關于化工安全生產中電化學水處理技術的應用分析

卞廣濤，劉信剛，李 娜

（山東臨化生物科技有限公司，山東 臨沂 276002）

0 引言

隨著我國社會經濟的蓬勃發展，化工企業的規模也越來越大，為經濟發展提供必要的支持。化工企業作為環境污染的重點企業，應該在其生產中注意的各種安全問題，才能保證可持續發展的理念，在行業發展中，得到貫徹和實施。在化工安全生產中的電化學水處理技術的應用，是非常重要的。但是我國對于電化學水處理的相關研究，具有一定的延遲性和不全面性[1]。因此還需要社會對這個技術給予重視，使化工企業的安全問題，能夠得到更好處理，電化學水技術更能夠促進化工生產的發展，與環境的保護更加協調[2]。

1 化工安全生產中的電化學處理技術意義

1.1 化工安全生產特點

化工企業生產具有其獨特的性質。首先生產的材料是要經過化學反應和變化的，化學反應是具有一定的不穩定性，要求極高的準確性，否則可能帶來爆炸或者反應失敗的問題。化工生產步驟是較為復雜和特別的，對生產環境要求較高。其次，化學工廠一般是大規模生產，對生產的技術和設備專業性要求較高，生產效率也是非常高，因此安全的風險性較高。最后也是最重要的一個特點，化工企業對周邊的環境影響是需要控制的，因此化工安全生產中需要應用電化學水處理技術，確保很大程度上使企業與環境更友好地發展。

1.2 電化學水處理技術的重要性

電化學水處理技術在化工安全生產中能夠起到非常積極且有效的影響。電化學水處理技術不僅可以對化工安全生產提高利率和把控質量，而且能對環境質量安全起到很大的促進作用。電化學水處理過程中對促進電化學反應器的效果更佳，縮短化工安全生產中反應器的傳質時間，從而提升化工生產效率。電化學水處理技術的應用對水源的保護和凈化效果更有效。在電能消耗問題中，也可以用電化學水處理技術來應對，達到減少能耗，促進化工企業安全發展的目的。

2 電化學水處理技術類型

電化學水處理技術在應用過程中，是用電化學反應機制或者電化學間接轉化的方式，對通過電極對污染物進行處理，這個過程稱為降解或者稱為消除作用。化工企業安全生產通過電化學水處理技術可以保護環境。

2.1 電化學水處理技術中的電氧化法

電化學水處理技術中，有直接與間接氧化的方式，用高電位中的陽極來對溶液中有毒的化合物進行降解，這稱為電氧化法。其中CN-在電鍍工廠中的廢水，通過直接氧化的方式可以達到殺菌和脫硫的效果[2]。湖水中的細菌，通過直接氧化的方法，通過具有10 V 電壓的電化學水處理方式，用時5 min，僅剩下2%的細菌，通過這個方法可以祛除水中藻類。那些通過Ag2+、Co3+和Fe3+作為氧化中介，可以對苯、苯酚和油等較難分解的化學活性物質，通過間接氧化，在陽極中達到降解作用。通過實驗發現，反應的效率較高。

2.2 電化學水處理技術中的電還原法

在化工安全生產中，化工廢水里含有高純度的重金屬物質，此時需要對重金屬進行回收，就可以用氯化烴的還原脫氯和重金屬，進行重金屬回收。廢水提出重金屬采用這種方式，能夠降低水中氯化烴的還原脫氯和重金屬含量。

電還原法主要用于氯化烴的還原脫氯和重金屬的回收。它能從廢水中得到純度很高的重金屬，這種方法不僅費用低廉，而且高效。

2.3 電化學水處理技術電凝聚法

Fe2+、Fe3+等利用電解技術，從鐵屑和鐵板中生成，鋁板也可以用這個方法，生成或Al3+。這個過程中，Fe（OH）2、Fe（OH）3、Al（OH）3等再絮凝生成，此時水中的污染物也被祛除。在化工安全生產中的供水，可以有一部分用鐵，通過電凝聚法溶解。這是通過Fe2+氧化成Fe3+的作用機理，利用它們與新生態氧和溶解氧的不溶性陽極反應進行的。電化學水處理技術進而水解，從而形成氫氧化鐵的膠體，還要砂濾去除。同時OH-引起pH 值上升，這是陰極反應造成的。過濾條件也由于從產生的微氣泡中高鐵膠體集聚成較大的顆粒，而得到改善。電化學水處理中電流密度4.0m A/cm2、通電率為50%，就可以由4.0 mg/L 含鐵量降至0.3 mg/L。這個過程，非常適合小規模的供水系統，沒有任何化學藥劑添加，不易造成污染[3]。在75.11%、80%和80%以上的COD、SS 及色度去除率，表明雙鋁電極電凝聚氣浮強化一級電化學水處理方式，非常有價值。

2.4 電化學水處理技術電氣浮法

在電化學水處理中，采用電氣浮法對化工廠廢水進行處理，通過陽極和陰極上，由電解產生的氧氣和氫氣生成的微氣泡，這個方法可以達到94%的脫色率，98%的SS 去除率和75%COD 去除率。95%浮油去除率，92%乳化油去除率，91.2%LAS 去除率，這都是通過氣泡粘附在膠體或者絮體上。

2.5 電化學水處理技術微電解（內電解）法

微電解就是鐵屑也就是鐵-碳合金，通過微電池回路方式，在廢水中進行的一種內部的電解反應過程。內電解法中，鐵屑會與碳粒發生接觸，形成大原電池，這些碳粒是石墨、焦炭、活性炭、煤等一些惰性碳[4]。在化工廢水安全處理中，電解難降解的二硝基氯苯和偶氮染料活性藍、絡合染料活性綠等物質，93%的脫色率，50%COD 去除率，同時增大BOD5/COD，工藝處理效率得到提高，水資源也得到保護。

3 電化學水處理技術的具體應用

3.1 電化學水處理技術硝基苯類化合物廢水處理

化工安全生產中，對硝基苯類化合物廢水處理，是一個較為困難的問題，傳統的廢水處理方法效率較低，達到的效果并不理想。采用電化學水處理技術中DSA 陽極，作為一個催化劑的方式，從而對硝基苯類化合物廢水進行處理。這種方式可以在大范圍電流密度下，對硝基苯類化合物廢水進行降解，并且發生一系列反應。因此化工安全生產中，硝基苯類化合物廢水過程中，電化學水處理技術的應用是非常重要的。

3.2 電化學水處理技術持久性有機污染物處理

重金屬是化工生產污水中常見的排放物，對環境的影響非常大，因此對化工廠安全生產中的污水處理的要求是非常嚴格的。包含重金屬元素的污水要求的處理技術較高，此時采用電化學氧化反應方式，通過廢水中的化學物質進行氧化的方式，降解其中的重金屬元素，從而減少重金屬元素對周邊環境的污染和破壞[5]。化工廠安全生產中，通過采用電化學水處理技術，重金屬有機物污水的處理效率，也可以得到提高。

3.3 電化學水處理技術酚廢水的處理

含酚廢水是化工生產中較難處理的一種廢水，它的處理過程較為繁雜，技術要求較高。當前化工廠采取電化學水處理方式，通過電壓調整，進行氧化反應的方式，從而調整水中的pH 值，這樣能夠快速處理含酚廢水，從而使水變得干凈，同時，時間越長，廢水處理效果更好，效率更高。

4 電化學水處理技術發展前景

電化學水處理在我國化工安全生產中推廣較晚，當前技術不夠先進，因此在我國開展電化學水處理技術研究，是非常必要的，這也是非常有發展前景的一項技術。

4.1 電化學水處理技術材料研究

電極材料能夠影響電化學水處理反應速度，從而被稱為電催化。電極材料不僅對電化學水處理的反應效率有影響，同時對發生反應的數量有影響[6]。例如高析氧電位是用Sb2O3覆蓋的Ti/SnO2電極，進行有機化工污水處理，通過活性炭纖維與鐵，進行導電和吸附，加入催化和氧化還原，氣浮等性能，實現污水處理。當前高效催化電極的炭黑催化劑等相關研究，還不夠完善，需要深入研究。

4.2 電化學水處理技術反應器結構發展

非常處理中的電解質溶質濃度，對電化學水處理非常重要，當導電率太低時，就需要對電化學反應器進行結構改進，復極性固定床電催化反應器，應該是當前研究的主流。

4.3 電化學水處理技術供電方式研究

電化學水處理中，采取電化學脈沖方法，對溶液中化合物的活性凝聚方法，是優于其他絮凝劑的使用，因此可以進行高電壓、小電流脈沖供電和高壓脈沖電凝法研究。

4.4 電化學水處理技術與其他技術結合創新

電化學水處理技術，可以結合膜輔助方法、磁電解方法、超聲波電解法和生物膜電極法，進行廢水處理。

5 結語

電化學水處理技術對化工安全生產具有重大的意義，也非常具有研究價值。當前推廣電化學水處理技術，不僅能夠促進化工廠的發展，同時也是貫徹環境保護的可持續發展理念的要求。電化學水處理技術的應用，不僅對化工企業發展意義重大，對整個社會環境來說，同樣重要。社會人工智能化的發展趨勢對能耗和資源的需求更高，對各方面技術要求也更高，通過電化學水處理技術應用，能夠降低化工生產的成本，減少對化學藥劑的使用，達到可持續發展的目標。