Vulstoffen en katalysatoren

Katalytische ozonoxidatietechnologie is een efficiënte dieptebehandelingsmethode voor afvalwater en is de laatste jaren een hot topic geworden in de rioolwaterzuivering. Vergeleken met ozon als zelfstandig oxidatiemiddel vormt ozon in aanwezigheid van een katalysator hydroxylradicalen (·OH) die sneller en met een sterkere oxidatie reageren met organische verbindingen, waardoor bijna alle organische stoffen kunnen worden geoxideerd. De katalysator benut de sterke oxidatieve eigenschappen van ozon om organische verbindingen in water direct te oxideren tot CO₂ en H₂O, of om grote organische moleculen af ​​te breken tot kleinere, waardoor ze gemakkelijker afbreekbaar zijn.

Deze serie katalysatoren is een meercomponenten katalytische oxidatiekatalysator, ontwikkeld om de uitdagingen van moeilijk afbreekbaar en slecht biologisch afbreekbaar organisch afvalwater aan te pakken. Er is een nationaal octrooi voor verkregen als een nieuw type micro-elektrolysekatalysator in China. De katalysator wordt geproduceerd door katalysatoren met meerdere metaallegeringen te combineren met behulp van microporeuze activeringstechnologie bij hoge temperatuur en behoort tot het nieuwe type doserende, niet-klonterende micro-elektrolysekatalysatoren. Toegepast op afvalwater verwijdert de katalysator efficiënt COD, vermindert de kleur, verbetert de biologische afbreekbaarheid en zorgt voor stabiele en langdurige zuiveringseffecten, terwijl problemen zoals katalysatorpassivering en -klontering tijdens de werking worden voorkomen.

Het nieuwe type micro-elektrolysevulstof (ijzer-koolstofvulstof) wordt gesinterd bij een hoge temperatuur van ongeveer 1300 °C. Het kenmerkt zich door een geïntegreerde ijzer-koolstofstructuur, een gesmolten katalysator, een microporeuze raamwerklegering, een groot specifiek oppervlak, een hoge activiteit en een hoge stroomdichtheid. Het kan COD efficiënt verwijderen, kleur verminderen en de biologische afbreekbaarheid verbeteren, wat zorgt voor stabiele en langdurige behandelingseffecten en tegelijkertijd problemen zoals passivering en aankoeking van de vulstof tijdens de verwerking voorkomt. Vergeleken met de gemodificeerde ijzerdeeltjes die op de markt worden gebruikt voor staalpelletisering, is de behandelingsefficiëntie van dit product meer dan verdubbeld.

In een heterogeen Fenton-systeem worden metaalkatalysatoren, gefixeerd op een vaste faseoppervlak, gebruikt in plaats van de traditionele Fe²⁺ in Fenton-reacties om H₂O₂ te activeren en hydroxylradicalen (·OH) te genereren voor de verwijdering van verontreinigingen. Hoogvalente metalen aan het vaste-vloeistofgrensvlak worden door H₂O₂ gereduceerd tot laagvalente toestanden, waardoor recycling van de katalysator mogelijk is en de continue voortgang van de reactie gewaarborgd is (zie vergelijkingen 1-3).

≡Mn+ + H2O2 → ≡M(n+1)+ +·OH + OH(1)
≡M(n+1)+ +H2O2 → ≡Mn+ + H2O·+ H+ (2)
H2O+ ≡M(n+1) → ≡Mn+ + H+ + O2 （3）

Vergeleken met traditionele Fenton-reacties verbreedt de heterogene Fenton-technologie het toepasbare pH-bereik aanzienlijk, voorkomt de productie van ijzerslib en maakt hergebruik van de katalysator mogelijk.

Legeringen met een hoge entropie hebben de aandacht getrokken van materiaalonderzoekers vanwege hun unieke "vier effecten": het hoge entropie-effect, het roostervervormingseffect, het trage diffusie-effect en het "cocktaileffect". Vergeleken met traditionele katalytische materialen bestaande uit 2 of 3 metaalelementen, vertonen legeringen met een hoge entropie niet alleen superieure fysische, chemische, oppervlakte- en elektromagnetische eigenschappen, maar bieden ze ook een hogere katalytische stabiliteit. Door het gehalte van elk element aan te passen aan de katalytische prestatie-eisen, kunnen hoogwaardige katalytische legeringsmaterialen worden bereikt.

Diamanten bieden talrijke voordelen, waaronder een hoge hardheid, een hoge thermische geleidbaarheid, een hoge stabiliteit, corrosiebestendigheid en een goede biocompatibiliteit.

BDD (Boron-Doped Diamond) elektrodeplaten bieden aanzienlijke voordelen in de elektrochemie, zoals een breed potentiaalvenster, een lage achtergrondstroom en een hoge elektrochemische stabiliteit. Ze worden algemeen erkend als een van de meest veelbelovende en uitstekende elektrodematerialen in de elektrochemie.

Titaniumanodes, formeel bekend als anodes met een titaniumbasis en een MMO-coating (mixed metal oxide), worden ook wel DSA-anoden (Dimensional Stable Anode) genoemd. Ze worden gemaakt met titanium als basismateriaal (in vormen zoals draden, staven, buizen, platen of gaas), en een edelmetaalcoating wordt aangebracht op het titaniumsubstraat. Deze coating geeft de anode een uitstekende elektrokatalytische activiteit, elektrische geleidbaarheid en oxidatiebestendigheid.

Het bedrijf biedt een divers productassortiment en bedient een breed scala aan sectoren. Belangrijke producten zijn onder andere:

1. Op ruthenium gebaseerde titaniummetaaloxide-anoden
2. Iridium-gebaseerde titanium metaaloxide anodes
3. Op platina gebaseerde titanium edelmetaal-gecoate anodes
4. Complete elektrochemische uitrusting

Deze producten worden met succes toegepast in verschillende industrieën, zoals:

Productie van chlooralkali
Productie van chloraat/perchloraat
Elektrolytische extractie van non-ferrometalen
Hypochlorietgeneratoren
Galvaniseren
Elektrodialyse
Organische elektrolyse
Kathodische bescherming
Organische afvalwaterzuivering

Deze katalytische oxidatietechnologie, een soort Fenton-achtig proces, werkt onder dezelfde omstandigheden als conventionele Fenton-processen. Het vervangt echter het ferrosulfaat dat in traditionele Fenton-reacties wordt gebruikt door nanokatalysatoren (LAT-NMF). Deze aanpak vermindert niet alleen de hoeveelheid ijzer die in het waterzuiveringssysteem terechtkomt en vermindert de hoeveelheid vast afval, maar minimaliseert ook de toevoer van sulfaationen, waardoor de toename van het zoutgehalte wordt verminderd.

Het door uw bedrijf ontwikkelde katalysatorproduct is gebaseerd op het nano-LAT-NMF-katalysatorsysteem. Het biedt voordelen zoals een hoge dichtheid en eenvoudige scheiding, sterke katalytische effecten en een hoge katalytische efficiëntie, wat de benutting van waterstofperoxide aanzienlijk verbetert. Bovendien vermindert het, doordat het een kleinere hoeveelheid katalysator gebruikt in vergelijking met conventionele Fenton-processen, de productie van vast afval aanzienlijk. Dit maakt het een geavanceerde oxidatietechnologie met een hoge efficiëntie, een laag secundair productverbruik en een milieuvriendelijke werking.

De kern van de autotrofe denitrificatietechnologie is de biologische drager met Fe-S-koppeling, onafhankelijk ontwikkeld door Longantai. Deze biologische drager bestaat uit Fe-S-nanokernen en een alkalische lading, wat een groot specifiek oppervlak en een hoge efficiëntie biedt.

Werkingsprincipe: In anoxische omgevingen gebruiken denitrificerende bacteriën Fe-S nanocores als elektronendonoren en nitraat (NO₃⁻), nitriet (NO₂⁻) en andere nitroverontreinigingen als elektronenacceptoren. Anorganische koolstofbronnen (CO₂, HCO₃⁻, CO₃²⁻) worden gebruikt voor de koolstofstofwisseling, waarbij verontreinigende stoffen zoals NO₃⁻ en NO₂⁻ in het afvalwater worden omgezet in N₂.

De alkaliniteitsbelasting is gelijkmatig verdeeld over de poriën van de koppelende biologische drager, wat een synergetisch mechanisme vormt met de Fe-S nanocores. Dit brengt de pH van het denitrificatieproces effectief in evenwicht en zorgt ervoor dat de alkaliniteit in het water behouden blijft.

De Fe-S nanocores bevorderen bovendien de metabolische koppeling van micro-organismen, wat leidt tot zelfactivering van het denitrificatiereactieproces en een efficiënte, continue en stabiele denitrificatie tot stand brengt.

De conventionele fluorideverwijdering met geactiveerd aluminiumoxide maakt gebruik van de uitstekende adsorptie-eigenschappen, die worden toegeschreven aan de unieke structuur van geactiveerd aluminiumoxide. Het aantal zuurstofionen in de tweede laag geactiveerd aluminiumoxide is twee keer zo groot als in de eerste laag, en deze zuurstofionen zijn verbonden met aluminiumionen. Hierdoor komen de aluminiumionen vrij op het oppervlak, waardoor ze zich kunnen binden met fluoride-ionen (F—), waardoor fluorideverwijdering wordt bereikt.

De door uw bedrijf ontwikkelde fluorideverwijderingsvulstof voor fluorhoudend afvalwater is gebaseerd op conventioneel geactiveerd aluminiumoxide. Het ondergaat modificatie met een specifieke modifier en vervolgens een secundaire calcinatie. Tijdens het modificatieproces vormen de watermoleculen die door het aluminiumoxide worden geadsorbeerd hydroxylgroepen met verschillende activiteitsniveaus. De calcinatie-activeringsstap versterkt de actieve plaatsen tussen de hydroxylgroepen en metaalionen, waardoor het fluorideverwijderend vermogen van het adsorbens wordt verbeterd.

De aanwezigheid van fosfor is een van de belangrijkste oorzaken van eutrofiëring van waterlichamen. Hoewel de concentraties verontreinigende stoffen in stedelijk afvalwater uit niet-puntbronnen en agrarisch afvalwater uit niet-puntbronnen relatief laag zijn, vallen ze nog steeds onder de categorie afvalwater en hebben ze een aanzienlijke impact op natuurlijke wateren zoals rivieren en meren. Voor de geavanceerde behandeling van dergelijk afvalwater is het cruciaal om de fosforverwijderingscapaciteit verder te verbeteren met behulp van eenvoudige, effectieve en goedkope processen. Het verbeteren van de totale fosforindex in deze wateren met lage vervuiling tot oppervlaktewaterklasse III, of zelfs klasse II, is van groot belang voor de bescherming van de waterkwaliteit van rivieren en meren.

De fosforverwijderende vulstof, die Longantai onafhankelijk heeft ontwikkeld, heeft een poreuze netwerkstructuur. Door de toevoeging van gespecialiseerde nano-actieve componenten verhoogt het het aantal actieve adsorptieplaatsen voor fosfor en komen er langzaam functionele ionen vrij. Deze ionen reageren met fosfor en vormen onschadelijke fosfaatprecipitaten, wat zorgt voor een efficiënte fosforverwijdering. Daarnaast kan de vulstof ook dienen als groeimedium voor micro-organismen, wat synergetische biologische/chemische fosforverwijdering mogelijk maakt.

De CO-verwijderingskatalysator werkt voornamelijk op basis van de adsorptie van reactanten aan de katalysator en chemische reacties aan het oppervlak. Bij de CO-oxidatiereactie wordt CO geadsorbeerd aan het oppervlak van de katalysator en reageert het met zuurstofmoleculen aan het oppervlak om onder andere CO₂ en water te vormen. De efficiëntie van de CO-verwijdering wordt aanzienlijk verbeterd door de werking van de katalysator.

Een ontzwavelingsmiddel is een chemisch additief dat wordt gebruikt om SO₂- en H₂S-gassen uit verbrandingsgassen te verwijderen. Tijdens het ontzwavelingsproces reageert het ontzwavelingsmiddel chemisch met zwavelverbindingen en zet deze om in onschadelijke stoffen, waardoor het doel van zuivering van de uitlaatgassen wordt bereikt.

Ontzwavelingsmiddelen worden veel gebruikt in sectoren zoals de kolen-, chemische en energieopwekking. Ze spelen een cruciale rol bij de bescherming van het milieu en de menselijke gezondheid, waardoor ze onmisbaar zijn in deze sectoren. In chemische productieprocessen kunnen bijvoorbeeld bepaalde methoden grote hoeveelheden schadelijke gassen zoals SO₂ genereren. Ontzwavelingsmiddelen worden gebruikt om deze schadelijke gassen te verwijderen, waardoor de productieomgeving wordt beschermd en de gezondheid van medewerkers wordt gewaarborgd.