电化学水处理技术说课讲解
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电厂化学水处理培训ppt课件
建立健全电厂化学水处理运行 管理制度，明确各级管理人员 和操作人员的职责和权限。
加强电厂化学水处理设备的日 常维护和保养，确保设备处于
良好状态。
定期对电厂化学水处理系统进 行检查、评估和改进，提高系
统运行效率和可靠性。
运行操作与维护保养
操作人员应熟悉电厂化学水处理设备 的结构、性能和工作原理，掌握正确 的操作方法和维护保养技能。
积盐，确保设备长期稳定运行。
提高水资源利用效率
02
通过回收和再利用废水，减少新鲜水用量，降低水资源消耗。
保护环境
03
减少废水排放，降低对环境的污染。
电厂化学水处理的原理
01
02
03
去除悬浮物
通过混凝、沉淀、过滤等 方法去除水中的悬浮物。
去除胶体
采用吸附、凝聚等方法破 坏胶体的稳定性，使其聚 沉。
去除溶解物质
净化和资源化利用。
高级氧化技术
采用臭氧氧化、芬顿氧化等高级 氧化技术，将废水中的难降解有 机物氧化分解为低毒或无毒的小 分子物质，提高废水的可生化性
和回用价值。
06
电厂化学水处理运行管理
运行管理制度与规范
01
02
03
04
严格执行国家及行业相关法规 和标准，确保电厂化学水处理
安全、经济、稳定运行。
05
03
硬度
水中钙、镁离子含量应适中，过高会 导致结垢，过低则可能加剧设备腐蚀 。
04
氯离子
氯离子含量过高会加剧金属腐蚀，应 控制在一定范围内。
冷却水处理工艺
预处理
软化处理
去除水中的悬浮物、胶体等杂质，降低水 的浊度。
通过离子交换或加药等方法降低水的硬度 。
电化学水处理
2、酚类
• 目前，国内外对于含酚废水的研究较多，此类废水来源广、 污染重，是芳香化合物的代表。电化学氧化含酚废水的影 响因素有苯酚初始浓度、废水pH值、电流密度、支持电解 质种类等。周明华等[4]以经氟树脂改性的β -PbO2为阳极， 处理含酚模拟废水，在电压为7.0 V，pH值为2.0的条件下， 其COD可降至60 mg/L以下，挥发酚可完全去除。匡少平等 在隔离阴、阳极室条件下进行了电化学法降解含酚废水试 验，苯酚的转化率达95%以上；同时，分别对铅电极和钛 上电沉积二氧化铅的电极作为阳极进行了对比试验，发现 Ti/PbO2电极对苯酚的降解更加彻底。
四、重金属离子废水处理
• 与传统的二维电极相比，电沉积法的三维电极能够增加电 解槽的面体比，且因粒子间距小而增大了物质传质速度， 提高电流效率和处理效果。利用三维电极主要是处理含 Cu2+和Hg2+等的重金属废水，三维电极所提供的特殊表面 和很大的传质速率，能有效地处理稀溶液，这种电极能在 几分钟内将金属质量浓度从100 mg/L降至0.1 mg/L，除去 重金属离子的效率高，需要的空间少。离子交换树脂与铜 粒等比例混合制成的复合三维电极固定床电化学反应器， 用于处理低浓度含铜废水，且无须加入支持电解质(如硫 酸)，出口铜质量浓度为0.008 mg/L，达到国家排放标准。
• (3)无污染或少污染性。电化学过程中产生的·无选择地 直接与废水中的有机污染物反应，将其降解为二氧化碳、 水和简单的有机物，没有或很少产生二次污染。电子是电 化学反应的主要反应物，而且电子转移只在电极与废物组 分之间进行，不需添加任何氧化剂、还原剂，避免了由于 添加化学药剂而引起的二次污染，而且还可通过控制电位， 使电极反应具有高度的选择性，防止副反应发生。 • (4)易于控制性。电化学过程一般在常温常压下进行，其 化学过程的主要运行参数是电流和电位，易于控制和测定。 因此，整个过程的可控程度乃至自动控制水平都较高，易 于实现自动控制。 • (5)经济性。电化学系统设备相对简单，设计合理的系统， 其能量效率也比较高，因此，操作与维护费用低。同时， 作为一种清洁的处理工艺，其设备占地面积小，特别适用 于人口拥挤城市的污水处理。
电化学废水处理(PPT课件)
电化学氧化废水 及其电极材料
王万峰
水中污染物分类
耗氧污染物 致病污染物 合成有机物 植物营养物 无机物及矿物质 由土壤、岩石等冲刷下来的沉积物 放射性物质 热污染
电化学水处理技术的优点
避免引起二次污染 可控性强 反应条件温和，常温常压 操作简单 当废水中含有金属离子时，阴阳极可同时
涂层固溶体可用如下通式表示：
电子能带 在此能带中不像满带中的电 子受到束缚，只需0.2ev就能激发到导带上， 达到半导体的能带结构
DSA的失效机理
阳极在电解运转过程中，当电压升得很高， 实际上没有电流通过时，这种现象称为阳 极钝化。
其主要原因： 1）涂层剥落 2）涂层存在裂缝 3）Ru O2的溶解
以涂层剥落为例
钛阳极由钛基体和活性涂层组成，起电化 学作用的只是活性涂层，当涂层与基体粘 结不够牢固，从基体上剥落下来，达到一 定程度，钛阳极即失去作用。
剥落机理：电化学析气，聚集、扩散、破 裂产生张应力。
DSA涂层电极的制备方法
溅渡法 热解喷涂法 浸渍或涂刷法 化学气相沉积法CVD 物理气相沉积法 电沉积法 电化学阳极氧化因：效率不高，经济上不合 理
处理难降解有机物的难点： 1）处理废水时间问题（效率问题） 2）电极寿命问题（电极的稳定性）
目前的热点问题：电极材料、结构及制备方法
阳极的使用与改进
石墨电极（通过电热结晶法制的） 缺点：电阻大，电能消耗大；电极损耗， 电极极距变化，电解不稳定；
铂电极 优点：良好的耐腐蚀性、导电性，放氯反 应有很好的活性表面； 缺点：价格昂贵，无法实现大规模工业化
电极材料
钛基涂层电极 发明镁热还原法制钛 钛金属：稳定的氧化膜保护，耐久性，稳 定性，机械加工好；
中间层：增加结合力，防止涂层剥落、避 免钛基体钝化，提高氧化物阳极的使用寿 命
王万峰
水中污染物分类
耗氧污染物 致病污染物 合成有机物 植物营养物 无机物及矿物质 由土壤、岩石等冲刷下来的沉积物 放射性物质 热污染
电化学水处理技术的优点
避免引起二次污染 可控性强 反应条件温和，常温常压 操作简单 当废水中含有金属离子时，阴阳极可同时
涂层固溶体可用如下通式表示：
电子能带 在此能带中不像满带中的电 子受到束缚，只需0.2ev就能激发到导带上， 达到半导体的能带结构
DSA的失效机理
阳极在电解运转过程中，当电压升得很高， 实际上没有电流通过时，这种现象称为阳 极钝化。
其主要原因： 1）涂层剥落 2）涂层存在裂缝 3）Ru O2的溶解
以涂层剥落为例
钛阳极由钛基体和活性涂层组成，起电化 学作用的只是活性涂层，当涂层与基体粘 结不够牢固，从基体上剥落下来，达到一 定程度，钛阳极即失去作用。
剥落机理：电化学析气，聚集、扩散、破 裂产生张应力。
DSA涂层电极的制备方法
溅渡法 热解喷涂法 浸渍或涂刷法 化学气相沉积法CVD 物理气相沉积法 电沉积法 电化学阳极氧化因：效率不高，经济上不合 理
处理难降解有机物的难点： 1）处理废水时间问题（效率问题） 2）电极寿命问题（电极的稳定性）
目前的热点问题：电极材料、结构及制备方法
阳极的使用与改进
石墨电极（通过电热结晶法制的） 缺点：电阻大，电能消耗大；电极损耗， 电极极距变化，电解不稳定；
铂电极 优点：良好的耐腐蚀性、导电性，放氯反 应有很好的活性表面； 缺点：价格昂贵，无法实现大规模工业化
电极材料
钛基涂层电极 发明镁热还原法制钛 钛金属：稳定的氧化膜保护，耐久性，稳 定性，机械加工好；
中间层：增加结合力，防止涂层剥落、避 免钛基体钝化，提高氧化物阳极的使用寿 命
电化学水处理技术介绍及电凝聚.
电化学水处理技术介绍及电凝聚 气浮法处理垃圾渗沥液展望
成员：庞长泷、郭旭、李东晨
一、背景
起源于本世纪初的传统污水生物处理技术， 为缓解人类活动造成的水环境污染做出了巨 大贡献。随着工业化的发展，污水成分变得 日渐复杂多样化，这样的污水由于对生物的 毒性和实际应用空间上的限制，使得传统的 污水生物处理方法在应用上面临着许多技术 上难以解决的难题。另外，含有难降解物质 的污水虽然可用化学氧化法处理，但该氧化 法在药剂用量控制上操作复杂，成本高，还 会造成药剂在处理水中的残留。
渗沥液原水及UASB 反应器出水的 有关水质指标
Raw leachate
pH
7. 7±0. 3
COD(mg·L - 1) 15 700±1 700
BOD5(mg·L - 1) TOC(mg·L - 1)
4 200±230 4 600±150
NH3-N(mg·L - 1) 2 260±230
UASB effluent 8. 5±0. 2 1 500±160 75±20 470±140 2 540±250
8) 既可以作为单独处理,又可以与其他处理相结合, 如作为前处理,可以提高废水的可生物降解性;9) 兼 具气浮、絮凝、消毒作用;
10) 作为一种清洁工艺,其设备占地面积小,特别适合 于人口拥挤城市污水处理.
正因为有如此之多的优点,电化学水处理方法 是处理工业废水、生活污水等实现水的零排 放具有开发前景的水处理技术。该技术研究 横跨物理、化学、生物、工程等多门学科， 是典型的学科综合交叉，迄今的研究还很不 够，作为一种高效水处理技术值得进一步开 发研究。此外，电化学水处理技术被称为“环 境友好”技术,在绿色工艺方面极具潜力,可望 得到广泛应用。
3 、电化学反应器的结构。废水常为稀溶液，电导 率太小时,一般可由加入支持电解质或减小阴、阳极 间距来解决;而为使低浓度有机污染物有效地发生降 解,必须改善电化学反应器的结构。目前提出的一种 新技术即三维电极(或三微电极、立体电极、三元
成员：庞长泷、郭旭、李东晨
一、背景
起源于本世纪初的传统污水生物处理技术， 为缓解人类活动造成的水环境污染做出了巨 大贡献。随着工业化的发展，污水成分变得 日渐复杂多样化，这样的污水由于对生物的 毒性和实际应用空间上的限制，使得传统的 污水生物处理方法在应用上面临着许多技术 上难以解决的难题。另外，含有难降解物质 的污水虽然可用化学氧化法处理，但该氧化 法在药剂用量控制上操作复杂，成本高，还 会造成药剂在处理水中的残留。
渗沥液原水及UASB 反应器出水的 有关水质指标
Raw leachate
pH
7. 7±0. 3
COD(mg·L - 1) 15 700±1 700
BOD5(mg·L - 1) TOC(mg·L - 1)
4 200±230 4 600±150
NH3-N(mg·L - 1) 2 260±230
UASB effluent 8. 5±0. 2 1 500±160 75±20 470±140 2 540±250
8) 既可以作为单独处理,又可以与其他处理相结合, 如作为前处理,可以提高废水的可生物降解性;9) 兼 具气浮、絮凝、消毒作用;
10) 作为一种清洁工艺,其设备占地面积小,特别适合 于人口拥挤城市污水处理.
正因为有如此之多的优点,电化学水处理方法 是处理工业废水、生活污水等实现水的零排 放具有开发前景的水处理技术。该技术研究 横跨物理、化学、生物、工程等多门学科， 是典型的学科综合交叉，迄今的研究还很不 够，作为一种高效水处理技术值得进一步开 发研究。此外，电化学水处理技术被称为“环 境友好”技术,在绿色工艺方面极具潜力,可望 得到广泛应用。
3 、电化学反应器的结构。废水常为稀溶液，电导 率太小时,一般可由加入支持电解质或减小阴、阳极 间距来解决;而为使低浓度有机污染物有效地发生降 解,必须改善电化学反应器的结构。目前提出的一种 新技术即三维电极(或三微电极、立体电极、三元
电化学水处理
四、重金属离子废水处理
• 与传统的二维电极相比，电沉积法的三维电极能够增加电 解槽的面体比，且因粒子间距小而增大了物质传质速度， 提高电流效率和处理效果。利用三维电极主要是处理含 Cu2+和Hg2+等的重金属废水，三维电极所提供的特殊表面 和很大的传质速率，能有效地处理稀溶液，这种电极能在 几分钟内将金属质量浓度从100 mg/L降至0.1 mg/L，除去 重金属离子的效率高，需要的空间少。离子交换树脂与铜 粒等比例混合制成的复合三维电极固定床电化学反应器， 用于处理低浓度含铜废水，且无须加入支持电解质(如硫 酸)，出口铜质量浓度为0.008 mg/L，达到国家排放标准。
2、酚类
• 目前，国内外对于含酚废水的研究较多，此类废水来源广、 污染重，是芳香化合物的代表。电化学氧化含酚废水的影 响因素有苯酚初始浓度、废水pH值、电流密度、支持电解 质种类等。周明华等[4]以经氟树脂改性的β -PbO2为阳极， 处理含酚模拟废水，在电压为7.0 V，pH值为2.0的条件下， 其COD可降至60 mg/L以下，挥发酚可完全去除。匡少平等 在隔离阴、阳极室条件下进行了电化学法降解含酚废水试 验，苯酚的转化率达95%以上；同时，分别对铅电极和钛 上电沉积二氧化铅的电极作为阳极进行了对比试验，发现 Ti/PbO2电极对苯酚的降解更加彻底。
6、其他电化学方法
• 电吸附、离子交换辅助电渗析以及电化学膜分离 等技术不仅可以用作清洁生产工艺，预防环境污 染，而且它们也是有效的工业废水处理方法。电 吸附法可以用来分离水中低浓度的有机物和其他 物质；离子交换辅助电渗析法具有可多样化设计、 适用范围广等优点，已成为环保开发应用的热点 技术；电化学膜分离技术是利用膜两侧的电势差 进行物质分离，常用于气态污染物的分离。
电化学水处理技术说课讲解
6、操作及维护简便：电吸附系统不采用膜类元件。在停机期间也无须作特别保养 。系统采用计算机控制，自动化程度高，对操作者的技术要求较低。
7、运行成本低：电吸附技术属于常压操作，能耗比较低，其主要的能量消耗在于 使离子发生迁移。与其它出除盐技术相比可以大大地节约能源。其根本原因在于电 吸附技术除盐的原理是有区别地将水中作为溶质的离子提取分离出来，而不是把作 为溶剂的水分子从待处理的原水中分离出来。
2. 铁的混凝作用 从阳极得到的 离子在有氧和碱性条件下会生成Fe(OH)2和Fe(OH)3。具有强吸 附能力的Fe(OH)3胶体吸附废水中的悬浮物、一些不溶物及不溶性染料，使其凝聚 沉降。
3. 铁屑的还原吸附和活性炭吸附作用 在弱酸性溶液中，比表面积丰富的铁屑利用其较高的表面活性吸附多种金属离子， 促进金属去除。而铸铁是多孔性物质，利用高表面活性吸附废水中有机污染物。活 性炭吸附能力强，废水中的固体颗粒易被它吸附。
② 填充电渗析（EDI），是将电渗析与 离子交换法结合起来的一种新型水处理方 法，综合了电渗析和离子交换法的优点，并克服了各自缺点，提高了极限电流密度 和电流效率的作用。
③ 高温电渗析，优点在于能使溶液 的粘度下降，提高扩散速度，增大溶液和膜的 电导，从而可以提高允许密度，提高设备的生产能力或者降低动力消耗，从而降低 处理费用。 通过实验，高温电渗析对降低能耗的效果是显著的，尤其是对有余热 可利用的工厂更为适宜。
改进——复合金属氧化物电极
3、 内电解法
内电解法又称为微电解法，是基于电 化学反应的氧化还原、电池反应产物的絮 凝、铁屑对絮体的电附集、新生絮体的吸 附以及床层过滤的综合作用。微电解法以 铁屑和炭构成原电池，污染物在正，负极 上生化学反应，加上原电池自身的电附集 、物理吸附及絮凝等作用达到去除污染物 的目的。微电解法不消耗能源，处理费用 低，使用的铁屑多来自切削工业的废料， 具有以废治废的意义。
7、运行成本低：电吸附技术属于常压操作，能耗比较低，其主要的能量消耗在于 使离子发生迁移。与其它出除盐技术相比可以大大地节约能源。其根本原因在于电 吸附技术除盐的原理是有区别地将水中作为溶质的离子提取分离出来，而不是把作 为溶剂的水分子从待处理的原水中分离出来。
2. 铁的混凝作用 从阳极得到的 离子在有氧和碱性条件下会生成Fe(OH)2和Fe(OH)3。具有强吸 附能力的Fe(OH)3胶体吸附废水中的悬浮物、一些不溶物及不溶性染料，使其凝聚 沉降。
3. 铁屑的还原吸附和活性炭吸附作用 在弱酸性溶液中，比表面积丰富的铁屑利用其较高的表面活性吸附多种金属离子， 促进金属去除。而铸铁是多孔性物质，利用高表面活性吸附废水中有机污染物。活 性炭吸附能力强，废水中的固体颗粒易被它吸附。
② 填充电渗析（EDI），是将电渗析与 离子交换法结合起来的一种新型水处理方 法，综合了电渗析和离子交换法的优点，并克服了各自缺点，提高了极限电流密度 和电流效率的作用。
③ 高温电渗析，优点在于能使溶液 的粘度下降，提高扩散速度，增大溶液和膜的 电导，从而可以提高允许密度，提高设备的生产能力或者降低动力消耗，从而降低 处理费用。 通过实验，高温电渗析对降低能耗的效果是显著的，尤其是对有余热 可利用的工厂更为适宜。
改进——复合金属氧化物电极
3、 内电解法
内电解法又称为微电解法，是基于电 化学反应的氧化还原、电池反应产物的絮 凝、铁屑对絮体的电附集、新生絮体的吸 附以及床层过滤的综合作用。微电解法以 铁屑和炭构成原电池，污染物在正，负极 上生化学反应，加上原电池自身的电附集 、物理吸附及絮凝等作用达到去除污染物 的目的。微电解法不消耗能源，处理费用 低，使用的铁屑多来自切削工业的废料， 具有以废治废的意义。
污水处理电化学处理技术分析知识讲解
污水处理电化学处理技术高级氧化技术一般针对难降解有机废水，如医药、化工、染料工业废水以及含有难处理的有毒物质物质等。
第一节电化学处理技术一、基本原理与特点1. 原理电化学氧化法主要用于有毒难生物降解有机废水的处理，电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学而得到转化，从而达到削减和去除污染物的目的。
根据不同的氧化作用机理，可分为直接电解和间接电解。
1 ) 直接电解直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从废水中去除今直接电解可分为阳极过程和阴极过程。
阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质，甚至发生有机物无机化，从而达到削减、去除污染物的目的。
阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除，阴极过程主要用于卤代经的还原脱卤和重金属的回收，如卤代有机物的卤素通过阴极还原发生脱卤反应，从而可以提高有机物的可生化性。
直接电解过程伴随着氧气析出，氧的生成使氧化降解有机物的电流效率降低，能秏升高，因此，阳极材料对电解的影响很大。
2 ) 间接电解间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂，使污染物转化成毒性小的物质。
间接电解分为可逆过程和不可逆过程。
可逆过程（媒介电化学氧化）是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。
不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质，如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H202和O2等氧化有机物的过程，还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体，包括溶剂化电子、•HO、•H02/02 等自由基。
2. 电化学水处理技术的特点1) 电化学方法既可以单独使用，又可以与其他处理方法结合使用，如作为前处理方法，可以提高废水的生物降解性；2) 一般电化学处理工艺只能针对特定的废水，处理规模小，且处理效率不高；3)有的电化学水处理工艺需消耗电能，运行成本大。
二、电化学反应器与电极电化学反应器按反应器的工作方式分类可分为：间歇式、置换流式和连续搅拌箱式电化学反应器。
电厂化学水处理培训
简介：循环水处理技术是电厂化学水处理中的重要环节，通过对循环水进行适当的 处理，可以有效地防止水垢、腐蚀和微生物滋生等问题，保障电厂设备的正常运行。
技术原理：循环水处理技术主要通过加药处理、排污控制和旁路过滤等手段，对循 环水进行水质稳定和净化处理，以实现循环水的再利用。
处理流程：循环水处理流程包括加药、混合、絮凝、沉淀、过滤和排污等环节，通 过这些环节的处理，可以有效地去除水中的杂质和有害物质，提高循环水的品质。
建议：针对不同电 厂实际情况，制定 个性化的化学水处 理方案，注重技术 创新和人才培养
电厂化学水处理发展趋势和展望
电厂化学水处理技术发展趋势和展望
高效低耗：提高 处理效率，降低 能耗，实现节能
减排
自动化智能化： 采用先进的控制 系统和传感器技 术，实现自动化 和智能化控制， 提高水处理过程 的稳定性和可靠
化学水处理的环保问题及解决方案
环保问题：废水排放对环境的影响 解决方案：废水处理技术，减少废水排放 环保问题：化学药剂使用对环境的影响 解决方案：研发环保型药剂，减少对环境的污染
化学水处理设备的节能减排技术
高效反渗透技术：降低能耗，提高产水品质 废水回收利用：减少排放，降低环境污染 绿色药剂使用：无毒无害，减少二次污染 余热回收利用：降低能耗，提高能源利用率
凝结水处理设备操作和维护
凝结水处理设备的作用：去除凝结水中杂质，保证水质合格 操作流程：按照操作规程进行设备启动、运行和停机操作 维护保养：定期对设备进行维护保养，确保设备正常运行 注意事项：严格遵守安全操作规程，确保人员安全和设备稳定运行
循环水处理设备操作和维护
设备类型：循环水处理设备主要包括过滤器、冷却塔、加药装置等。 操作流程：按照操作规程，定期检查设备运行状况，确保设备正常运转。 维护保养：定期对设备进行保养，包括清洗、更换滤芯、检查密封件等，保证设备性能和寿命。 安全注意事项：操作和维护时需注意安全，遵循安全规程，确保人身安全和设备安全。
技术原理：循环水处理技术主要通过加药处理、排污控制和旁路过滤等手段，对循 环水进行水质稳定和净化处理，以实现循环水的再利用。
处理流程：循环水处理流程包括加药、混合、絮凝、沉淀、过滤和排污等环节，通 过这些环节的处理，可以有效地去除水中的杂质和有害物质，提高循环水的品质。
建议：针对不同电 厂实际情况，制定 个性化的化学水处 理方案，注重技术 创新和人才培养
电厂化学水处理发展趋势和展望
电厂化学水处理技术发展趋势和展望
高效低耗：提高 处理效率，降低 能耗，实现节能
减排
自动化智能化： 采用先进的控制 系统和传感器技 术，实现自动化 和智能化控制， 提高水处理过程 的稳定性和可靠
化学水处理的环保问题及解决方案
环保问题：废水排放对环境的影响 解决方案：废水处理技术，减少废水排放 环保问题：化学药剂使用对环境的影响 解决方案：研发环保型药剂，减少对环境的污染
化学水处理设备的节能减排技术
高效反渗透技术：降低能耗，提高产水品质 废水回收利用：减少排放，降低环境污染 绿色药剂使用：无毒无害，减少二次污染 余热回收利用：降低能耗，提高能源利用率
凝结水处理设备操作和维护
凝结水处理设备的作用：去除凝结水中杂质，保证水质合格 操作流程：按照操作规程进行设备启动、运行和停机操作 维护保养：定期对设备进行维护保养，确保设备正常运行 注意事项：严格遵守安全操作规程，确保人员安全和设备稳定运行
循环水处理设备操作和维护
设备类型：循环水处理设备主要包括过滤器、冷却塔、加药装置等。 操作流程：按照操作规程，定期检查设备运行状况，确保设备正常运转。 维护保养：定期对设备进行保养，包括清洗、更换滤芯、检查密封件等，保证设备性能和寿命。 安全注意事项：操作和维护时需注意安全，遵循安全规程，确保人身安全和设备安全。
电化学废水处理技术基本原理
电化学废水处理技术基本原理
电化学高级氧化法主要用于有毒生物降解有机废水的处理，电化学技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学反应而得到转化，从而达到削减和去除污染物的目的。
电化学方法既可以单独使用，又可以与其他处理方法结合使用，如作为前处理方法，可以提高废水的生物降解性，一般电化学处理工艺只能针对特定的废水，吹规模小，且处理效率不高，其耗电量大，不利于运营成本控制。
根据不同的氧化作用机理可分为直接电解和间接电解。
1、直接电解，指污染物在电解上直接被氧化或还原而从废水中去除。
直接电解又可分为阳极过程和阴极过程。
直接电解过程伴随着氧气的析出，氧的生产使氧化降解有机物的电流效率降低，能耗升高，因此阳极材料对电解的影响很大。
1.1、阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质，甚至发生有机物无机化，从而达到削减或去除污染物的目的。
1.2、阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除，阴极过程主要用于卤代烃的还原脱卤和中金属的回收，如卤代有机物的卤素通过阴极还原发生脱卤反应，从而可以提高有机物的可生化性。
2、间接电解，指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂，使污染物化成毒性小的物质。
间接电解分为可逆过程和不可逆过程。
2.1、可逆过程（媒介电化学氧化）是指氧化还原物在电解过程
中电化学再生和循环使用。
2.2、不可逆过程是指利用不可逆电化学高级氧化反应产生的物质，如具有强氧化性的铝酸盐、H2O2和O3等氧化有机物的过程，还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体，包括溶剂化电子、.HO、.HO2、O2等自由基。
电化学水处理技术_大学_讲义_课件_ppt
发展历史
1799年Valta的Cu-Zn原电池是世界上第一个将化学能转化为电能 的化学电源 1833年建立电流和化学反应关系的法拉第定律 19世纪70年代Helmholtz提出双电层概念 1887年Arrhenius提出电离学说 1889年Nernst提出电极电位与电极反应组分浓度关系的能斯特方 程 1905年提出Tafel 公式，揭示电流密度和氢过电位之间的关系 20世纪50年代Bochris等发展的电极过程动力学 近几十年半导体电极过程特性研究和量子理论解释溶液界面电子 转移等研究
电解凝聚
〔Al(OH)6〕3＋或FeOOH等多核羟基配合物或 氢氧化物，作为混凝剂凝聚废水中的胶体悬浮 物沉积后去除。。
电气浮 通过电解水产生的氢、氧气体，携带废水中的胶 体微粒，共同上浮，从而达到分离、净化的目的。
电凝聚和电浮选
从水相中分离悬浮物、胶体颗粒、油状 物等
化学法：加入浮选剂或絮凝剂 气体浮选：通高压气体，颗粒物上浮 电化学方法： 电化学产生气泡，达到浮选目的 电化学产生絮凝剂（氢氧化铁、氢氧
电能
电池
化学能
2、电化学的用途 ⒈电解 精炼和冶炼有色金属和稀有金属； 电解法制备化工原料； 电镀法保护和美化金属； 还有氧化着色等。
⒉电池 汽车、宇宙飞船、照明、通讯、 生化和医学等方面都要用不同类 型的化学电源。 ⒊电分析 ⒋生物电化学
1. 第一类导体
3、两类导体
又称电子导体，如金属、石墨等。 A.自由电子作定向移动而导电 B.导电过程中导体本身不发生变化 C.温度升高，电阻也升高 D.导电总量全部由电子承担
3、电化学带来的环境污染问题
氯碱工业用汞为阴极造成的水体汞污染 电池的废弃，造成铅、镉等重金属对地 下水污染
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改进——复合金属氧化物电极
3、 内电解法
内电解法又称为微电解法，是基于电 化学反应的氧化还原、电池反应产物的絮 凝、铁屑对絮体的电附集、新生絮体的吸 附以及床层过滤的综合作用。微电解法以 铁屑和炭构成原电池，污染物在正，负极 上生化学反应，加上原电池自身的电附集 、物理吸附及絮凝等作用达到去除污染物 的目的。微电解法不消耗能源，处理费用 低，使用的铁屑多来自切削工业的废料， 具有以废治废的意义。
2. 铁的混凝作用 从阳极得到的 离子在有氧和碱性条件下会生成Fe(OH)2和Fe(OH)3。具有强吸 附能力的Fe(OH)3胶体吸附废水中的悬浮物、一些不溶物及不溶性染料，使其凝聚 沉降。
3. 铁屑的还原吸附和活性炭吸附作用 在弱酸性溶液中，比表面积丰富的铁屑利用其较高的表面活性吸附多种金属离子， 促进金属去除。而铸铁是多孔性物质，利用高表面活性吸附废水中有机污染物。活 性炭吸附能力强，废水中的固体颗粒易被它吸附。
O2 +4 +4e− →H2O ， (O2/H2O) = 1.22V
O2+2H2O+4e− 作用机理
1. 氢的还原作用 电极阴极产生新生态氢具有较大的活性，能与废水中某些组分发生还原作用，破坏 发色物质发色结构，使偶氮基断裂，大分子分解成小分子，硝基化合物还原为胺基 化合物，达到脱色的目的且使废水组成向易生化方向转变。
铁碳内电解填料
内电解法的反应器中堆填铁屑、颗粒活性炭，它们在废水中
形成无数个微小的原电池，铁屑为阳极，颗粒炭为阴极，其电极 反应为：
阳极：Fe -2e→
， ( /Fe)=-0.440v
阴极：2 +2e → 2H•→ H2 ， ( /H )=-0.000V
(在酸性或偏酸性溶液中)
当有 O2 时(在中性或碱性溶液中)：
在直接或间接氧化过程中，一般都伴有析出H2 或O2 的副反应，但通 过电极材料的选择和电势控制可使副反应得到抑制。电化学氧化技术在 生活污水和工业废水的处理中已有一定的应用，并取得良好的效果。
电氧化电极
电极在电氧化技术中处于“心脏”的地位，我们希望电极对 所处理的物质表现出高的反应速率，且具好的选择性，则电氧化 电极应具有良好的导电性、高的催化活性和良好的稳定性。
4. 电泳作用 在微电池周围电场作用下，废水中胶体状态的带电污染物在静电引力和表面能的作 用下，向带有相反电荷的电极移动，附集并沉积在电极上而得以去除。
4、电渗析法
电渗析(ED)技术是膜分离技术的一种，它是将阴、阳离子交换膜交替排 列于正、负电极之间，并用特制的隔板将其隔开，组成淡化和浓缩两个系统， 在直流电场作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，把电 解质从溶液中分离出来，从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
2、电化学氧化法
电催化氧化是通过阳极反应直接降解有机物，通过阳极和催化 材料反应产生的超氧自由基（•O2）、H2O2、羟基自由基（•OH） 等一类活性基团来氧化降解水体中的有机物。该方法具有有机物氧 化彻底，不易产生有毒中间产物，无二次污染等优点。
电化学氧化原理是：有机物的某些官能团具有电化学活性， 通过电场的强制作用，官能团结构发生变化，从而改变了有机物 的化学性质，使其毒性减弱以至消失，增强了生物可降解性。
④双极性膜电渗析（EDMB），由层压在一起的阳离子交换膜、阴离子交换膜及两层 膜之间的中间层构成。当阳极和阴极间施加电压时，电荷通过离子进行传递，若没 有离子存在，电流将由水解电离的 和 传递。
。同时阴极上析出大量氢气微气泡，与絮凝污物一起上浮并从废水中除去，
从而实现污染物的分离。
气浮池
平流式气浮池
气浮装置
竖流式气浮池
电气浮法的局限性和发展方向
电气浮法中，通常采用的阳极材料为金属铝或铁， 由于该方法在消耗铝材的同时还消耗大量的能源，因而 它的应用受到了一定的限制。
当前的发展方向是通过改进电源技术、研究新型电 极材料及结构，使电能消耗和材料消耗进一步降低。
② 填充电渗析（EDI），是将电渗析与 离子交换法结合起来的一种新型水处理方 法，综合了电渗析和离子交换法的优点，并克服了各自缺点，提高了极限电流密度 和电流效率的作用。
③ 高温电渗析，优点在于能使溶液 的粘度下降，提高扩散速度，增大溶液和膜的 电导，从而可以提高允许密度，提高设备的生产能力或者降低动力消耗，从而降低 处理费用。 通过实验，高温电渗析对降低能耗的效果是显著的，尤其是对有余热 可利用的工厂更为适宜。
几种常见的电渗析过程
① 倒极电渗析（EDR），为电渗析的应用前景提供了一个重要方向，根据ED原理， 每隔一定时间，正负电极极性相互倒换（频繁倒极），能自动清洗离子交换膜和电 极表面形成的污垢、以确保离子交换膜效率的长期稳定性。在废水处理方面的应用 有其独到之处，EDR水循环，水回收率最高可达95%，它的服役寿命长，管理简单， 与其他方法相比更有竞争力。
电化学氧化分为直接氧化和间接氧化两种，属于阳极过程。直接 氧化是通过阳极氧化使污染物直接转化为无害物质；间接氧化则是通过 阳极反应产生具有强氧化作用的中间物质或发生阳极反应之外的中间反 应，使被处理污染物氧化，最终转化为无害物质。
对于阳极直接氧化而言，如反应物浓度过低会导致电化学表面反应 受传质步骤限制；对于间接氧化，则不存在这种限制。
目前常采用的电极仍然是石墨、铝板、铁板、不锈钢和一 些不溶性电极如PbO2及一些贵金属电极如Pt等。石墨 电极强度较 差，在电流密度较高时电极损耗较大，电流效率低。而铝板或铁 板为可溶性电极，电极本身材料消耗量大，成本高，因此产生的 污泥量也大。不溶性电极PbO2的氧化能力虽然高于石墨电极，鉴 于目前用于有机废水氧化降解处理中时间长、效率低，而且电极 容易因污染而失活，电极材料种类不多且工作寿命不长。
电化学水处理技术
按技术方法分类
电气浮法 电化学氧化法 内电解法 电渗析法 电吸附法
1、电气浮法
电气浮法也叫电凝聚法或电凝聚气浮法，即在外电压作用下利用可溶性
阳极(铁或铝)产生等大量阳离子
，通过絮凝生成Fe(OH)2、
Fe(OH)3、Al(OH)3 等沉淀物，对胶体污染物进行凝聚，以去除水中的污染物