分析電化學在廢水處理中的應(yīng)用

蔡 超

（上海閔行環(huán)保開發(fā)實業(yè)有限公司 上海 201199）

電化學在日常生活中應(yīng)用的比較廣泛，所謂電化學，顧名思義就是無需添加化學藥品，在保證環(huán)境不遭受第二次的破壞的前提下，使用電解來進行污水的處理辦法，被稱為清潔的處理工藝。它具有以下的一些優(yōu)點：對環(huán)境的污染小、設(shè)備占用面積小、處理效率比較高，并且具有很高的靈活性。當前這種方法，已廣泛應(yīng)用于電鍍、化工廢水、染料廢水、造紙廢水、皮革、生物制藥廢水治理。

1 電化學處理技術(shù)

電化學主要研究的是化學能和電能相互裝換的一門學科，屬于物理化學的范疇，當前是國家的一項支柱性行業(yè)，主要應(yīng)用到環(huán)境監(jiān)測、清潔生產(chǎn)、環(huán)境污染處理、清潔能源等方面。

電化學處理技術(shù)主要有以下幾種方法：

1.1 電化學氧化法

電化學氧化法就是指利用具有催化作用的電極來進行氧化從而去除水中包含的污染物。電化學氧化法根據(jù)機理不同，可以有效的分為直接氧化法和間接氧化法。

1.1.1 直接氧化法

直接電氧化使將污水中存在的有機污染物和部分無機污染物轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，能夠存在于水中的一種方法，主要采用的是陽極氧化。直接氧化法根據(jù)氧化物質(zhì)的氧化程度不同，還可以將其分為兩種：（1）電化學轉(zhuǎn)化，這種就是氧化物沒有進行完全氧化，在廢水處理中可以將原本有毒的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成沒有毒的，然后再進行下一步的處理；（2）電化學燃燒，就是講氧化物質(zhì)徹底轉(zhuǎn)化成無機物。在進行污水處理的時候采用這種方法可以有效的將原本水中的有機物轉(zhuǎn)化為二氧化碳。

根據(jù)大量研究選擇什么樣的氧化方法主要是取決于電極表面的性質(zhì)，所以在采用直接氧化方法的時候要注意對電極的控制。

1.1.2 間接氧化方法

主要是利用電化學反應(yīng)產(chǎn)生氧化劑，然后再氧化物質(zhì)。產(chǎn)生的氧化劑是屬于中介體，主要進行氧化物質(zhì)以及電極的交換。一般為了使得電流效率符合氧化，間接氧化法必須要符合下列一些要求：

氧化劑必須保證所產(chǎn)生的電位不能靠近氫以及氧所發(fā)生的電位；氧化劑所產(chǎn)生的速度一定要夠大；如果在氧化劑和污染物發(fā)生反應(yīng)時，速度必須要大于其他的競爭速度。

近年來，利用氧氣與陰極產(chǎn)生H2O2，同時利用陽極產(chǎn)生有機物的這種氧化方法收到了很大的重視，目前主要是應(yīng)用到了含苯胺類廢水的處理。

1.2 電絮凝法

電絮凝法主要是利用直流電，在直流電的作用下對廢水進行處理，將原本不溶于水的鐵或鋁，在陽極的作用下，使得其有效的失去電子后，變?yōu)榭梢匀芙庠谒械描F離子以及鋁離子。并且在進行電解過程中，鐵經(jīng)水解后會形成氫氧化鐵和氫氧化亞鐵、氫氧化鋁微絮體，這三種物質(zhì)對于污水中的污染物進行絮凝，然后吸附污染物。同時在電解過程中，陽極表面能夠產(chǎn)生中間物，這種物質(zhì)對于污水也有處理的作用。在有效的使用電絮凝的方法以后，可以對污染顆粒進行脫穩(wěn)以及電泳等，使得兩極發(fā)生強氧化以及強還原，將污水中的有害物質(zhì)變?yōu)槲宥镜幕钪投镜奈镔|(zhì)，在進行下一步的生物處理。

1.3 電解氣浮

所謂的電解氣浮是和上述的電絮凝方法一樣都需要在直流電的作用下進行，電解廢水，通分別產(chǎn)生氧氣和氫氣等氣體在陽極以及陰極上，這些氣體以微氣泡形式存在，能夠?qū)ξ鬯械挠卸疚镔|(zhì)進行粘附從而形成浮渣，然后將污染物質(zhì)從水中去除。

1.4 電沉積法

電沉積法，這種方法主要是利用在電解溶液熱中，不同的金屬的組成部分有著電勢的差值，利用這種差值，使自由態(tài)或結(jié)合態(tài)的溶解性金屬在陰極析出。采用電沉積這種方法一定要控制好電勢，這是采用這種方法的關(guān)鍵所在。

1.5 內(nèi)電解法

內(nèi)電解法主要是讓廢水形成原電池利用活性金屬填料，凈化廢水主要采用填料表面電化學反應(yīng)和后絮凝作用的方法來進行。

2 電化學法在廢水處理中的應(yīng)用

2.1 處理高含鹽有機廢水

高含鹽有機廢水中除了含有有機污染物外，還含有大量的無機鹽。單純的采用一般的處理方法，不能達到污水處理的效果，在這種廢水中采用電化學法可以有效的將鹽進行電解，達到污水處理的效果。

2.2 處理重金屬廢水

采用電化學的方法可以有效的利用金屬的特點來進行污水處理，可以提高處理效率，降低處理成本，目前采用的方法有電絮凝、電沉積等方法。當然，電化學還有其他一些應(yīng)用，在此就不一一列舉了。

3 結(jié)語

電化學在污水處理方面有獨特的優(yōu)勢，主要是電化學反應(yīng)具有比一般的化學反應(yīng)更強的氧化和還原能力。所以應(yīng)該投入更多的人力物力對于這方面進行研究，有效的將污水處理的成本降低，效率提高，為改善環(huán)境做一個很好的鋪墊。

[1]尹紅霞，康天放，張雁,等．電化學催化氧化法降解水中甲基橙的研究[J]．環(huán)境科學與技術(shù)，2008，31(2)：88-9l.

[2]徐夫元，宋天順，陳英文,等．cu(Ⅱ)一 Fe(Ⅱ)一 H O：協(xié)同催化氧化降解甲基橙 [J].中南大學學報 (自然科學版)，2007，38(3)：480-485.