高級氧化電化學體系中以電能作觸發(fā)能，以無機物作引發(fā)劑，利用空氣中O2，通過下述的化學反應機制生成初生態(tài)的H₂O₂，再進一步分解生成羥基自由基（·OH），開發(fā)成功“三維三相電催化氧化”系列模塊，用于高濃度高鹽有機廢水及高氨氮廢水的預處理，對惰性有機物處理具有*的處理效率。其專有觸發(fā)催化填料和誘發(fā)劑在電場的激活作用下，利用自身晶格特點，電子云發(fā)生歧化，生成導帶、空穴，形成一個空間分布的電子云體系，在歧化電子云的作用下，發(fā)生水分子、有機物、氧分子的電子轉(zhuǎn)移，即氧化還原反應?？臻g分布的作用形式，加大了傳質(zhì)面積，從而使反應在整個液相固相氣相接觸面上發(fā)生反應，而不是僅僅停留在傳統(tǒng)預處理的電極板之上，從而使平面的反應向空間體系內(nèi)的反應發(fā)展，從而大大提高了反應速率。

由于廢水中，有機物分子含量一般不占主要優(yōu)勢，故主要電極反應為水與電極的氧化還原反應，主要反應為羥基自由基的鏈式生成反應。

該反應主要過程如下：

首先，電催化氧化填料和誘發(fā)劑在外接交變DC電源作用下，自身晶格電子云發(fā)生歧化，生成導帶、空帶：

水分子在自然條件下存在電離平衡：

氫氧根接觸催化填料之后，空帶具有*的奪電子能力，奪取氫氧根電子，形成羥基自由基：

生成的羥基自由基的氧化還原電位為2.8V，僅次于自然界中氧化還原電位的氟的3.06V，因此羥基自由基的氧化能力*，它可以氧化幾乎所有的有機物，直至*礦化且無毒。羥基自由基迅速與廢水中的有機物反應，同時在誘發(fā)劑的作用下，誘導利用有機物自身能量參與反應形成連續(xù)觸發(fā)生成羥基自由基的鏈式反應，因此所需外加能量和反應時間極短。

觸發(fā)催化填料對有機物具高強的吸附能力，可對有機物進行富集，易于自由基對有機物的捕集，防止有機物隨水流外溢，通過微曝氣，利用空氣中的氧參與自由基的形成反應，保證濾料的活化，防止污堵及有死角.

主要發(fā)生如下反應：

反應原理：

1）H₂O₂的生成：

   O₂＋e^－® •O₂^－                  （1）

•O₂^－＋H^＋ ® HO₂•               （2）  或•O₂^－ ＋ HO₂•® O₂＋ HO₂^－  （4）

2 HO₂• ® H₂O₂ ＋O₂        （3）  HO₂^－ ＋H^＋ ® H₂O₂（5）

  2）•OH的生成：

H₂O₂＋e^－® OH^－＋•OH  （6）   

以上過程的綜合作用，降解水中的有機物、氨氮及總氮。

有機物組份首先通過羥基自由基，或者電極上的電子空穴，被氧化為二氧化碳和水。

該技術的優(yōu)點：

“三維三相電催化氧化”工藝，在處理廢水過程中反應條件溫和，無需高溫高壓，無需投加其他藥劑，無需調(diào)整廢水的pH值，只需外加電場和誘發(fā)劑觸發(fā)其填料活性，即可完成處理反應。運行費用低，噸水成本根據(jù)水質(zhì)濃度的不同電費約在2-10元之間。

主要優(yōu)點：

   運行費用低：系統(tǒng)不需加任何化學學劑，只消耗較少量的電能.

   催發(fā)填料使用壽命長：在1450℃高溫燒結(jié)固化的多種茂金屬催化劑,耐酸堿及耐有機類性能*，可長期使用并可通過簡單處理再生。

   運行管理方便：可全自動運行，只需控制適度的進氣量，開關電源即可保證系統(tǒng)的運行.

   適用于高含鹽水：對高鹽份的水，水中的鹽份還可通過離子膜可分解成酸及堿，回收利用.

出水水質(zhì)優(yōu)良：有機物去除能力達60-90%，對高分子開環(huán)率幾乎達99%，對高色度的廢水脫色效率*.

適應性強：能量需要形式為被動一級反應，只需對電壓電流進行簡單調(diào)節(jié)便可對處理能力進行調(diào)整，耐受水質(zhì)和水量變化幅度極大。

除油能力高：對油及油脂去除高達70-95%

停留時間短：反應全衰期一般在30min時間內(nèi)。