8种电化学水处理方法

种学理电化学水处理

-世间万物，都是有一利就有一弊。社会的进步和人们生活水平的提高，也不可避免地对环境产生污染。废水就是其中之一。随着石化、印染、纸农药、药卫生冶金食品等行业的迅速发，世界各国的水排放量急剧加，且由于废中含有较多的高浓度、高毒性高盐度、高色度的成分，使其难以降解和处理，往往会造成非常严重的水环境污染。为了处理每天大量排出的工业废水，人们也是蛮拼的。物、化、生用，力声、光电、磁结合。今笔者为总结用电”来处理废水的电化学水处理技术。电化学水处理技术，是指电极或外加电场的作用下在特定的电化学反应器内通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程，对废水中的染物进行解的过程。电化学系统设备相对简单，占地面积小，操作维护费用较低，能有效避免二次污染，而且反应可控程度高便于实现工业自动化被称为“环境友好”技术。电化学水处理的发展历程1799年Valta制成Cu-Zn原电池，这是世界上第一个将化学能转化为电能的化学电源。1833年建立电流和化学反应关系的法拉第定律。19世70年Helmholtz提出双电层概念。任何两个不同的物相接触都会在两相间产生电势，这是因电荷分离引起的。两相各有过剩的电荷，电量相等，正负号相反，相互吸引，形成双电层。1887年Arrhenius提出电离学说。1889年Nernst提出电极电位与电极反应组分浓度关系的能斯特方程。1903年Morse和把根电极分别置于透析袋内和外部溶液中带电杂质能迅速地从凝胶中除去。1905年提出Tafel公式，揭示电流密度和氢过电位之间的关系。1906年Dietrich取一个电絮凝技术的专，专门有人和公司对电絮凝过程进行改进和修正。1909年Harries（美国）取得电解法处理废水的专利，它是利用自由离子的作用和铝作为阳极。1950年Juda首次试制成功了具有高选择性的离子交换膜促使电渗析技术进入了实用阶段奠定了电渗析的实用化基础电渗析首先被用于苦咸水的化而后逐步扩大到海水淡化和制取工业纯水的应用中。20世纪50年代Bochris等展的电极过程动力学，为今后半导体电极过程特性研究和量子理解释溶液界面电子转移过程的研究打下理论基础。1956年，（英国）利用铁为电极来处理河水。20世纪60年代初期随着电力工业的迅速发展解开始引起人们的注意统电解反应器采用的是二维平板电极，这种反应器有效电极积很小，传质问题不能很好地解决。而在工业生产中，要求有高的电极反应速度，所以客观上需要开发新型、高效的电解反应器。20世纪六七十年代从俄克拉荷马大学研究去除略带碱性的水中盐分开始等研究了电吸附和电解吸附技术的基础理论、参数的影响和对多种候选电极材料的评价。1969年Backnurst等提出流化床电极(FBE)的设计。这种电极与平板电极不同有一定的立体构型比表面积是平板电极的几十倍甚至上百倍电解液在孔道内流动电解反应器内的传质过程得到很大的改善。1972年FujishimaHonda报道了在光电池中光辐Ti02可持续发生水的氧化还原反应，标志着光催化氧化水处理时代的开始。1973年M.Fleischmamm与F.Goodridge研制成功了双极性固定床电(。电极材料在高梯度电场的作用下复极化，形成双极粒子，分别在小颗粒两端发生氧-还原反应，每一个颗粒都相当于一个微电解池由于每个微电解池的阴极和阳极距离很小移容易实现同时，由于整个电解槽相当于无数个微电解池串联组成，因此效率大大提高。20世纪七十年代前苏联科研人员将铁屑用于印染废水的处理此微电解法开始应用到废水治理中。1976年Asovov等人（前苏联）利用电絮凝法处理石化废水1977年，Osipenko等（前苏联）利用电絮凝法处理含铬废水。20世纪80年代为克服传统芬顿法的缺点提高水处理效果而发展起来的一项新技术电芬顿技术问世。1983年Weintraub等人（美国）利用电絮凝法处理含油废水。20世纪90年代电极材料选择及电极结构设计的核心技术突破。加利福尼亚州的劳伦斯利佛莫尔国家实验室、Andelman等行除盐试验的中试工作，取得了较好的试验效果。电附术在国内的研究起步比较晚。陈福明、尹广军等1999年道了用多孔大面积电极去除水中离子的方法，并对电吸附进行了一系列的理论和实验研究。21世纪以来2002年澳大利亚）取得去除放射性核素和氰化物的专利。电絮凝技术的发展已进入一个强产业化的过程，包括解决电化学反应槽的设计、电极除污、能给、操作条件、提供最佳配套设施等关键问题。电吸附技术模型处理和系统化应用。SangHoon等建立了电吸附模型，研究了电吸附模块的吸附潜能，并对模块的设计参数和运行中的操作条件进行了研究。Wegemoned等建立了一套实验室模型。用该模型处理TDS（溶解性固体总量，TDS值越高表示水中含有的溶解物越多为1000mg／的工业循环冷却水出水TDS达到10mg／L。-01

电絮凝电气浮法一)le

3

lel

3

e-ee

3

3

Hl+23

e

2

He22

3

-n()le.l

-

02

电沉积水处技术03

电化学氧化

6

2

子l+

-l2223-22

2

2204微电解法水处理技术000

e

2

e()205电渗析水处理技术淡0I卷

3

r

6

ah8%3.550036t/0L06电吸附(ET)00强、、、、07光电化学氧化水08电芬顿技术e89e2

2

0e

2

222222e

2

H2

e2222

2

e)]2

2

e

3

-

+

电化学法水处理应用

-1、持久性有机污染物污水的处理技术22组2、酚类污染废水的电化学处理技术