水的电化学处理方法

1、1FROM ：王晓宁：王晓宁10091740113水的电化学处理方法水的电化学处理方法引言：引言： 电化学法处理废水应用起始于电化学法处理废水应用起始于20世纪世纪40年代，但年代，但由于投资较大，电力缺乏，成本较高，因而发展由于投资较大，电力缺乏，成本较高，因而发展缓慢。直到缓慢。直到60年代，随着电力工业的发展，电化年代，随着电力工业的发展，电化学法才被真正地用于废水处理过程。学法才被真正地用于废水处理过程。 近年来，由于电化学方法在污水净化、垃圾渗滤近年来，由于电化学方法在污水净化、垃圾渗滤液、制革废水、印染废水、石油和化工废水等领液、制革废水、印染废水、石油和化工废水等领域的应用研究进

2、展，引起人们对这一方法的广泛域的应用研究进展，引起人们对这一方法的广泛关注关注,电化学方法被称为电化学方法被称为“环境友好环境友好”工艺。工艺。一：电化学技术的原理一：电化学技术的原理二：电化学处理的种类二：电化学处理的种类 1，电化学氧化法，电化学氧化法 2，电化学还原法，电化学还原法 3，电解气浮法，电解气浮法 4，电解凝聚法，电解凝聚法三：电化学处理的优缺点三：电化学处理的优缺点四：电化学法在环境工程发展前景四：电化学法在环境工程发展前景主要内容主要内容一：回顾电解池一：回顾电解池 电解池电解池：把电能转变为化学能的装置，也 叫电解槽。 （1）电极名称： 阳极阳极：与电源正极相连的电极（

3、或溶液中阴离子趋向的电极） 阴极阴极：与电源负极相连的电极（或溶液中阳离子趋向的电极） （2）电极反应： 阳极阳极：氧化反应 阴极阴极：还原反应 。 电解过程电解过程： 电解质电离产生的阴、阳离子在电流的作用下定向移动，阳离子在阴极得到电子，发生还原还原反应，阴离子在阳极失去电子，发生氧化氧化反应，电子从电源负极沿导线流入阴极，从阳极流出，沿导线回到电源的正极。二：电化学处理的分类二：电化学处理的分类 1，电化学氧化法，电化学氧化法 电化学氧化法主要用于有毒难生物降解含有氰电化学氧化法主要用于有毒难生物降解含有氰、酚等有机废水的处理，根据不同的氧化作用机、酚等有机废水的处理，根据不同的氧化作用

4、机理，可分为直接阳极氧化、间接阳极氧化理，可分为直接阳极氧化、间接阳极氧化直接阳极氧化直接阳极氧化主要依靠在阳极上发生的电化学反应选择性氧化降解有机物。 间接阳极氧化间接阳极氧化是通过阳极发生氧化反应产生的强氧化剂间接氧化水中的有机物，达到强化降解的目的 由于间接电氧化既在一定程度上发挥了阳极氧化作用，又由于间接电氧化既在一定程度上发挥了阳极氧化作用，又利用了产生的氧化剂，因此处理效率大为提高。利用了产生的氧化剂，因此处理效率大为提高。例如：处理含酚废水时，加入食盐做电解质，氯化钠被氧化例如：处理含酚废水时，加入食盐做电解质，氯化钠被氧化成氯气，氯气和水反应生成次氯酸，进而将酚氧化成氯气，氯气

5、和水反应生成次氯酸，进而将酚氧化。 2，电化学还原法，电化学还原法 电化学还原法主要用于重金属离子的去除电化学还原法主要用于重金属离子的去除 电解槽的阴极相当于还原剂，可使废水中的重金电解槽的阴极相当于还原剂，可使废水中的重金属还原并沉积于阴极，从而得以回收利用，同时属还原并沉积于阴极，从而得以回收利用，同时废水得到处理。废水得到处理。应用：间接电化学还原应用：间接电化学还原 含铬溶液在许多行业均有应用，如在电镀、金属加工中用含铬溶液在许多行业均有应用，如在电镀、金属加工中用作氧化剂或还原剂。铬在这些行业的废水中以六价形式存作氧化剂或还原剂。铬在这些行业的废水中以六价形式存在，毒性很高。在，毒

6、性很高。 以钢板作电极，阳极不断溶解产生亚铁离子，在酸性条件以钢板作电极，阳极不断溶解产生亚铁离子，在酸性条件下，将六价铬还原成三价铬：下，将六价铬还原成三价铬： CrO42-+3Fe2+ + 8H+Cr3+ + 3Fe3+ + 4H2O 电解过程中消耗大量的电解过程中消耗大量的H+，使废水，使废水pH逐步升高，这使得逐步升高，这使得Cr3+和和Fe3+形成氢氧化物沉淀而从溶液中析出。形成氢氧化物沉淀而从溶液中析出。 3，电解气浮法，电解气浮法 电气浮工艺是一种运用电化学方法去除固态颗粒电气浮工艺是一种运用电化学方法去除固态颗粒、油污的废水处理单元操作方法。、油污的废水处理单元操作方法。 其其

7、上浮原理上浮原理是：通过电解水产生氢气、氧气和氯是：通过电解水产生氢气、氧气和氯气气(有氯离子时有氯离子时)携带废水中的胶体颗粒、油污共携带废水中的胶体颗粒、油污共同上浮，达到分离净化的目的。同上浮，达到分离净化的目的。PAC:聚合氯化铝，絮凝剂，助凝剂，混凝剂聚合氯化铝，絮凝剂，助凝剂，混凝剂 PAM：聚丙烯酰胺，能与分散于溶液中的悬浮粒子架桥吸：聚丙烯酰胺，能与分散于溶液中的悬浮粒子架桥吸 附，有极强的絮凝作用附，有极强的絮凝作用电解气浮法的特点电解气浮法的特点 (1)电解产生的气泡微小，直径小于电解产生的气泡微小，直径小于60um，一般气浮直径，一般气浮直径大于大于100um，与废水中杂

8、质的接触面积大，气泡与絮粒的，与废水中杂质的接触面积大，气泡与絮粒的吸附能力强。通过调节电流、电极材料、吸附能力强。通过调节电流、电极材料、pH值和温度可值和温度可以改变产气量及气泡大小以满足各种需要。以改变产气量及气泡大小以满足各种需要。 (2)阳极过程中阳极表面会产生中问产物阳极过程中阳极表面会产生中问产物(如羟基自由基、如羟基自由基、原生态氧原生态氧)，它们对有机物有一定的氧化作用。，它们对有机物有一定的氧化作用。 4，电解凝聚法，电解凝聚法 电絮凝法是利用铝或铁阳极在电流作用下溶解生电絮凝法是利用铝或铁阳极在电流作用下溶解生成铝或铁的氢氧化物，凝聚水中的胶体物质从而成铝或铁的氢氧化物，

9、凝聚水中的胶体物质从而使水获得净化的一种电化学方法。使水获得净化的一种电化学方法。 电絮凝主要包含电絮凝主要包含3个过程：个过程： 牺牲阳极电解氧化产生混凝剂；牺牲阳极电解氧化产生混凝剂； 水中胶体颗粒的脱稳；水中胶体颗粒的脱稳； 脱稳胶体形成絮凝体。脱稳胶体形成絮凝体。三：电化学处理的优缺点三：电化学处理的优缺点优点：优点： (1)在废水处理过程中，主要试剂是电子，不需要添加氧在废水处理过程中，主要试剂是电子，不需要添加氧化剂，没有或很少产生二次污染，可给废水回用创造条件化剂，没有或很少产生二次污染，可给废水回用创造条件； (2)能量效率高，反应条件温和，一般在常温常压下即可能量效率高，反应

10、条件温和，一般在常温常压下即可进进 行；行； (3)兼具气浮、絮凝、杀菌作用，可以通过去除水中悬浮兼具气浮、絮凝、杀菌作用，可以通过去除水中悬浮物和选用特殊电极来达到去除细菌的效果，可以使处理水物和选用特殊电极来达到去除细菌的效果，可以使处理水的保存时间持久；的保存时间持久； (4)反应装置简单，工艺灵活，可控制性强，易于自动化反应装置简单，工艺灵活，可控制性强，易于自动化，费用不高。，费用不高。(1)能源消耗量大；能源消耗量大；(2)电极材料消耗过多；电极材料消耗过多；(3)操作工通常对电化学装置不熟悉；操作工通常对电化学装置不熟悉；(4)当反应物浓度不高时，处理时间延长，电流效率降低。当反

11、应物浓度不高时，处理时间延长，电流效率降低。四：在环境工程中的应用前景四：在环境工程中的应用前景 对于电化学法处理废水，影响处理效果的最关键因素就是对于电化学法处理废水，影响处理效果的最关键因素就是电极，因此对电极材料和电极构造的研究意义重大。电极电极，因此对电极材料和电极构造的研究意义重大。电极的要求是导电性良好、耐蚀、电流效率高且有良好的机械的要求是导电性良好、耐蚀、电流效率高且有良好的机械物理性能。目前在水处理研究中采用的电极种类很多，应物理性能。目前在水处理研究中采用的电极种类很多，应根据其处理对象对电极进行合理选用。根据其处理对象对电极进行合理选用。目前电极发展类型目前电极发展类型一

12、：催化电极一：催化电极 良好的电催化特性是指电极对所处理的有机物表现出高的良好的电催化特性是指电极对所处理的有机物表现出高的反应速率和好的选择性。到目前为止，其中反应速率和好的选择性。到目前为止，其中Ti Sno。(Ti Sno!一一Sb O )，TiPbO 及及BDD电极发展前景较好。电极发展前景较好。二：三维电极二：三维电极 三维电极是在传统二维电解槽电极问填充导电性粒子或其三维电极是在传统二维电解槽电极问填充导电性粒子或其他碎屑状工作电极材料他碎屑状工作电极材料(如活性炭、二氧化铅、金属碳复如活性炭、二氧化铅、金属碳复合电极、网状玻碳电极等合电极、网状玻碳电极等)，使装填工作电极材料表面

13、带，使装填工作电极材料表面带电成为第三极。与二维电极相比，它能使单位电解槽电极电成为第三极。与二维电极相比，它能使单位电解槽电极面积增大，且因粒子间距小，物质传质效果极大改善，因面积增大，且因粒子间距小，物质传质效果极大改善，因此具有较高电流效率和单位时空产率，从而加快电催化氧此具有较高电流效率和单位时空产率，从而加快电催化氧化反应速率。化反应速率。 即：形成很多的微电极即：形成很多的微电极三：电化学复合技术的应用三：电化学复合技术的应用 采用电化学与其他技术相结合的方法，使废水得到更经济、更高效的处理，并且使电化学技术的应用得到推广 比如：电化学和电渗析技术、固定化微生物联合技术、超比如：电化学和电渗析技术、固定化微生物联合技术、超声波技术的结合声波技术的结合部分参考文献：部分参考文献： 1林海波，伍振毅林海波，伍振毅 工业废水电化学处理技术的进展及其工业废水电化学处理技术的进展及其发展方向发展方向 化