电化学水处理技术的研究进展及方向
标签：脱色剂 废水脱色 纺织印染废 时间：2010-06-13 15:05:35 点击：243 回帖：0
上一篇：油田污水电化处理技术的目的和意下一篇：丙烯酸漆耐侯丙烯酸防腐涂料生产
电化学水处理技术的研究进展及方向 1电化学水处理技术的研究进展 在科学技术发展的进程中，电化学在电解、电镀、化学电源、电分析、金属腐蚀与防护等领域都占据着重要的地位。但随着科学技术的进步，电化学的应用范围已经扩大到环境保护、电子、能源、材料、化工、冶金和化学合成等领域。这使电化学获得了新的更有意义的生命力。电化学正在逐步变成独立于化学以外的一门新学科。 由此可见，现代电化学是一门交叉学科，也是应用前景非常明显的学科。近年来，电化学方法作为一种环境友好技术，在环境污染治理方面越来越受到人们的重视特别是在废水中生物难降解有机物去除方面，电化学发挥了不可低估的作用。 污水处理的电化学方法主要有微电解、电化学氧化与还原、电气浮与电凝聚电渗析等方法。根据研究表明:这些方法在处理实际废水的过程发挥着很好的作用，而且电化学水处理技术因其具有多功能性、高度的灵活性、易于自动化、无二次污染等其它水处理技术无法比拟的优点，正成为国内外水处理技术研究的热点课题，尤其对那些难以生化降解、对人类健康危害极大的“三致”(致癌、致畸、致突变)有机污染物的去除具有很高的效率，并且又能节省大量的能源。因而，电化学水处理技术近年来已成为世界水处理技术相当活跃的研究领域，受到国内外的广泛关注。 而在电化学水处理技术中，微电解以及电化学氧化一直是科学工作者研究的重点内容。人们主要是通过反应机理研究和应用研究两个方面对电化学水处理技术开展研究的。 其中微电解是在酸性条件下，利用铁与碳形成铁碳原电池对污染物进行氧化还原，使污染物降解为生物易于降解的物质，降低毒性，从而提高废水的可生化性。在应用方面，通过研究发现:反应时间、pH值、铁碳比以及反应器的种类等因素都影响着微电解的处理效果。在机理方面，研究认为:在反应过程中，酸性条件产生的Fe3+, Fe2+和活性氢[H〕与污染物发生氧化还原反应从而使污染物得到降解。 电化学氧化是利用具有高析氧电位以及良好催化性能的材料作为阳极，在外加电压下，氧化废水中的污染物，使污染物降解的技术。在应用方面，通过研究发现:电化学氧化技术适合用于染料废水、垃圾渗滤液、农药废水、炼油废水等高浓度高毒性难于生物降解的废水的预处理。其中电流密度、电极材料的种类、反应时间、pH值、电解质以及电化学反应器的形式等因素都影响废水的处理效果。 电极材料的种类尤其是阳极材料一直是科学工作者的研究的热点问题，目前关于电极的研究大多集中于钦基涂层电极，主要有:钦基二氧化锰电极(Ti/Mn02 )、钛基二氧化铅电极(Ti/Pb02)以及钌系涂层钛电极(Ti/Ru02 )、锡锑涂层钛电极 ( TiJSn02+Sb203 )、铱系涂层钛电极(TilIr02)等金属氧化物涂层钛电极。其中又以钛基二氧化铅电极(Ti/Pb02)以及锡锑涂层钛电极(Ti/Sn02+Sb203)为代表，它们具有析氧电位较高、催化性能良好、机械强度高不易变形等特点。这两种电极一般分别采用电沉积法味口提拉法制备。电极方面的研究主要集中改进制备方法，加入添加剂以改善电极的性能，提高处理效果，延长使用寿命和降低能耗。 在电极槽方面有两维电极槽和复极性三维电极槽。两维电极槽即传统阴阳两电极的普通电极槽。针对帄東二维电极面体比(area-volume ratio)较小，单位槽体处理量小，电流效率低等缺点，在20世纪60年代末期提出了三维电极的概念，并进行了应用与机理的研究。三维电极是一种新型电化学反应器，也叫床电极。它是在传统的二维电解槽电极间装填粒状或其他碎屑状工作电极材料并使装填工作电极材料表面带电，成为新的一极(第三极)，在工作电极材料表面能发生电化学反应。三维电极，按粒子极性可分为单极性和复极性;按粒子材料填充方式可分为固定方式与流动方式 在机理方面，研究表明:电化学氧化有直接氧化和间接氧化两类。其中电化学直接氧化是污染物直接被电极氧化，有些污染物能够被直接矿化。而电化学间接氧化是在电解质溶液中生成[-OH]等强氧化剂将污染物氧化，转化为低毒性易于生物降解的有机物，提高了废水的可生化性。国内外针对电化学氧化水处理技术的工艺条件、影响因素作了大量的研究，但在反应机理、动力学模型等理论内容的研究上还相对不足，有机物降解中间产物和活性物种的鉴定也不充分，许多机理研究还停留在假设和理论推测阶段，具有一定片面性，而且主要针对苯系物质，研究对象比较单一。 2电化学水处理技术的研究方向 污染物的电化学处理以其特有的简易、高效、绿色、无二次污染等优点而逐渐成为废水处理方法研究的热点领域。其中，微电解技术已经广泛应用于难处理废水工程的预处理，可以有效提高废水的可生化性。而电化学氧化等其它电化学水处理技术现在还主要停留在实验研究阶段:在废水处理工程方面，也有一些实际应用的报道并且均取得了不错的效果，但应用还是较少。因此电化学水处理技术作为一种很有前途的水处理技术还有大量的研究工作要做。 在基础研究方面，侧重于反应机理和动力学尤其是电化学氧化的反应机理研究，例如:研究跟踪监测[-OH], [H], [O]等活性物质的监测手段，从而通过实验加深对电化学降解机理的研究:以及污染物降解的反应动力学模型的研究。在应用研究方面，电化学技术最重要的研究是制备性能优良的电极材料，所以电极材料的制备和表征手段也同样是电化学水处理技术的重要课题。开发制备出具备高析氧电位、良好催化性能、机械强度高、使用寿命长及节能的优良电极材料.这种电极材料可以提高污染物的矿化率和氧化成为低分子物质的比率，有利于提高废水的处理效果。另外是对复极性三维电解系统的研究，提高单位槽体的处理量和电流效率。其次是将多种单元技术的优化组合，将光催化等多种单元操作与电化学技术组合在一起，将传统的水处理方法进一步地完善，提高处理效果和降低处理成本;同时形成一些合理、高效、具有针对性和代表性的高浓度废水的预处理工艺。
・１ ０４ ２００８年第７期 第３５卷总第１８３期
电化学水处理技术的研究与应用
区尧万，陈欣义，陈彬，赖日坤，陈国辉，张鹏 （广东新大禹环境工程有限公司，广东广少Ｊ＇ｌ ５ １ ０６６０）
［摘要］电化学水处理技术，由于其设备小、占地少、运行管理简单和处理效果好等优点，日益受到人们的重视。 寻求节能高效的电化学水处理技术与设备已成为电化学应用技术研究的重要方向。电化学水处理技术是一种环境友好 型技术，文章介绍其基本原理和优点，主要对其研究与应用进行了阐述，并简单概述了节省电凝聚气浮法处理废水的 运行费用。 ［关键词］电化学；废水处理；应用
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ Ａｐｐｉｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
Ｏｕ Ｙａｏｗａｎ，Ｃｈｅｎ Ｘｉｎｙｉ，Ｃｈｅｒｔ Ｂｉｎ，Ｌａｉ Ｒｉｋｕｎ，Ｃｈｅｎ Ｇｕｏｈｕｉ，Ｚｈａｎｇ Ｐｅｎｇ （ＧＤ ＸＤＹ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５ １ ０６６０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｉｓ ｖａｌｕｅｄ ｂｙ ｐｅｏｐｌｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ，ｂｅｃａｕｓｅ ｉｔ ｈａｓ ｔｈｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｓｍａｌｌｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ｌｅｓｓ ｌａｎｄ ｏｃｃｕｐａｔｉｏｎ，ｓｉｍｐｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｂｅｔｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｅｆｆｅｃｔ Ｓｅｅｋｉｎｇ ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｈｉｇｈ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｔｈｅ ｉｍｐｏｒｔａｎｔ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ ｏｆａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ．Ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗａｓ ａ ｋｉｎｄ ｏｆ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｆｒｉｅｎｄｌｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｌｉｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ｏｔ‘ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ￣ｖｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍａｉｎ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｃｈｅｌｎｉｓｔｒｙ ｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ ｗｅｒｅ ｅｌａｂｏｒａｔｅｄ．ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏａｇｕｌａｔｅ ｇａｓ ｆｌｏａｔａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｈｉｃｈ ｃａ ｒｌ ｓａｖｃ ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ＣＯＳｔ Ｗ￣．ＩＳ ｓｉｍｐｌｙ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ；ｗａｓｔｅｗａｔｅｒ ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ 电化学处理方法是指在特定的电化学反应器内，通过没计 的电极反应以及由此而引起的一系列的化学反应、电化学过程 或物理过程，达到污染物降解转化的ｇｌ的。电化学系统设备相 对简单，占地面积小，操作维护费用较低，能有效避免二次污 染，而且反应可控程度高，便于实现工业自动化，被称为“环 境友好”技术０１ ５１， １电化学水处理的基本原理 电化学水处 技术的基本原理是使污染物在电极上发生 直接电化学反应或问接电化学转化而从废水中减少或去除。它 可分为直接电解和间接电解。 １．１直接电解 直接电解足指污染物在电极上：ｒ｜：接被氧化或还原而从废水 【｝１去除。直接Ｅａ解 分为Ｊ；月檄过程和阴极过程。阳极过程就是 污染物在阳极表面氧化 转化成毒性较小的物质或易生物降解 的物质，甚至发生有机物尢机化，从ｌ酊达剑削减、去除污染物 的日的。阴极过程就是污染物在阴极表面还原 得以去除，主 要用ｆ卤代烃的还原脱卤和啦金属的旧收。 【收稿日期】２００８—５・ｌ９ ［作者简介】 尧万（１９７６一），男，广东广州人，技术中心总 ，中级职称，ｊ 要研究方向为水处理 、
龙源期刊网
电化学水处理技术
作者：荣福林
来源：《世界家苑·学术》2018年第04期
摘 要：目前世界各国对工业废水的处理研究甚多，其中电化学法设备占地面积小，操作灵活，排污量小，不仅可以处理无机污染物，也可以处理有机污染物，甚至连一些无法生物降解的有毒有机物与某些含重金属污水都可用此方法进行处理；再加上风力、核电等新兴发电技术的大力发展和推广应用带来的电能成本降低，使得电化学方法在治理废水方面具有更大的优势。
关键词：电化学法；水处理；技术
1电化学法的分类
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转化，即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。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，主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。
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更小的物质。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、H2O2和O3等氧化有机物的过程。[1]
电化学法处理废水的工艺有很多种，其中以微电解技术、电催化技术应用的最为广泛，这里简单介绍一下微电解技术和电催化技术的原理及应用。
2微电解技术
原理：微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，该工艺用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低COD和色度，还可大大提高废水的可生化性。
- 1 - 电化学水处理技术
作者：荣福林
介绍
随着科学技术的迅速发展，工业污染和生态破坏以前所未有的速度显现出
来，逐渐的影响着人类的生活，于是人类开始意识到应该保护环境、拯救人类
赖以生存的地球，实现可持续发展已成为人类共同的选择。
目前世界各国对工业废水的处理研究甚多，其中电化学法设备占地面积
小，操作灵活，排污量小，不仅可以处理无机污染物，也可以处理有机污染
物，甚至连一些无法生物降解的有毒有机物与某些含重金属污水都可用此方法
进行处理; 再加上风力、核电等新兴发电技术的大力发展和推广应用带来的电
能成本降低，使得电化学方法在治理废水方面具有更大的优势。
由于水平有限，文中有不当之处，恳请各位同仁指正。
1电化学法的分类
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
间接电化学转化，即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。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，主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。
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更小的物质。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、H
2O
2和O
3等氧化有机物的过程。[1]
电化学法处理废水的工艺有很多种，其中以微电解技术、电催化技术应用
的最为广泛,这里简单介绍一下微电解技术和电催化技术的原理及应用。 - 2 - 2微电解技术
原理：微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，该工艺用
于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低COD和色度，还可大
