電化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中應(yīng)用(編輯修改稿)
2025-07-04 21:47 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 費(fèi)用和可自動化操作電流密度氯離子、pH 值、溫度以及供電方式都對電絮凝的結(jié)果產(chǎn)生影響.（electrochemical oxidation）電化學(xué)氧化法主要用于有毒難生物降解有機(jī)廢水的處理利用電化學(xué)方法,可使有機(jī)污染物在電極上發(fā)生電化學(xué)反應(yīng), 完全降解為CO2 和H2O,或不完全降解,即只將不可降解物質(zhì)轉(zhuǎn)換為可降解物,然后再進(jìn)行生物處理,最終將有機(jī)物徹底降解轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。，根據(jù)不同的氧化作用機(jī)理，可分為直接陽極氧化、間接陽極氧化。直接氧化是指利用陽極氧化反應(yīng)直接把污染物變成無害物質(zhì),在生物難降解(如苯酚等)有機(jī)污染物的處理中,能發(fā)揮有效的降解作用。間接氧化分為陽極間接氧化和陰極間接氧化,陽極間接氧化是指利用陽極氧化反應(yīng)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化作用的中間物質(zhì)或發(fā)生陽極反應(yīng)之外的中間反應(yīng),使污染物最終被氧化,轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì),例如,在陽極生成壽命短、氧化性極強(qiáng)的活性物質(zhì),已有研究表明這類短壽命物質(zhì)包括e 1 (溶劑化電子) 、HO、HO2 、O2 等自由基,它們可以分解污染物質(zhì),通過溶液中的可再生氧化還原電對進(jìn)行有機(jī)污染物的氧化還原去除,如: CN + 2OH + 2e 1 →CNO +H2O (1) 陰極間接氧化是指利用陰極還原反應(yīng)產(chǎn)生具有強(qiáng)氧化作用的中間物質(zhì), 例如, 利用陰極還原為H2O2 ,而后生成HO ,進(jìn)而氧化有機(jī)物的方法出現(xiàn),可用于處理苯酚、苯的衍生物(苯胺類) 、HCHO及CN 。為加速HO的生成,可在被處理液體中加入少量Fe2 + ,發(fā)生下面的Fenton反應(yīng): Fe2 + +HO→OH + HO + Fe3 + (2) 同時利用陰極與陽極產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑來氧化降解有機(jī)污染物的技術(shù)稱為成對電氧化技術(shù),成對電氧化技術(shù)成為近來研究的熱點(diǎn)。王愛民等采用成對電氧化技術(shù)降解酸性紅B染料廢水,實(shí)表明陰極室中TOC和CODcr去除率分別達(dá)到71. 70%和56. 40% ,而陽極室中去除率分別為25. 15%和27. 57%。高含鹽染料廢水的處理一直是環(huán)境界的一個難題,把電化學(xué)法應(yīng)用到高含鹽染料廢水的處理上,是一項(xiàng)很大的突破。魯秀國等利用電化學(xué)法對高含鹽的酸性紅B染料廢水進(jìn)行處理,實(shí)驗(yàn)表明電化學(xué)法對廢水的色度和CODcr具有良好的去除效果,主要是Cl 在電解過程中的間接氧作用,同時也包括電極表面的直接氧化作用。近年來開發(fā)的活性碳填充電極電解氧化法已經(jīng)應(yīng)用于有機(jī)廢水的深度處理工藝,該工藝在電極板之間填充活性碳顆粒作為微電極,在外電場作用下,吸附在活性碳表面上的有機(jī)物分子被電解氧化,該法集吸附、電化學(xué)氧化于一體,如有機(jī)負(fù)荷、電流密度等操作條件控制得當(dāng),吸附和電化學(xué)氧化可達(dá)到自身平衡,無需單獨(dú)設(shè)置活性碳再生裝置。（electrochemical reduction）陰極電化學(xué)脫氯有毒氯代有機(jī)物不僅可以通過陽極氧化法被OH分解，還可以通過陰極還原脫氯，反應(yīng)過程如下：RCl + H+ + 2e－ → RH + Cl－析氫可導(dǎo)致反應(yīng)電流效率降低。Schmal 等對電化學(xué)方法處理鹵代有機(jī)化合物廢水的可行性進(jìn)行了評價。有機(jī)物濃度較低（10010－6）時，處理廢水的能量消耗在可接受的10～100 kWh/m3 范圍。脫氯的還原產(chǎn)物毒性很低，提高了廢水的可生物降解性。 電化學(xué)水處理技術(shù)的基本原理電化學(xué)水處理過程包括兩個方面:一是使污染物在電極上發(fā)生直接電催化反應(yīng)而轉(zhuǎn)化的“直接電化學(xué)過程”,二是利用電極表面產(chǎn)生的強(qiáng)氧化性活性物種使污染物發(fā)生氧化還原轉(zhuǎn)變的間接電化學(xué)過程. 這兩個過程均伴有放出H2 與O2 的副反應(yīng),電流效率的高低與析氧、析氫的程度密切相關(guān),但通過電極材料的選擇和電位控制可以減少電流的析氧損失,提高電流效率[2].電鍍廢水中常含有鋅、鎘、鎳、銅等重金屬離子及氰化物等毒性較大的物質(zhì)，既造成資源浪費(fèi)又嚴(yán)重污染環(huán)境。通過電滲析離子交換電滲析組合工藝，既能實(shí)現(xiàn)資源的回收利用，又可以減少污染的排放。日本一家精煉鋼廠的含硫酸鎳的硫酸廢液，利用日本旭化成
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