展望電化學(xué)法處理廢水的前景

楊梅

摘 要： 隨著現(xiàn)代工業(yè)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，水污染已成為許多國(guó)家面臨的嚴(yán)峻問題。其中難降解有毒有機(jī)污染物因缺乏有效的處理技術(shù)，成為水污染控制領(lǐng)域的難點(diǎn)。針對(duì)這種情況，國(guó)內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域已展開了大量研究工作，本文探討用電化學(xué)法降解或處理有毒有機(jī)污染物的途徑。

關(guān)鍵詞： 有毒有機(jī)污染物 電化學(xué)法 前景

近年來電化學(xué)處理廢水的技術(shù)得到了飛速發(fā)展，給廢水處理帶來了新的活力，但目前該技術(shù)在國(guó)內(nèi)外仍處于開拓階段，需要改進(jìn)的方面很多。其重點(diǎn)在于對(duì)電極材料的改性[1，2]，在早期的電化學(xué)技術(shù)中，人們多用金屬做陽極，這類電極在處理廢水的過程中容易發(fā)生溶出現(xiàn)象（如Cu→Cu2+）[3]，使得陽極損耗，并且向水中引入雜質(zhì)。而不溶性的惰性電極（如Pt等）的催化活性不高，處理廢水的效果不甚理想。DSA電極不會(huì)發(fā)生溶出，并且具有較高的催化活性[4-8]，因而受到研究者的關(guān)注，并迅速發(fā)展成熟起來。現(xiàn)在對(duì)于陽極材料的研究主要集中在DSA陽極的性能改進(jìn)上，重點(diǎn)在于如何延長(zhǎng)電極壽命，提高電催化的活性。

電化學(xué)反應(yīng)是在電解池中進(jìn)行的，因此電解池的結(jié)構(gòu)對(duì)廢水處理的效果有很大影響。在發(fā)生直接電氧化時(shí)，污染物只有傳質(zhì)到電極表面，才能對(duì)其進(jìn)行降解。而間接電氧化時(shí)，高效率的處理只有在污染物與電化學(xué)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑充分混合才能實(shí)現(xiàn)。因此用電化學(xué)方法處理廢水必須提高污染物的傳質(zhì)過程，加速污染物與氧化劑的混合，這就需要有高效的反應(yīng)器。由于污染物的電化學(xué)氧化發(fā)生在陽極表面，因此增大陽極表面積可提高降解效率，有助于提高時(shí)空產(chǎn)率。充分考慮各方面的影響因素，設(shè)計(jì)出高效合理的化學(xué)反應(yīng)器，最大限度地提高電解反應(yīng)速度，增大單位電解槽的反應(yīng)量是該領(lǐng)域工業(yè)化的緊迫任務(wù)。

盡管國(guó)外電化學(xué)處理廢水已有了很大的發(fā)展，其中不少已達(dá)到了工業(yè)化應(yīng)用的水平，但電化學(xué)作為一門在凈化環(huán)境中有所作為的學(xué)科，還處在不斷發(fā)展中。我國(guó)電化學(xué)處理廢水進(jìn)展緩慢，特別是在加強(qiáng)電化學(xué)技術(shù)與其他物理、化學(xué)、生物等其他環(huán)境處理方法聯(lián)用方面[9，10]，如把電化學(xué)與聲、光、磁技術(shù)相結(jié)合，使其發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)形成協(xié)同效應(yīng)，降低處理成本，提高工藝的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，拓寬電化學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域。

目前電化學(xué)實(shí)驗(yàn)的主要處理對(duì)象為模擬廢水、單一污染物質(zhì)的廢水或者染料廢水，對(duì)于其他成分復(fù)雜的實(shí)際工業(yè)廢水因其pH值、含鹽量等變化較大而缺乏較多的研究[11，12]。筆者認(rèn)為，隨著電極材料的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，電極反應(yīng)活性和選擇性，電化學(xué)催化反應(yīng)技術(shù)及反應(yīng)器結(jié)構(gòu)，供電方式和電極材料的優(yōu)化組合，以及多種技術(shù)的聯(lián)合使用等方面的改善。電化學(xué)方法處理難生物降解、成分復(fù)雜的廢水將會(huì)有較好的應(yīng)用前景。這一研究領(lǐng)域的突破，對(duì)提高電化學(xué)處理工藝的效率、降低處理成本具有非常重要的意義，可以為治理廢水中的污染物提供一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用的新技術(shù)。

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