少了工作量,提高了经济效益,获得了科技创新的国家金奖。

(5)无线测量技术的运用

无线测量技术在电力行业的运用,不仅能对运行的过程实施监视和控制,而且还能够获得必要的关键信息,通过对各种信息的整合分析,最后进入DCS系统。既能够节省大量的资金投入,又能够推动和改善自动化技术的发展过程。例如供热和污水区域的测量等,这些对工作人员身体健康产生不良影响的工作区域,都可以采用无线测量技术进行远程的监控,既能改善工作人员的工作环境,又能获得日常工作所需要的数据,一举两得,何乐而不为呢。

(6)热工自动化系统的可靠性提高

热工自动化系统的软件和硬件的性能与质量都存在着非常大的矛盾;逻辑控制的完善性和合理性也存在着严重的不足,至于热控人员的检修和维护水平就更不用说了,更是存在着一些问题和安全隐患,这些存在的问题和不足,就导致了热控保护系统引起的机组跳闸事件发生率不断攀升。电力企业面临着严峻的考验和生产危机。随着市场竞争激烈程度的不断加深,电力行业要牢固树立并按照“安全第一,预防为主”的方针执行下去,在秉承效益优先原则的同时,不忘生产的安全,从热工自动化系统的可靠性开始入手,不断进行先进技术的研究,以创新技术为目的,实现热工自动化系统的不断发展与进步。

(7)机组检修、运行以及维护方式将改变

随着电力市场竞争的不断激烈,电力企业将改变机组检修、运行以及维护方式。为了实现经济效益大幅度提高的目的,电力企业除了多多提高发电量以外,还得提高机组的利用效率,缩减生产人员的日常配备,加强与设备检修企业的联系,利用他们所具备的专业知识来提高电厂的劳动生产效率。因此,电力企业将不再聘用检修维修人员,机组检修、运行以及维护方式将被彻底改变,检修维修工作社会化是电力行业提高经济效益,减少资本投入的有效途径。DCS系统向各个功能领域渗透它的一体化,重新调整与明确将电厂内的分工,使电力企业不断协调化与信息化。

(8)推广辅助车间系统集控

随着经济的不断提高,发电厂也在不断的发展与完善,因此对操作人员的素质要求也在不断的提高,辅助车间因此也得到了全面地推广。在全面推广的过程中,辅助车间存在的问题与矛盾越来越突出。辅控系统之间要保持通信信号的不间断性,就得通过多模光缆来确保通信信号的稳定性与可靠性,为了避免不必要的麻烦,各辅助控制系统的通信接口协议和物理接口,应事先规定好各接口的型号,最好能够统一接口型号。在选择辅助车间的控制系统时,为了操作简便,最好也是选用统一的人机界面以及操作方式,使得各个系统都能够方便、快捷的进入BOP网络。电力行业的应用设备也将向着统一化、简便化、一体化、智能化、灵活化发展。

结语

从总体而言,热工自动化系统向着智能化、一体化、透明化和高速化的发展趋势,是社会进步与科学技术发展的必然结果。现代控制理论在电力行业的投入使用,是对热工调节系统指标的一个巨大的挑战,计算机技术在不断地创新,故障信息系统也随之不断的更新发展。热工自动化系统中的DCS系统的应用,不仅完善了热工自动化系统的安全性与稳定性,更是提高了生产效率,还降低了成本投入,改善了工作人员的工作环境,确保了电力行业生产与运行的安全性。

参考文献

[1]常志超.论电力行业热工自动化系统的未来发展动向与前景[J].科技资讯,2013(01).

[2]孙长生,项谨,丁俊宏,王蕙.热工技术监督工作现状分析及拓展[J].电力技术,2009(12).

篇2

1电力施工企业的特点

电力施工企业的特点,决定了员工不仅能说还要会做,是建立在有一定文化知识的基础上、能够具体实施技能和工程管理的施工人才,具备多技能、跨工种,打破原有专业界限的复合型人才。电力施工企业最显著的特点是苦、脏、累、险。职工们在施工生产中要付出很多,他们需要大家去理解和关心。特别是在当前商品经济条件下,职工的思想观念也发生了相应的变化,他们对空的那一套逐渐感到厌烦,更渴望来一些实际的内容。电力施工企业是一种管理模式经常变化的企业,企业管理规范性和统一比较弱。同时,电力施工市场是一个技术、资金密集的市场,因此,电力施工市场的建设和维护需要大量的资金投入和高新技术的支持,这就决定了电力施工市场的进入和退出都要付出很高的代价。

2 电力施工企业现状

目前的电力企业多种经营产业,主要形成了依靠或依赖主业生存和发展的专业化产业结构模式。有电力安装、电力修试、电力监理、电力物资、物业后勤管理、简单的电力制造等产业支柱。大多数还仅局限于靠山吃山,靠水吃水的状况。既无可参与市场竞争的拳头产品和品牌产品,又无具体实体可言,基本上是人们常常称之为以辅助生产服务为主的“第三产业”模式。

2.1违背了市场经济规律和现代企业管理制度

企业的产权问题决定着企业的属性问题。电力多经企业大多为原电力企业的辅助生产、后勤服务部分,包括劳动场所、劳动工具和生产资料等,本来作为电力主业和电力多种经营产业是一种投资与被投资关系,应当建立相应的资本纽带关系,按《公司法》规定运作。而从实际财务账面情况看,电力主业对多经企业并没有任何投资,主业实际划出的国有资产部分并未转作对多经企业的投资和持股。

2.2 电力企业多经产业的管理模式的不足

电力多经企业多年来经营思路沉陷于服务型、安置型、福利型的模式,没有真正受到市场挑战,其管理仍然是传统的职能部门的管理模式,没有面向市场建立符合市场规则要求的多经管理体制。另一方面,电力多经人员身份依然是电力职工,保持稳定而较高的收人与福利,使多经职工有一种优越感,工作没有实效。即使部分有识之士对电力多种经营产业发展有宏伟构想,由于机制等方面的原因,只能是意见保留,有想法,没办法,严重制约了电力多种经营产业的战略定位和发展方向。

2.3电力企业多经产业的规划不足

电力企业多种经营产业普遍存在背靠主业有余,面向市场不足的问题。电力企业计划经济思想的惯性作用,使得电力多经企业经常处于接受指令和行政命令的状况。电力多经的划分和改制,从很大程度上是原有电力企业的化整为零行为,致使多经企业有参与市场竞争的先天不足之说。没有准确完整的企业发展规划和市场开拓计划,在市场经济的大海中极易迷失航向,走简单经营型、凑合型、围绕主业型、甚至为主业倒账、变通型公司的路子。

3电力施工企业发展的对策

3.1加强企业内部管理,提高员工的综合素质,降低成本,提高企业的综合经济效益

电力施工企业在市场经济环境下,应学习集体企业、个体企业那些先进的、行之有效的人事分配制度。人事分配改革就是把现代管理思想和一些集体企业、个体企业的分配办法糅合在一起,使企业的分配制度有较大转变,形成具有企业独特风格的员工分配制度。

积极开展员工的技术培训,提高员工素质。施工技术管理人员素质的高低直接关系到施工企业的产品质量和经济效益。»企业在提高员工技术业务素质的同时,还应注意提高他们的政治思想素质,重点是加强职业道德教育,使他们安心本职工作并具有良好的职业道德和敬业精神。

因此,进一步提高电力施工企业的管理水平,加强企业内部管理,包括企业员工管理制度、分配制度的改革以及成本控制是当前电力施工企业的首要任务。

3.2增强忧患意识,大力开拓市场

对电力施工企业来讲,工程造价资料的搜集、分析与处理对投标报价有举足轻重的作用,因为大多数工程在招标阶段还无法提供详细的工程量清单,投标单位只能根据工程的建设规模、建设地点、结构特征,借用以往类似工程的造价资料进行投标报价。为此,如何保证工程造价资料的真实性、合理性就显得格外重要,工程造价资料虽然不具有法定性,但要真正实现它的使用价值,就必须讲质量。资料积累工作不仅仅是原始资料的搜集,还必须经过加工、整理。为保证资料的真实性,资料的搜集就不能仅停留在设计概算和施工图预算上,还必须立足于企业以往工程的投标价、合同价、企业内部经济考核指标、竣工决算等资料;为保证其合理性, 就必须将竣工决算价与投标价、合同价、企业内部经济考核指标、预算价进行分析对比,去粗取精,去伪存真,使造价资料能真实地反映企业的施工能力和管理水平,最终形成具有竞争力的企业内部定额和单价。

3.3重视价格资料积累,提高投标报价水平

对施工企业来讲,工程造价资料的搜集、分析与处理对投标报价有举足轻重的作用,为保证资料的真实性,资料的搜集就不能仅停留在设计概算和施工图预算上,还必须立足于企业以往工程的投标价、合同价、企业内部经济考核指标、竣工决算等资料。为保证其合理性,就必须将竣工决算价与投标价、合同价、企业内部经济考核指标、预算价进行分析对比,去粗取精,去伪存真,使造价资料能真实反映企业的施工能力和管理水平,最终形成具有竞争力的企业内部定额和单价。

3.4增加成本控制力度

施工企业要结合财务年度、月度预算制度,采取有效措施,加大成本控制力度。财务部门通过分析各种费用支出情况,提出各种费用的使用计划数,努力降低管理费用。用盘活资金来降低财务费用。加强班组定额划块管理,合理优化施工方案,合理配置生产要素,提高施工班组的工作效率。并且使企业的人、财、物和信息等有限资源在不同的子市场上进行有效的配置,特别是尽可能的把企业的主要资源投到最有利的子市场上,从而以最低的经营成本取得最大的经营效益。

3.5解放思想,不断改革创新,开拓市场

改革和发展是当今世界的主流,纵观世界各国的改革,都是从发展生产力出发,以建立健全市场经济体制目标,分阶段实施的。对电力施工企业来说,就是要进一步深化改革,按照生产力发展的要求来配置生产要素,调整生产关系,促进电力施工企业更快的发展。

篇3

中图分类号:X703.1

文献标识码:A文章编号:1674-9944(2015)04-0188-03

1引言

随着我国经济与工业技术的快速发展,各个行业排放的污染物种类繁多,对环境和人们生活危害加大,尤其是印染行业产生的染料废水,具有色度高,酸碱性强,高生物毒性,难降解等特点,不经过处理任意排放会给水环境带来严重危害,因而对染料化合物废水的处理一直是人们关注的问题。电催化氧化法是通过电化学过程中产生较高氧化还原电位的OH、O等自由基与染料分子之间的氧化还原反应使有机物转化为CO2和H2O,达到去除污染物的目的。当前,电催化氧化工艺技术作为发展较快的新方法,在染料废水处理领域成为研究热点。

2电催化氧化法概述

电化学催化氧化法处理有机废水在1940年左右由欧美发达国家兴起,但受到当时有电资源及硬件条件的制约,没得到广泛的发展和应用,到1960年,全世界电力的开发与应用水平大幅提高,电化学氧化方法处理废水逐渐进入快速发展时期,但到目前为止,国内外科学家对电化学氧化法处理废水的技术有了初步了解和应用,但对其深入的研究不够完善,处理废水的各类也比较单一,主要集中在水中溶解性金属阳离子的还原处理,目前有机废水污染越来越严重,电化学方法逐渐开始应用于有机废水的处理。电化学氧化是在设计的水处理装置内,水分子在电压作用下与有催化活性的阳极反应从而产生具有高氧化还原电位的自由基,通过自由基与有机分子发生反应,破坏分子结构,达到去除有机物的目的,是未来有机废水处理发展的趋势,尤其是难以用生物法处理的有机废水。根据所采用的电极材料的不同可以分为以下两种不同的的过程,一种是污染物在电极表面直接发生氧化还原反应,称为直接电化学氧化,另一种是利用电极产生的自由基(较高的pE值)与污染物作用,称为间接电化学氧化。

2.1直接电化学氧化

直接电化学氧化主要是污染物与阳极表面直接作用,发生电子转移直接改变污染物分子结构,电极表面作为反应发生的区域,因为降解速率与程度不同分别称为电化学转化和电化学燃烧,电化学转化是把污染物质转化为其它一种或者几种中间产物,从而提高污染物的可生化性能,然后进行后续生物化学处理;而电化学燃烧则是将有机物在反应器中直接完全氧化为CO2和H2O。电化学燃烧比电化学转化反应更彻底,但消耗能量也相对较多。

2.2间接电化学氧化

间接电化学氧化是利用水在阳极发生电化学反应产生的具有较强氧化还原特性的活性自由基,与污染物发生氧化还原反应将其去除,活性自由基作为发生电子交换的载体,既可以是电化学反应生成的瞬时产物,也可以是特制的催化剂,间接电化学氧化的瞬时中间产物一般是产生的・OH或・O等自由基来氧化有机物,此外当电解溶液中有Cl-存在时,可以产生ClO-,进而产生更强烈的氧化作用,电化学间接氧化既有电极的氧化因素,也有自由基的氧化作用,所以反应的速率非常高,同时这些自由基氧化性强,一般对有机物的氧化降解更彻底,而且只在外加电压、极板间产生电流时才会产生自由基,电压消失,电流停止,自由基的氧化作用就会停止。

3电催化氧化在国内外染料废水处理中

的研究与应用

电催化氧化技术因为反应过程中运行条件和影响因素众多,目前对其机理的研究不够深入,只能大致从表面上解释有机物被分解的原因以及各种不同条件下对有机物分解去除效果影响,但对具体在分解过程中发生的转化规律不能进行深入的解释和论证。

阮湘元等[1]研究了有机染料废水在经铝系及PAM混合絮凝预处理后,在钌氧化物和钛氧化物制备的催化剂电极氧化絮凝床内,极板间电压4.8V,HRT为5h,使染料废水达标排放。

赵国华等[2]采用电化学方法,经过氧化还原反应制备了纳米级金属铂颗粒电极。通过SEM分析表明,铂微粒在空间网络形状的氧化钛膜中分布呈均匀分散状态,而且颗粒直径很小,铂微粒能够完全展露,使得纳米铂颗粒电极反应活性位置分布广泛,氧化还原作用强。研究还发现纳米级铂颗粒电极对甲醇的电催化氧化行为,在不同的酸碱度介质中纳米级铂颗粒电极对甲醇的氧化性能均明显优于常规的金属铂片电极,可能是因为纳米级的颗粒在状态和性质上与原物质发生质的变化引起的。采用两种不同的铂电极催化氧化降解甲基橙染料时,纳米铂微粒电极的平均氧化分解性能远远高于普通金属铂电极,这进一步表明纳米级铂微粒电极具有良好的催化活性。

方建章等[3]研究了用电化学方法生成强氧化剂H2O2和HClO处理酸性铬兰K染料废水。在电解过程中向阴极表面通纯氧,氧在阴极上还原可生成H2O2,以NaCl作为电解质,Cl-在阳极上还原为Cl2,Cl2进一步转化为HClO,HClO是强氧化剂,可氧化降解燃料分子。反应时间30min,脱色率和化学需氧量去除率分别达到90%以上和75%以上,当处理时间增加到50min时,两个指标分别增加至100.0%和83%。

周建等[4]采用电催化氧化法处理染料废水,当反应时间40min,H2O2的加入量与废水体积比为0.005∶1,催化剂的用量与废水为0.005∶1,pH值为2.5时,处理效果达到最佳。电解处理后能够进一步降低废水的COD与色度值,未达到排放标准的染料废水经生物化学处理使排放水质达到国家规定的二级排放标准。这为电催化法作为染料废水预处理工艺提供了理论基础。

余琼卫等[5]的实验以Ti为基体,并通过一定方法制备了Sn和Pb氧化物半导体催化剂电极。并通过扫描电镜和电化学等手段分别对以上两种电极进行结构和电化学特性检测。在相同工作条件下,Sn半导体电极的析氧电势比Pb半导体电极高,且其对实验中的模拟废水COD值分解去除速度更迅速。在模拟染料废水处理体系中,提高反应温度有利于促进染料的降解,可能是因为染料分解反应是吸热反应,高温有利于反应进行。反应过程中检测到降解产物CO2充分证明有机物的矿化。

王敏等[6]在催化电解法去除渗滤液中CODcr、NH3-N的动力学研究中,进行了渗滤液的SBR出水中CODcr、NH3-N的去除研究,在一定工艺下,对渗滤液的SBR出水进行电化学氧化,反应时间为30min时,NH3-N去除率100%,当反应时间增加到120min时,CODcr的去除率达90%以上;有机物指标的分解反应符合一级动力学反应方程,其速率常数随反应器中的电流密度的增加、极板间距的减小而提高。

李天成等[7]在电催化氧化技术处理苯酚废水研究中,分别测定了SnO2/Ti复合电极、不锈钢电极、柔性石墨电极的析氧电位,并以这三种不同电极材料,施加5V左右电压,对模拟苯酚废水进行了电化学氧化分解实验。研究表明:析氧过电位次序为不锈钢<柔性石墨<SnO2/Ti,处理后水的化学需氧量值约为100mg・L-1,且出水的苯酚浓度<0.5mg・L-1。处理取得良好效果。

贾金平等[8~10]研制了铁/活性炭纤维的复合材料电极,并应用该电极对染料废水进行处理,研究结果表明,在最佳工艺条件下,该复合电极可以对染料废水的脱色率达到100%,TOC的去除率也达到60%以上,处理的效果比采用单一的铁电极要更好,从而证明活性炭纤维在该复合电极中起了主要的作用,我们认为具体催化作用机理可能是因为活性炭纤维其具有较大的比表面积和对污染物有较强吸附能力有关。

娄红波等[11]采用碳棒电极,在室温下进行了电化学法处理苯酚模拟废水的研究,通过改变废水中Na2SO4电解质浓度、电极电压、pH值和初始浓度等条件,研究了不同条件对处理效果的影响,研究结果表明:处理最佳条件为pH值为8.0,电极电压为5.5VNa2SO4电解质浓度为20.0g/L。最后对苯酚的降解机理进行了初步探讨。但我们认为,最佳处理条件的适用范围有限,因为电极间距及电极表面积大小的影响对处理效果影响也非常大。

林海波等[12]以炼油厂二级出水回用为目的,研究了电催化氧化法降解炼油厂二级出水CODCr的方法。实验结果表明:电催化氧化法可在炼油厂二级出水回用中降解CODCr,当废水处理后ρ(CODCr)小于30mg/L时,处理每吨废水的电能消耗在1kW・h左右。CODCr的降解效果依赖于废水性质、电解时间、电极材料、电流密度、电极间距、电解槽结构、废水流量等因素。

殷钟意等[13]在活性炭负载纳米TiO2电催化氧化处理染料废水中,用溶胶凝胶―动态吸附法制备颗粒活性炭(GAC)负载纳米二氧化钛(TiO2)催化剂,以甲基橙的脱色率为考察指标,研究TiO2/GAC电催化反应体系对甲基橙染料废水的电催化氧化性能。实验结果表明,在甲基橙废水pH值为4,TiO2/GAC催化剂用量为0.5g,Fe2+浓度为250mg/L,电解电压为16V时,电催化氧化30min的条件下,甲基橙脱色率达99.2%,COD去除率达93.1%。

电催化氧化方法和光催化结合方法处理染料废水近年来引起研究人员的兴趣,李国亭等[14]在电催化降解偶氮染料酸性橙Ⅱ的降解过程研究中采用光照协同作用,采用具有电催化活性和光催化活性二氧化钛掺杂PbO2复合材料电极,研究了对偶氮染料酸性橙Ⅱ的光助电催化降解效果。结果表明,单独电催化过程会产生大量醌类化合物,可能是因为电催化不足以降解这类化合物,因而在溶液中积累;而在光协同电催化氧化过程中,光催化氧化过程大大减少了电催化过程中产生的醌类物质。在反应时间为120min,光协同电催化氧化是其使TOC去除率高于单独电催化1.5倍以上,协同作用非常显著。

在钛基二氧化锡电极电解过程中羟基自由基检测及电催化机理中,丁海洋等[15]采用浸渍――热分解方法制备了钛基二氧化钌(Ti/RuO2)和钛基二氧化锡(Ti/SnO2)两类尺寸稳定阳极电极。以扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对电极结构进行了表征。用循环伏安法(CV)比较研究了Ti/RuO2和Ti/SnO2电极直接电催化氧化苯酚性能,表明苯酚在Ti/RuO2和Ti/SnO2电极上均可发生直接电氧化反应,两种电极上氧化峰电位分别为0.96和1.43V(vs.Ag/AgCl)。以对苯二甲酸为捕获剂,利用荧光光谱法进行了羟基自由基(・OH)检测。Ti/SnO2电极在电解过程中能够产生・OH;而Ti/RuO2电极・OH的生成极其微弱。Ti/SnO2电极电解过程中生成・OH是其具有高电催化活性的主要原因,也表明了用荧光法进行羟基自由基检测方便、灵敏,可以用于电催化过程羟基自由基的检测。

4电催化氧化法的优势

目前电催化氧化法应用于有机废水处理,优势主要在以下几个方面。

(1)电能属于清洁能源,可以再生,并且该方法对电能利用效率{,反应条件宽松。在废水处理过程中,主要是依靠瞬时活性自由基和电子,无需额外添加化学药剂,没有二次污染,对环境不产生负面影响。

(2)电催化氧化法不仅能对有机物进行矿化分解,另外本身不引入菌胶团,没有生物污染,同时电化学产生的强氧化性的活性自由基对废水中的有害生物起到杀灭作用,这样可采用生物法作后续消毒的工艺。

(3)基础建设和运行成本较低[16],控制简单,工艺组合灵活,可以单独处理污水,也可为难生物降解的高浓度废水提供可生化性预处理。

5结语与展望

电催化氧化法处理污水有深远的发展潜力和广阔的发展空间[17],尽管电催化氧化工艺处理染料废水有许多优势,但目前还是存在很多急需解决的问题,这些问题的产生主要体现在电极组成结构、电催化氧化的机理、高催化性能电极的研发以及电催化氧化整体工艺的研究这四个领域,这是电催化氧化水处理研究领域的热点和难点,同时对电催化氧化的工业化应用研究还有待加强,今后的发展要从解决实际问题出发,逐步把理论研究过渡到实际工业应用研究上。

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