【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的關(guān)鍵。 間接陽(yáng)極氧化間接陽(yáng)極氧化是通過(guò)陽(yáng)極發(fā)生氧化反應(yīng)產(chǎn)生的強(qiáng)氧化劑間接氧化水中的有機(jī)物，達(dá)到強(qiáng)化降解的目的。由于間接電氧化既在一定程度上發(fā)揮了陽(yáng)極氧化作用，又利用了產(chǎn)生的氧化劑，因此處理效率大為提高。間接陽(yáng)極氧化分為以下兩類。一類是直接利用陰離子。如將氯離子在陽(yáng)極上直接電氧化產(chǎn)生新生態(tài)的氯或進(jìn)一步形成次氯酸根，從而使水中的有機(jī)物發(fā)生強(qiáng)烈的氧化而降解。使用氯氣或次氯酸鹽體系，一個(gè)潛在的缺點(diǎn)是一些有機(jī)物在降解過(guò)程中可能被氯化，產(chǎn)生有毒含氯有物中間產(chǎn)物，毒性增強(qiáng)，化學(xué)化工學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文2造成二次污染。但 Bogdanovskii 等的研究表明該法是安全的，這種處理廢水的方法已經(jīng)得到應(yīng)用。通過(guò)電生成臭氧、過(guò)氧化氫這類氧化中間物來(lái)處理有機(jī)污染物的方法，由于其良好的環(huán)境意義而受到重視，尤其電生成 Fenton 試劑方法應(yīng)用效果明顯。另一類是利用可逆氧化還原電對(duì)間接氧化有機(jī)物。常用的電對(duì)為：Co(Ⅲ)/Co(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)/Fe( Ⅱ) 。Leffrang 等以 Co(Ⅲ)/Co(Ⅱ)為氧化還原電對(duì)，研究了典型污染物苯酚、2氯酚和 4氯酚的降解，發(fā)現(xiàn)能降解這些有機(jī)物為二氧化碳和一氧化碳，轉(zhuǎn)化率為 98%，總的平均電流效率可達(dá) 75%[1415]。 高級(jí)電化學(xué)氧化技術(shù)在印染廢水處理中的應(yīng)用紡織印染行業(yè)是廢水排放大戶,排放量大,而且色度深,有機(jī)污染物含量高,由于新化學(xué)纖維織物的發(fā)展和印染后整理技術(shù)的進(jìn)步,使PVA料、油劑酸、新型助劑等難生化降解有機(jī)物大量進(jìn)入印染廢水,其COD濃度也由400～1000mg/L 上升到2022～3000mg/L ，從而使原有生物處理系統(tǒng)的COD去除率從70%下降至50%左右,甚至更低，傳統(tǒng)的生物處理工，一些新型的印染廢水處理技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)嶄露頭角。早在20世紀(jì)三四十年代,電化學(xué)方法就已應(yīng)用于處理含重金屬離子的廢水；至60年代后期,隨著有機(jī)電化學(xué)理論研究的深入以及涂層電極的問(wèn)世,電化學(xué)方法開(kāi)始應(yīng)用于有機(jī)廢水的處理,近年來(lái)得到了更快的發(fā)展。常用的電化學(xué)方法有電氧化法、電還原法、電凝聚法、電滲析法、電氣浮法、磁電解法、微電解法等。電化學(xué)氧化法作為近年發(fā)展起來(lái)的新型廢水處理技術(shù),它在處理難生物降解有機(jī)廢水方面具有較明顯的優(yōu)勢(shì),具有設(shè)備小、操作簡(jiǎn)便、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、運(yùn)行管理方便、便于聯(lián)合使用、COD去除率高、脫色效果好等優(yōu)點(diǎn),是一種有效的處理技術(shù),已成為印染廢水處理的一種有效工藝。電化學(xué)法用于印染廢水處理，主要考慮的因素有電極材料、廢水pH 值、溫度、電壓、電解時(shí)間等，還包括一些電化學(xué)反應(yīng)器的設(shè)計(jì)及運(yùn)行。從目前的研究來(lái)看，很多方法都表明電化學(xué)法在處理難生物降解物質(zhì)方面有很大的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)電化學(xué)方法研究較多，由于具有比一般的化學(xué)反應(yīng)更強(qiáng)的氧化和還原能力，能使有機(jī)物徹底氧化降解等特點(diǎn)，使得電化學(xué)方法在難生物降解有機(jī)廢水預(yù)處理方面具有很好的優(yōu)勢(shì)，在很大程度上能提高廢水的可生化性，降低后續(xù)生物處理負(fù)荷。染料廢水成分復(fù)雜，含有多種有機(jī)染料和中間體，色度大，毒性強(qiáng)，難降解，pH 值波動(dòng)大。電化學(xué)法對(duì)含染料廢水的色度去除具有獨(dú)特的效果。國(guó)內(nèi)相繼采用活性炭纖維化學(xué)化工學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文3(ACF)鐵復(fù)合電極復(fù)極性固定床電極等對(duì)多種印染廢水進(jìn)行處理，取得明顯效果，且在電解過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)方法對(duì) ACF 的再生，使 ACF 能多次重復(fù)使用。國(guó)外發(fā)明了許多新型的高析氧過(guò)電位電極和高析氫過(guò)電位電極，采用的高析氧過(guò)電位電極有Sb/SnOTi/SnO TiRuO Ti/Pt 等；采用多孔石墨固定床電極處理廢水能增大反應(yīng)表面積，提高析氫過(guò)電位，用這些新型電極對(duì)染料廢水進(jìn)行處理，COD 去除率和脫色率均很高，并降低了毒性，達(dá)到排放要求。 另外，采用混凝一電化學(xué)氧化一活性污泥法處理印染廢水，比傳統(tǒng)工藝可節(jié)省 1/4 的費(fèi)用。電催化電極在電化學(xué)水處理技術(shù)中起著極其重要作用,特別是電化學(xué)水處理技術(shù)對(duì)有機(jī)物具有特殊的降解能力因而在廢水處理方面具有非常廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前研究的主要內(nèi)容包括新電極材料、膜、電解質(zhì)、反應(yīng)器結(jié)構(gòu)等的研究開(kāi)發(fā)以及電化學(xué)降解機(jī)理的探究。電化學(xué)水處理技術(shù)必將在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中發(fā)揮更大的作用 [913]。和其他廢水處理方法比較,電化學(xué)方法具有適應(yīng)面廣、可控性強(qiáng)、流程簡(jiǎn)短、操作方便等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)也具有能耗大、成本高、有機(jī)物分解不徹底等缺點(diǎn)。為了發(fā)揮電化學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn),克服其缺點(diǎn),許多科技工作者對(duì)電化學(xué)方法進(jìn)行了大量的實(shí)驗(yàn)和理論研究。本文重點(diǎn)總結(jié)電化學(xué)氧化法方面的研究成果。所謂電化學(xué)氧化法是指利用具有催化活性的電極氧化去除水中污染物的方法。 高級(jí)電化學(xué)氧化技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀 電化學(xué)氧化技術(shù)是近年發(fā)展起來(lái)的一種有效的有機(jī)物廢水處理方法，該技術(shù)作為一種”清潔技術(shù) ”，盡管在國(guó)內(nèi)外都有了很大的發(fā)展，而且其中不少已達(dá)到工業(yè)化水平，但還在不斷發(fā)展中。電化學(xué)氧化降解過(guò)程比較復(fù)雜，對(duì)其中產(chǎn)生的羥基自由基(HO) 缺少必要的跟蹤監(jiān)測(cè)手段，大多數(shù)反應(yīng)機(jī)理缺乏活性物種的鑒定。對(duì)電化學(xué)氧化處理有機(jī)污染物效果的認(rèn)識(shí)大部分是通過(guò)宏觀上的值及污染物濃度的變化獲得的，從微觀上對(duì)電化學(xué)氧化降解的機(jī)理研究、報(bào)道多是通過(guò)假設(shè)推測(cè)的，缺乏可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果支持。目前大量的工作在對(duì)電極和反應(yīng)器的改進(jìn)，但對(duì)高效的電極催化劑的研制和開(kāi)發(fā)還缺乏理論的指導(dǎo)，也很少見(jiàn)到電極結(jié)構(gòu)及反應(yīng)器的合理設(shè)計(jì)和操作條件的優(yōu)化研究。 電化學(xué)氧化技術(shù)走向?qū)嵱没年P(guān)鍵是研究出具有高性能的電極材料，提高電極材料的性能，提高電流效率、弱電極極化以降低能耗；其次是反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的改善以及多種技術(shù)的聯(lián)合使用。另外建立符合電化學(xué)氧化處理有機(jī)物過(guò)程的數(shù)學(xué)模型，可獲得電化學(xué)氧化的詳細(xì)處理過(guò)程，對(duì)處理有機(jī)物廢水的實(shí)際應(yīng)用有理論指導(dǎo)意義。 目前電化學(xué)氧化處理對(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)于其它成分復(fù)雜的實(shí)際工業(yè)廢水因其值、含鹽量等變化較大而缺乏研究。首先加強(qiáng)新型電化學(xué)氧化機(jī)理的創(chuàng)新，使電化學(xué)氧化處理方法發(fā)生質(zhì)的飛躍，如三維向多維發(fā)展?；瘜W(xué)化工學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文4突破傳統(tǒng)電化學(xué)氧化模式，加強(qiáng)與物理、化學(xué)、生物等領(lǐng)域之間的結(jié)合，如把電化學(xué)與聲、光、磁技術(shù)相結(jié)合，拓寬應(yīng)用領(lǐng)域，使之更加廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水處理；其次電極的結(jié)構(gòu)材料、新型電極、新型電化學(xué)反應(yīng)器等方面有待進(jìn)一步研究提高 [8]。電化學(xué)廢水處理技術(shù)主要包括電凝聚氣浮法、微電解法、電化學(xué)氧化法、電滲析法、電吸附法 5 種。它們的基本原理及研究應(yīng)用情況如下 [35]。(1)電凝聚氣浮法　采用可溶性陽(yáng)極(Fe、Al 等), 生成 Fe2+,Fe3+,Al3+等大量陽(yáng)離子,通過(guò)絮凝生成 Fe(OH)2,Fe(OH)3,Al(OH)3 等沉淀物,以去除水中的污染物。同時(shí),陰極上產(chǎn)生大量的氫氣微氣泡,陽(yáng)極上產(chǎn)生大量的氧氣微氣泡,與絮凝污物一起上浮并從廢水中除去。(2)微電解法　 又稱為內(nèi)電解法,是基于電化學(xué)反應(yīng)的氧化還原、電池反應(yīng)產(chǎn)物的絮凝、鐵屑對(duì)絮體的電富集、新生絮體的吸附,以及床層過(guò)濾的綜合作用。微電解法以鐵屑和炭構(gòu)成原電池,污染物在正、負(fù)極上發(fā)生化學(xué)反應(yīng),加上原電池自身的電富集、物理吸附及絮凝等作用,達(dá)到去除污染物的目的。微電解法不消耗能源,處理費(fèi)用低, 用的鐵屑多來(lái)自切削工業(yè)的廢料,具有以廢治廢的意義。微電解技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用可分為兩個(gè)方面：一是單獨(dú)作為一種處理方法氧化有機(jī)廢水；二是與其他方法聯(lián)用,如Fenton 法、混凝法、生物法等。(3)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。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)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)得到抑制。(4)電滲析(ED)技術(shù)　它是膜分離技術(shù)的一種 ,是將陰、陽(yáng)離子交換膜交錯(cuò)排列在正負(fù)電極之間,并用特制的隔板將其隔開(kāi),組成除鹽(淡化)和濃縮兩個(gè)系統(tǒng),在直流電場(chǎng)作用下,以電位差為推動(dòng)力,利用離子交換膜的選擇透過(guò)性,將電解質(zhì)從溶液中分離出來(lái),從而實(shí)現(xiàn)溶液的濃縮、淡化、精制和提純。(5)電吸附技術(shù)　它是吸附劑吸附作用與電化學(xué)作用再生吸附劑的聯(lián)合技術(shù),也是吸附劑吸附與脫附的動(dòng)態(tài)過(guò)程。電吸附技術(shù)尚未廣泛應(yīng)用于實(shí)際工程中,但已日益受到研究人員的重視。研究表明,電吸附一方面可以增加活性炭等吸附劑的吸附容量,另一方面可以減少化學(xué)再生或熱再生可能產(chǎn)生的二次污染。電吸附的優(yōu)勢(shì)在于：可吸附去除難生物降解的有機(jī)物質(zhì)；凈化程度好,可用于處理稀溶液體系；能耗小,操作成本低。盡管人們對(duì)電化學(xué)氧化法進(jìn)行了大量研究工作,但要實(shí)現(xiàn)電化學(xué)氧化法的工業(yè)化應(yīng)用還有大量工作要做。從技術(shù)方面主要集中在：研制新型電極材料,以提高電流效率和催化活性,實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物低成本去除；深入研究電化學(xué)氧化機(jī)理、反應(yīng)器的合理設(shè)計(jì)化學(xué)化工學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)論文5和操作條件的優(yōu)化,以便針對(duì)特定污染物和處理要求改進(jìn)工藝條件,以減少能量消耗,提高處理效率；電化學(xué)技術(shù)與多種技術(shù)的聯(lián)合使用以及建立符合電化學(xué)氧化處理有機(jī)物過(guò)程的