蘇州澤華電氣有限公司
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一、電化學(xué)水處理技術(shù)的發(fā)展概況
20世紀(jì)60年代初期，隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，電解法開始引起人們的注意。傳統(tǒng)的電解反應(yīng)器采用的是二維平板電極， 這種反應(yīng)器 電極面積很小，傳質(zhì)問題不能很好地解決。而在工業(yè)生產(chǎn)中，要求有高的電極反應(yīng)速度，所以客觀上需要開發(fā)新型、 的電解反應(yīng)器。
1969 年，Backnurst等提出流化床電極(Fluid Bed Electrode簡(jiǎn)稱FBE) 的設(shè)計(jì)。這種電極與平板電極不同，有一定的立體構(gòu)型，比表面積是平板電極的幾十倍甚至上百倍，電解液在孔道內(nèi)流動(dòng)，電解反應(yīng)器內(nèi)的傳質(zhì)過(guò)程獲得 很大的改變 。
1973年，M.Fleischm amm與F.Goodridge等研制成功了雙極性固定床電極(Bipolar Packed Bed Electrode簡(jiǎn)稱BPBE)。內(nèi)電極材料在高梯度電場(chǎng)的作用下復(fù)極化，形成雙極粒子，分別在小顆粒兩端發(fā)生氧化-還原反應(yīng)，每一個(gè)顆粒都相當(dāng)于一個(gè)微電解池。由于每個(gè)微電解池的陰極和陽(yáng)極距離很小，遷移就容易實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，由于整個(gè)電解槽相當(dāng)于無(wú)數(shù)個(gè)微電解池串聯(lián)組成，因此效率大大提高。
二、電化學(xué)水處理技術(shù)
電化學(xué)水處理技術(shù)的基本原理是使污染物在電極上發(fā)生直接電化學(xué)反應(yīng)或間接電化學(xué)轉(zhuǎn)化，即直接電解和間接電解。
1.直接電解
直接電解是指污染物在電極上直接被氧化或還原而從廢水中去除。直接電解可分為陽(yáng)極過(guò)程和陰極過(guò)程。陽(yáng)極過(guò)程就是污染物在陽(yáng)極表面氧化而轉(zhuǎn)化成毒性較小的物質(zhì)或易生物降解的物質(zhì)，甚至發(fā)生 物無(wú)機(jī)化，從而達(dá)到削減、去除污染物的目的。陰極過(guò)程就是污染物在陰極表面還原而得以去除，主要用于鹵代烴的還原脫鹵和重金屬的回收。
2.間接電解
間接電解是指利用電化學(xué)產(chǎn)生的氧化還原物質(zhì)作為反應(yīng)劑或催化劑，使污染物轉(zhuǎn)化成毒性更小的物質(zhì)。間接電解分為可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程?？赡孢^(guò)程（媒介電化學(xué)氧化）是指氧化還原物在電解過(guò)程中可電化學(xué) 和循環(huán)使用。不可逆過(guò)程是指利用不可逆電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的物質(zhì)，如具有強(qiáng)氧化性的氯酸鹽、次氯酸鹽、H2O2和O3等氧化 物的過(guò)程，還可以利用電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的中間體， 包括溶劑化電子、·HO、·HO2、O2-等自 由基。同時(shí)可以查看 中國(guó)污水處理工程網(wǎng)更多技術(shù)文檔。
另外根據(jù)具體的使用方法還可分為：
1.電凝聚電氣浮法
在外電壓作用下，可溶性陽(yáng)極（鐵或鋁）被氧化產(chǎn)生大量陽(yáng)離子繼而形成膠體使廢水中的污物凝聚，同時(shí)在陰極上產(chǎn)生的大量氫氣形成微氣泡與絮粒粘附在一起上浮，這種方法稱為電凝聚電氣浮。在電凝聚中，常常用鐵鋁做陽(yáng)極材料。
2.電沉積法
利用電解液中不同金屬組分的電勢(shì)差，使自 由態(tài)或結(jié)合態(tài)的溶解性金屬在陰極析出。適宜的電勢(shì)是電沉積發(fā)生的關(guān)鍵。無(wú)論金屬處于何種狀態(tài)，均可根據(jù)溶液中離子活度的大小，由能斯特方程確定電勢(shì)的高低，同時(shí)溶液組成、溫度、超電勢(shì)和電極材料等也會(huì)影響電沉積過(guò)程。
3.電化學(xué)氧化
電化學(xué)氧化分為直接氧化和間接氧化兩種，屬于陽(yáng)極過(guò)程。直接氧化是通過(guò)陽(yáng)極氧化使污染物直接轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)；間接氧化則是通過(guò)陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化作用的中間物質(zhì)或發(fā)生陽(yáng)極反應(yīng)之外的中間反應(yīng)，使被處理污染物氧化， 終轉(zhuǎn)化為無(wú)害物質(zhì)。對(duì)于陽(yáng)極直接氧化而言，如反應(yīng)物濃度過(guò)低會(huì)導(dǎo)致電化學(xué)表面反應(yīng)受傳質(zhì)步驟限 制;對(duì)于間接氧化，則不存在這種限 制。在直接或間接氧化過(guò)程中，一般都伴有析出H2 或O2 的副反應(yīng)，但通過(guò)電極材料的選擇和電勢(shì)控制可使副反應(yīng)獲得 抑制。
4.光電化學(xué)氧化
通過(guò)半導(dǎo)體材料吸收可見光和紫外光的 ，產(chǎn)生“電子-空穴”對(duì)，并儲(chǔ)存多余的 ，使得半導(dǎo)體粒子能夠克服熱動(dòng)力學(xué)反應(yīng)的屏障，作為催化劑使用，進(jìn)行一些催化反應(yīng)。
5.電滲析
依靠在電場(chǎng)作用下選擇性透過(guò)膜的獨(dú)特功能，使離子從一種溶液進(jìn)入另一種溶液中，達(dá)到對(duì)離子化污染物的分離和 。利用電滲析處理金屬離子時(shí)并不能直接回收到固體金屬，但能獲得 的鹽溶液，并使出水水質(zhì)獲得 明顯改變 。目前研究 多的是單陽(yáng)膜電滲析法。
6.電化學(xué)膜分離
利用膜兩側(cè)的電勢(shì)差進(jìn)行的分離過(guò)程。常用于氣態(tài)污染物的分離。
三、電化學(xué)水處理技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)
(1) 過(guò)程中產(chǎn)生的·OH自 由基可以直接與廢水中的 污染物反應(yīng)， 將其降解為二氧化碳、水和簡(jiǎn)單 物， 沒有或很少產(chǎn)生二次污染，是一種環(huán)境友好技術(shù)(Environm ent Friendly Technology)；
(2) 效率高， 電化學(xué)過(guò)程一般在常溫常壓下就可進(jìn)行；
(3) 電化學(xué)方法既可以單獨(dú)使用， 又可以與其余處理方法結(jié)合使用， 如作為前處理方法， 可以提高廢水的生物降解性；
(4) 電解設(shè)備及其操作一般比較簡(jiǎn)單， 費(fèi)用較低。
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