Applications de base des anodes en titane et des électrodes en titane dans le traitement de désinfection des ressources en eau

Actuellement, la méthode de désinfection par oxydation consistant à ajouter du chlore ou des chlorures à l'eau est couramment utilisée pour la stérilisation de l'eau. Cependant, il a été constaté que la désinfection par chloration peut entraîner la génération de substances "trois - causant" (cancérigènes, tératogènes, mutagènes) dans l'eau potable. Ces dernières années, des méthodes de traitement telles que l'ultraviolet, l'ozone, l'ultrason, la magnétisation et l'électricité statique n'ont pas été largement appliquées en raison d'équipements complexes, d'un faible débit de traitement de l'eau ou de coûts de traitement élevés. En tant que technologie de stérilisation de l'eau avec un bon effet de stérilisation, une forte utilité et sans pollution secondaire, la méthode d'électrolyse est populaire.

La stérilisation électrolytique peut être divisée en deux types : stérilisation indirecte et stérilisation directe :

I. Stérilisation indirecte : Utiliser des substances telles que ClO-, HClO3, H2O2, O2- et ·OH- générées par électrolyse pour tuer les micro-organismes. La plupart des processeurs de désinfection commerciaux existants produisent des désinfectants tels que le dioxyde de chlore et l'hypochlorite de sodium après avoir ajouté des électrolytes tels que le chlorure de sodium.

II. Stérilisation directe : La stérilisation directe utilise des électrodes électrolytiques pour agir directement sur les micro-organismes, provoquant leur mort.

Le mécanisme de stérilisation et de désinfection électrolytique :

(1) Lors de l'électrolyse de l'eau contenant du chlore, ClO- et une petite quantité de chlorates à valence supérieure sont produits. Les réactions sur les électrodes sont les suivantes. Anode : 2Cl - 2e → Cl2, Cl2 + H2O → HClO + H+ + Cl-. Les ions OH- diffusent vers la couche liquide autour de l'anode et réagissent avec l'acide hypochloreux pour former ClO-, et réagissent ensuite pour former de l'acide chlorique : 12ClO- + 6H2O - 12e → 4HClO3 + 8HCl + 3O2. Tant HClO que HClO3 produits sont de forts oxydants et ont un fort effet de destruction sur les microorganismes.

(2) Lors de l'électrolyse de l'eau sans ions chlorure, même s'il n'y a pas de Cl- dans l'eau brute, il y a tout de même un bon effet de stérilisation, ce qui indique que d'autres substances oxydantes en plus de HOCl sont produites pendant l'électrolyse. Par analyse, les réactions suivantes se produisent du côté anode : ① H2O → H+ + OH- ; ② 2OH- - 2e → [O] + H2O → H2O2 ; ③ 4OH- - 4e → 2H2O + O2 ; ④ [O] + O2 → O3. Par conséquent, des désinfectants oxydants puissants tels que H2O2, O3 et [O] sont produits, ce qui donne à l'eau traitée un fort effet de stérilisation après électrolyse.

(3) L'électrolyse agit directement sur le corps cellulaire bactérien, détruisant un certain organite des bactéries, provoquant la mort des bactéries.

La vue moderne de l'action bactéricide du chlore est qu'elle agit principalement par l'intermédiaire de HClO. Lorsque les molécules de HClO atteignent l'intérieur des bactéries, elles peuvent oxyder et détruire le système enzymatique des bactéries, entraînant la mort des bactéries. Les produits d'oxydation finaux sont CO2 et H2O. Par conséquent, même lorsque le chlore est utilisé en continu, les bactéries ne développeront pas de résistance aux médicaments.