[00676325]高毒难降解污水电催化处理工艺（OBR、EBR）

　　1.EBR(强化催化还原)

　　精细化工废水普遍具有有机物浓度高、色度高、含难降解和对微生物有毒性的物质、水质成分复杂、实际运行可生化性差等特点。

　　本成果为新型、高效的预处理工艺--阴阳腐蚀催化还原反应器技术（简称 EBR 技术），已经过多年大量的中试和工程实践。该技术具有独立知识产权的专利技术，其中部分研究成果及其应用在美国著名 SCI 材料期刊Journal of Hazardous Materials中发表。

　　EBR 技术涉及到的基本原理与作用:

　　主要原理：催化还原，其中 EBR 去除生物毒性与不饱和污染物及脱卤作用主要是依靠催化还原进行的。

　　催化还原：在 EBR 中，催化还原主要是由三部分组成的：即电催化还原（Fe-Cu-C 三元电解，催化剂主体为 Cu，增效阴极为C，阳极为 Fe 的腐蚀过程，Cu 采用化学镶嵌技术沉积于阳极之上，镶嵌度对比阳极不低于 0.1‰±0.02‰），直接催化还原（主催化剂铁氧体与辅催化剂镧-锕空穴掺杂的辅催化剂）及次生还原性化学催化（主要是电场作用下的[H]还原作用，此作用相对偏小）.

　　A：电催化还原（Fe-Cu-C 三元电解，催化剂主体为 Cu，阴极为 C，阳极为 Fe 的腐蚀过程）：Cu 对 Fe 的电位催化腐蚀过程，产物为[H]、电子、电场、Fe 系产物。

　　B：直接催化还原过程：催化剂为异相催化剂（主催化剂铁氧体与辅催化剂镧-锕空穴掺杂的辅催化剂），还原剂为[H]与电子（e-），还原对象为不饱和环（以π键形成的，通过 sp/sp2 杂化产生的不饱和化学键及可产生氢键的卤族元素的吸电子云性键）。主要动力学过程负荷朗格缪尔反应方程，主要反应过程为空穴的传输实现 。

　　C：还原物质[H]的直接还原，此过程占比较小，在 HRT 较短，同时反应物活性α较低的条件下可忽略。

　　2 OBR(电催化氧化)

　　OBR 技术是耦合催化氧化、光催化、电激活三位一体的一种新型废水预处理和深度处理技术集成。

　　常规的污染物降解主要依靠化学的氧化还原反应，或者微生物体内的酶反应完成降解。但是由于常见工艺所能提供的电极电势有限，例如芬顿工艺常用的羟基自由基，电极电势仅仅 2.8 eV，不能保证对所有有机物的氧化降解。

　　而生物体内的酶虽然具有催化效应，能有效降低反应能垒， 降低反应电极电势，但是针对复杂有机物及芳香有机物，受其毒性影响，往往会发生酶中毒失活、微生物死亡现象，无法完成污染物降解。而 OBR 技术，远远超过了以上两种技术:

　　OBR 的主要作用机理为电极极化反应、空穴-导带能量转移和催化氧化反应，具体为：

　　在反应电势方面，其电激活反应电极电势可自由调节的 5 V~36 V，远超过有机污染物降解的电极电势，同时电极表面的镀层可催化反应，降低能垒。将无法发生的反应变的可以发生，无法降解的污染物变得可以降解。所以在复杂有机物降解方面有着无可比拟的先天优势。

　　在光催化方面，由于 OBR 催化剂富含的过渡金属氧化物先天存在的大量电子空穴形成低级的电子导带，从而加速hv（源自UVA 和 UVB）能量转换为化学能，并在 DTC 药剂作用下进一步转换到污染物分子中，使得污染物分子间的π键键能增高，从而破坏分子结构从而实现污染物分子从大到小的转变。

　　图 2 OBR 反应器