污染物的电化学去除课件

第四章环境污染物的电化学去除第四章环境污染物的电化学去除14.1电化学去污方法及特点(1)多功能性它具有直接或间接氧化与还原、相分离、浓缩与稀释、生物杀伤等功能,能处理从微升到106升的气体、液体与固体污染物。(2)能量效率高与高温燃烧反应相比,它可在较低温度下进行。由于不经过卡诺循环限制,能量利用率高。通过电位控制、电极与电解池的设计,可减小由于电流分布不均带来的副反应、欧姆降等能量损失。(3)可自动控制电化学过程中的两大参数电流与电位信号,易测定和自动控制。4.1电化学去污方法及特点(1)多功能性它具有直接或间2(4)环境相容性高电化学过程中使用的主要试剂为电子,是最洁净试剂。另外,较高的选择性可防止副反应发生,可减少污染物。(5)经济合算所需设备简单,操作费用较低。根据上述特点设计合理的电解池结构,利用先进电极材料,可达到“零排放”要求。(4)环境相容性高电化学过程中使用的主要试剂为电子,是3存在问题电化学技术治理环境污染物具有诸多优点,但也有其不足之处:

(1)能源消耗量大;(2)电极材料消耗过多;(3)操作工通常对电化学装置不熟悉;(4)当反应物浓度不高时,处理时间延长,电流效率降低

存在问题电化学技术治理环境污染物具有诸多优点,但也有其不足之4对策(1)通过改变现有反应器的结构，提高被处理流体的流速来增加流体的扩散速度，采用多阴极或膨胀阴极来提高电极比表面积，增加电极的有效反应面积,提高电流效率；对策5工业中使用的电解槽由槽体、电解液、阳极和阴极组成，多数用隔膜将阳极室和阴极室隔开。按电解液的不同分为水溶液电解槽、熔融盐电解槽和非水溶液电解槽三类。当直流电通过电解槽时,在阳极与溶液界面处发生氧化反应,在阴极与溶液界面处发生还原反应，以制取所需成品。对电解槽结构进行优化设计,合理选折电极和隔膜材料,是提高电流效率、降低槽电压、节省能耗的关键。电解槽的基本形式:工业中使用的电解槽由槽体、电解液、阳极和阴极组成，多数用隔膜6电解槽电解槽7例如三维电极应用三维电极电解法在有机废水处理中的应用《河北化工》2004年06期三维电极-电Fenton耦合法是一种高级的电化学氧化法。三维电极法处理氯苯废水《化工环保》2007年05期

例如三维电极应用8电极、反应器平板式双电极型反应器示意简图电极、反应器平板式双电极型反应器示意简图9(2)将电化学技术与其他传统的化学、物理方法相结合使用。以电沉积为例,当系统中含有的物质种类很复杂时，用一些常用的物理、化学方法:萃取(去除系统中的部分溶解有机物)、活性碳吸附、化学氧化(除去一些无机离子)、气提(除去系统中的部分溶解性气体)预先处理废液,可以使金属的处理与回收率达到最佳。以国外离子交换法与电沉积相结合处理金属废液为例，在应用阳离子交换树脂后，树脂中的氢离子与介质中的金属发生交换，结果相当于金属废液被浓缩，其中金属质量浓度可从几个mg/L达到30000mg/L，树脂可用酸液清洗再生。(2)将电化学技术与其他传统的化学、物理方法相结合使用。以104.2电化学技术处理环境污染物的基本方法及其原理

4.2电化学技术处理环境污染物的基本方法及其原理

114.2.1电沉积

利用电解液中不同金属组分的电势差,使自由态或结合态的溶解性金属在阴极析出。适宜的电势是电沉积发生的关键。无论金属处于何种状态,均可根据溶液中离子活度的大小,由能斯特方程确定电势的高低,同时溶液组成、温度、超电势和电极材料等也会影响电沉积过程。主要用于氯代烃的脱氯和重金属的回收。4.2.1电沉积

利用电解液中不同金属组分的电势差,使自由12Mz++ne

M

1.溶解性重金属的回收a)

M一般很小，远小于

Hb)沉积金属与原基底的电极的

M不同Mz++neM1.溶解性重金属的回收a)M一13用非水溶液熔融盐控制i用非水溶液控制i14（1）金属离子的存在形态2.

电沉积过程的影响因素Zn(CN-)4+2e=Zn+4CN-Cu(CN-)4+2e=Cu+4CN-（1）金属离子的存在形态2.电沉积过程的影响因素Zn(CN15a.若要M1先沉积，必须j1>j2（2）其它离子的存在M1和M2a.若要M1先沉积，必须j1>j2（2）其它离16b.要求M1和M2完全分离，先沉积M1，待其浓度降低至10-6a1时，M2方才沉积j1,定量

³j2,开始沉积b.要求M1和M2完全分离，先沉积M1，待其浓度降低至10-17若h1»h2»0，a1=a2,z1=z2若h1»h2»0，a1=a2,z1=z218c.若需M1与M2同时共沉积(形成合金)(I)

1o»

2o,h1»h2a1»a2®j1»j2(II)

1o-h1»

2o-h2a1,a2®j1»j2,

或调节h1与h2,(通过改变基底材料)c.若需M1与M2同时共沉积(形成合金)(I)1o»19(III)改变

o(络合离子形式)如果两种金属的标准电极电势相差不大，采用加入络合剂的方法改变析出电势，使得离子共同析出。例：加入络合剂NaCN(III)改变o(络合离子形式)如果两种金属的标准电20(3)阴极其它反应a、溶解氧b、析氢O2+4H++4e

2H2O2H++2e

H2pH值！！(3)阴极其它反应a、溶解氧O2+4H++4e2H2O221（4）阳极反应a.析氧:4OH-－4e＝O2＋2H2O(pH!!)b.含氯溶液中氯气的析出c.电解液中某些成分的氧化d.非惰性阳极的溶解（4）阳极反应a.析氧:4OH-－4e＝O2＋2H2O(22污染物的电化学去除ppt课件23

4.2.2电化学氧化

电化学氧化分为直接氧化和间接氧化两种,属于阳极过程。直接氧化是通过阳极氧化使污染物直接转化为无害物质;间接氧化则是通过阳极反应产生具有强氧化作用的中间物质或发生阳极反应之外的中间反应（媒介）,使被处理污染物氧化,最终转化为无害物质。

4.2.2电化学氧化

电化学氧化分为直接氧化和间24对于阳极直接氧化而言,如反应物浓度过低会导致电化学表面反应受传质步骤限制;对于间接氧化,则不存在这种限制。在直接或间接氧化过程中,一般都伴有析出H2或O2的副反应,但通过电极材料的选择和电势控制可使副反应得到抑制。一般主要是针对难降解的有机物，包括水中、大气中、土壤中等一些污染物的去除。对于阳极直接氧化而言,如反应物浓度过低25直接电化学氧化是在电极表面直接将有机物转化或燃烧,用于直接氧化的阳极应具有两个主要特点:高的析氧反应过电势和强的抗腐蚀能力。直接的电化学氧化已经被用于处理染料,间接电化学氧化最常见的方法是利用电化学产生的短寿命中间产物(溶剂化电子,以及·OH,O2·和HO2·等自由基)来进攻污染物,因此过程是不可逆的,对有机污染物直接电化学氧化是在电极表面直接将有机对有机污染物26直接、间接电化学过程的分类并不是绝对的,实际上一个完整的有机物电化学降解过程往往包含电极上的直接电化学氧化和间接电化学氧化两个过程.研究表明,苯酚在Pt电极表面的降解反应由两个平行途径构成,一为吸附在电极表面的苯酚或其芳香族中间产物发生直接的电化学燃烧过程而转变为CO2;另一过程为由电化学过程产生的HO·对苯酚进行氧化降解过程.直接、间接电化学过程的分类并不是绝对的,27电化学氧化程度可用电化学氧化指数(electrochemicaloxidabilityindex,EOI)表示,它由瞬时电流效率(ICE)计算:I为氧化反应电流强度,V为电解液体积

t为ICE接近零时所需电解时间。EOI表示电化学氧化反应的平均电流效率以及在给定条件下有机物发生电化学氧化的程度。EOI越大,表明电化学氧化电流效率越高,有机物氧化分解越彻底。电化学氧化程度可用电化学氧化指数(electrochemic28利用EOI可以导出电化需氧量(EOD),定义为:利用EOI可以导出电化需氧量(EOD),定义为:294.2.3电化学还原通过阴极还原反应去除环境污染物。同电化学氧化一样,分为阴极直接还原和间接还原。主要用于氯代烃的脱氯和重金属的回收.R-Cl+H++2e=R-H+Cl-(直接方法）SO2＋4Cr3＋＋4H＋＝S＋4Cr3＋＋2H2OCr3＋＋e＝Cr2＋(间接方法）4.2.3电化学还原通过阴极还原反应去除环境污染物。同电化304.2.4光电化学氧化

亦称为电助光催化。通过半导体材料吸收可见光和紫外光的能量,产生“电子-空穴”对,并储存多余的能量,使得半导体粒子能够克服热动力学反应的屏障,作为催化剂使用,进行一些催化反应。4.2.4光电化学氧化

亦称为电助光催化。通过半导体314.2.5电吸附利用电极作为吸附表面,像传统吸附过程一样进行化学物质的回收。它可以用来分离水中低浓度的有机物和其他物质。为了维持较高的吸附特性,一般采用大比表面积的吸附电极。4.2.5电吸附32活性碳吸附常是去除低浓度难降解有机物的强有力手段,在常规的吸附法中活性碳用加热法进行再生。因再生操作温度高,不仅是能耗大,而且活性碳损失严重,其费用约占整个过程费用的70%。活性碳吸附常是去除低浓度难降解有机物的强有33控制电位的吸附/脱附方法,一方面可增大活性碳的吸附容量,另一方面可进行吸附床的原位再生。将活性碳固定床施于不同电位,可使水中带电状况不同的芳香化合物的吸附量提高5倍。再生操作则是电化学脱附,即用醇溶液代替水溶液与活性碳床接触且改变吸附床的电位,吸附质便从活性碳上解脱到醇溶液中。显然,这种方法可望用于从废水中富集有价值的化学物质。污染物的电化学去除ppt课件344.2.6电凝聚

电凝聚也叫电浮选,即依靠电场的作用,通过电解装置的电极反应,产生直径很小的气泡,用以吸附系统中直径很小的颗粒物质,使之分离;或者在电浮选过程中,选用铝质或铁质的可溶性阳极,利用电解来氧化铁屑、铁板、铝板等生成Fe2+、Fe3+或Al3+,再凝聚成Fe(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3等沉淀物,以实现污染物的分离。在电凝聚方面的最新技术是采用活性碳纤维(ACF)-铁复合电极对印染与染料废水进行处理的电凝聚技术。4.2.6电凝聚

电凝聚也叫电浮选,即依靠电场的作用354.2.7电渗析

依靠在电场作用下选择性透过膜的独特功能,使离子从一种溶液进入另一种溶液中,达到对离子化污染物的分离和浓缩。比普通渗析过程的迁移速率快、效率高。利用电渗析处理金属离子时并不能直接回收到固体金属,但能得到浓缩的盐溶液,并使出水水质得到明显改善。目前研究最多的是单阳膜电渗析法。4.2.7电渗析

依靠在电场作用下选择性透过膜的独特功能,36电渗析法淡化装置

电渗析法淡化装置的原理：如示意。图中，C为阳膜，A为阴膜，C和A将淡化容器分成三个隔室，两侧的空中置放两个惰性电极，容器中充填海水，这样便构成了一个最简单海水淡化装置。

电渗析法淡化装置电渗析法淡化装置的原理：如示意。图中，C为37

在直流电场作用下，Na＋透过阳膜，Cl－透过阴膜，分别离开中间隔室，但两侧电极室中的离子却不能进入中间隔室，结果使中间隔室的溶液浓度随着电渗析过程而逐渐降低，最后降至所要求的含盐量，从而达到淡化的目的；而在两侧隔室中，浓度逐渐增高，以至形成浓盐水或卤水。在直流电场作用下，Na＋透过阳膜，Cl－透过阴膜38电渗析装置电渗析装置394.2.8电化学膜分离利用膜两侧的电势差进行的分离过程。常用于气态污染物的分离。4.2.8电化学膜分离404.3电化学技术在环境

污染物处理中的应用

4.3电化学技术在环境

污染物处理中的应用41废水处理的紧迫性工业的发展造成了越来越严重的环境污染，水体中大量污染物严重威胁着人类自身的健康。

1994年以来，美国在饮用水中发现了100多种合成有机物，如多氯联苯、多环芳烃等，具有“三致”作用。根据我国1998年对全国109700公里河流进行的评价，我国河流长度有70.6%被污染，其中有机污染是一个不可忽视的因素。4.3.1废水处理的电化学技术

废水处理的紧迫性工业的发展造成了越来越严重的环境污染，水体中42

难降解有机废水如医药、化工、染料工业废水的特点：CODCr（化学耗氧量）高，一般为数万mg/L，而国家的排放最低标准仅为300mg/L（二级排放标准）；BOD5/COD小于0.1，可生化性低。难降解有机废水如医药、化工、染料工业废水43常用的废水处理方法物理处理法沉淀，气浮，过滤，离心化学处理法中和，混凝，氧化还原，离子交换生物处理法好氧，厌氧常用的废水处理方法物理处理法沉淀，气浮44废水处理中的高级氧化技术

高级氧化技术（AdvancedOxidationTechnology，简称AOT)是指在水处理过程中可产生羟基自由基，使水体中的大分子难降解有机物氧化成低毒或无毒的小分子物质，甚至直接降解成为CO2和H2O，接近完全矿化。电化学方法可以将有机污染物完全降解为CO2和H2O,此过程被称为“电化学燃烧”。废水处理中的高级氧化技术高级氧化技术（Advanced45羟基自由基(·OH)因其有极高的氧化电位(2.8V),其氧化能力极强羟基自由基(·OH)因其有极高的氧化电位(2.8V),46废水处理中的高级氧化技术化学氧化——O3，H2O2，ClO2Fenton氧化电化学氧化湿式空气氧化超临界水氧化光催化氧化几种方法的联用废水处理中的高级氧化技术化学氧化——O3，H2O2，ClO247Fenton试剂H2O2过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体系通常称为Fenton(芬顿)试剂。在催化剂作用下，过氧化氢能产生两种活泼的氢氧自由基，从而引发和传播自由其链反应，加快有机物和还原性物质的氧化。Fenton试剂一般在pH3.5下进行，在该pH值时基自由基生成速率最大。其实质：H2O2在Fe2+的催化下产生具有高反应活性的·OH。Fenton试剂H2O2过氧化氢与催化剂Fe2+构成的氧化体48电化学Fenton试剂(电生羟基自由基)

Fenton法主要是通过光辐射、催化剂、电化学作用产生·OH。电Fenton法是H2O2和Fe2+通过电化学法持续地产生·OH，它比一般化学Fenton试剂具有H2O2利用率高、费用低及反应速度快、基本无2次污染，等优点。电化学Fenton试剂(电生羟基自由基)49

电化学水处理过程包括两个方面:一是使污染物在电极上发生直接电催化反应而转化的“直接电化学过程”,二是利用电极表面产生的强氧化性活性物种使污染物发生氧化还原转变的间接电化学过程.这两个过程均伴有放出H2与O2的副反应,电流效率的高低与析氧、析氢的程度密切相关,但通过电极材料的选择和电位控制可以减少电流的析氧损失,提高电流效率.电化学水处理过程包括两个方面:一是使污染物在电极上发生直接50无机污染物处理利用电沉积、电化学氧化还原、光电化学氧化等电化学方法,可以处理多种无机污染废液。如:有毒重金属离子、有毒无机盐(包括氰化物、硫氰酸盐)、硫酸盐、硫化物、氨等。无机污染物处理51CN-

在电镀工业中,为了得到致密的镀层,仍需使用大量的氰化物,因此,必须除去废水中的CN-。传统的化学方法是用氯和碱反应产生的次氯酸盐将CN-氧化为危害较小的氰酸盐。当氰化物深度大于1g·dm-3时,很容易产生有害的氯化氰气体,因此氰化物必须经过稀释。应用电化学技术,采用石墨或不锈钢阳极,CN-能够在阳极直接被氧化,金属离子同时在阴极沉积。当CN-浓度较高时(>1g·dm-3),电化学法比化学法更经济,不会产生有害的氯化氰气体。CN-在电镀工业中,为了得到致密的镀层,仍需使用大量的52CN-+2OH-=CNO-+H2O+2e然后CNO-在碱性液中反应生成N2、NH3等物质。处理1kg氰化物能耗为10-40kWh。2CN-+O2=2CNO-CNO-+2H2O=NH4++CO32-为进一步降低废水中的[CN-],可加入NaCl进行电解,通过ClO-使之进一步氧化,但此时属间接氧化过程。CN-+2OH-=CNO-+H2O+253注意：在阳极氧化有毒物（CN－）。要控制较高的电极电势。电极电势的上限由阳极材料的稳定性及副反应的发生所决定。这些副反应包括氧的放出,在氯化物的溶液中还包括氯气的释放。副反应的发生能降低电流效率,增加能耗。因此,阳极材料必须对氧有较高的过电势。阳极氧化有毒物可以通过直接氧化或间接氧化来实现。注意：54电渗析、离子交换辅助电渗析以及电浮选和电凝聚不仅可以用作清洁生产工艺以预防环境污染,而且它们也是有效的废液处理方法。工业上采用电渗析的方法处理含Ni2+Sn2+、亚磷酸盐和次磷酸盐等稀溶液。电渗析、离子交换辅助电渗析以及电浮选和电凝聚不仅可以用作清洁55重金属离子废水的处理

在电镀工业、冶金工业及印刷工业常产生含大量重金属离子的废水。常规的处理办法是沉淀法,这些沉淀也需妥善处置,对碱性溶液中络和的金属离子,沉淀法并不十分有效。电解法可将金属离子转化为其纯金属状态,有利于资源的回收和再利用。从经济观点看,电解法是非常适用的简便方法。重金属离子废水的处理

在电镀工业、冶金工56

污水中银和铜回收的是一种旋转电极结构。它是一个两维电极反应器,在循环批处理条件下,一个阴极直径为0.1258m、长度为0.1254m、旋转速度为750r/min、外加电流为500A的反应器能将铜离子质量浓度从500mg/L降到4mg/L,处理液一次通过的电耗为8.13kw·h/kg，出水浓度控制在100～175mg/L水平污水中银和铜回收的是一种旋转电极结构。它是一个两维电极57Cr电化学可氧化Cr3+为Cr6+,用于医药、电子和航空工业中氧化剂的再生（回收）Cr6+、Cr3+的去除：Cr(OH)3沉淀Cr58根据废水处理的目的,有机物电氧化分两类进行研究。一是电化学转换,即把有毒物质转变为无毒物质,或把非生物相容的有机物转化为生物相容的物质(如芳香物开环氧化为脂肪酸),以便进一步实施生物处理;二是电化学燃烧,即直接将有机物深度氧化为CO2。三维电极反应器处理染料废水有机污染物去除根据废水处理的目的,有机物电氧化分两类进行有机污染物去除59对酚类、含氮有机染料、氰化物等的处理,有机污染物也可以不完全降解,即发生间接电化学反应,利用电极反应产生强氧化作用的中间物质,将有机污染物(不可降解物质)氧化转变为可降解物,然后再进行生物处理,最终将其彻底降解。很多有机物如脂肪醛、醇、酮和尿液可在阳极进行氧化,最终生成H2O和CO2。此法适用于高浓度的有机废水。当浓度低时,建议采用间接电化学过程。低浓度氯代烃废水用焚烧法处理不经济,能耗高又产生腐蚀。污染物的电化学去除ppt课件60污染物的电化学去除ppt课件61有机物阳极表面氧化的机理

（三个步骤(S[]表示电极表面材料):

首先,溶液中的H2O或OH-在阳极上放电并形成吸附的氢氧自由基:S[]+H2O=S[OH]+H++e-然后,吸附在表面的氢氧自由基中的氧迁移到有机物分子中,氧化有机物:S[OH]+R=S[]+RO+H++e-与此同时,水参与的析氧反应又会同时发生,降低反应的电流效率:S[OH]+H2O=S[]+O2+3H++3e-以上的反应模式及实例表明:直接电化学氧化作用是在电极表面的区域进行的(可能是很薄的双电层区域),反应的步骤分为吸附过程、扩散过程和氧化过程,有机物阳极表面氧化的机理

（三个步骤(S[]表示电极62酚间接电氧化法还用于含酚废水的处理。首先,水被电氧化产生OH·自由基,这些自由基吸附在电极表面与酚反应生成CO2。应用PbO2作阳极可除去对苯酚和六氯苯酚,其机理与除去苯酚的机理是一样的,电氧化产生的OH·自由基取代Cl,然后被氧化为醌,进一步分解为马来酸、草酸和CO2。酚间接电氧化法还用于含酚废水的处理。63如Ag2

+相对SHE的标准电势为1.987V,Ag+在阳极氧化为Ag2

+,Ag2+与H2O产生自由基,进而与有机物发生反应。用Ag+、Co2＋作为媒介物的电化学氧化也被认为是间接氧化的一种形式,高电势离子Ag2

+、Co3＋可以把有机物完全氧化为CO2,这种技术用于水中少量有害物的去除,而且这两种氧化剂可以在电化学过程中循环生成。如Ag2+相对SHE的标准电势为1.987V,A64卤代烃通常用燃烧的办法除去废液中的卤代烃,对于含量较低的废液,这种办法是不适合的,因为需花费较高的运输费用及燃料费用,有时还有腐蚀问题。应用电化学技术在阴极或阳极均可将其除去.电化学方法也用于其他的卤代芳烃的脱卤,如卤代苯、多氯联苯等.Schmal等评价了电还原含卤代烃废水的可行性,总的消耗与用活性炭吸附大致相同,但电还原法没有后处理过程。阴极还氯一氯乙烷、三氯乙烷已经得到证实。卤代烃通常用燃烧的办法除去废液中的卤代烃,对于含量较低的废液65对于染料行业中的有机污染物如蒽醌、三苯甲烷以及其他含氮染料等,可用氧化铷、氧化镁、氧化钴、氧化铅或以石墨为基质的钛涂层阳极,在有氯离子存在的条件下进行电化学氧化,或使用可溶性阳极(如钢)进行电凝聚。废水中的有机污染物被吸附到Fe(OH)2、Fe(OH)3絮体上,可以用弗林德理希吸附等温线来描述。含氮染料氧化后的降解产物通常是CO2、N2,还可能形成芳香烃、芳香酯、酯肪烃等。实验表明:电化学氧化可使苯胺染料的转化率达到97%,其中72.15%被氧化为CO2对于染料行业中的有机污染物如蒽醌、三苯甲烷以及其他含氮染料等66电解絮凝法电解絮凝法67污染物的电化学去除ppt课件68电化学方法处理有机污染废液的过程与电极材料、电极表面结构及负载情况、电解质溶液组成以及浓度等因素相关。其中电极材料是最重要的因素,不同的电极材料具有不同的特殊催化特性,可以产生不同的反应或不同的氧化中间物质,因此电极材料的开发是电化学方法处理有机污染废液技术的关键。电化学方法处理有机污染废液的过程与电极材料、电极表面结69用于三维电极的新材料相继问世。新型碳电极有高孔积率的碳-气凝胶电极(固体基质由相互连接的胶体碳组成,比表面400～1000m2/g,正常孔尺寸小于50nm),金属/碳复合电极(由金属纤维和碳纤维组成,BET方法测定的比表面达750m2/g),碳泡沫复合材料以及网状玻碳材料等。金属化或功能化的导电聚合物作为三维电极材料的尝试已在国内外广泛开展。另一类引人瞩目的新材料是导电陶瓷电极材料,其导电性能与石墨相当,且化学惰性优异,可作为阳极或阴极材料,正在研究使之具有微结构并可负载电催化剂。用于三维电极的新材料相继问世。新型碳电极有高孔积率的70电化学水处理技术的优点

电子转移只在电极及废水组份间进行,不需另外添加氧化还原剂,避免了由另外添加药剂而引起的二次污染问题;可以通过改变外加电流、电压随时调节反应条件,可控制性较强;过程中可能产生的自由基无选择地直接与废水中的有机污染物反应,将其降解为二氧化碳、水和简单有机物,没有或很少产生二次污染;反应条件温和,电化学过程一般在常温常压下就可进行;反应器设备及其操作一般比较简单,如果设计合理,费用并不昂贵;若排污规模较小,可实现就地处理;电化学水处理技术的优点

电子转移只在电极及废水组份间进行,不71当废水中含有金属离子时,阴、阳极可同时起作用(阴极还原金属离子,阳极氧化有机物),以使处理效率尽可能提高,同时回收再利用有价值的化学品或金属;既可以作为单独处理,又可以与其他处理相结合,如作为前处理,可以提高废水的可生物降解性;兼具气浮、絮凝、消毒作用;作为一种清洁工艺,其设备占地面积小,特别适合于人口拥挤城市污水处理.因此,电化学水处理技术被称为“环境友好”技术,在绿色工艺方面极具潜力,可望得到广泛应用.当废水中含有金属离子时,阴、阳极可同时起作用(阴极还原金属离72

电化学水处理技术存在的主要问题电化学水处理技术从产生到现在已经历了40多年,未能广泛应用的主要原因是效率不高,经济上不合理.电化学工艺处理特种难降解有机物的难点在于两个“时间”问题:一是处理废水时间的问题,即电催化法的效率如何提高;另一个是电极寿命问题,即电极的稳定性如何提高.对于前者,要从研制高电催化活性的电极材料和有效的反应器设计入手来解决;对于后者,则要从电极材料、结构和制备方法入手去研究.工业电化学发展至今,对于各种电化学反应器的理论及制造技术已臻成熟,反应器设计问题实际上已基本解决.当前的热点问题就是电极材料、结构与制备方法,这三者又密切相关.电化学水处理技术存在的主要问题73目前,国内电化学水处理技术的应用虽已有一定基础,同国外相比还显得比较分散、不系统,又多集中在重金属去除及含氰废水处理方面.电化学法在有机废水处理方面的应用正逐步发展,但对其机理的研究还远远不够.在国外,电化学法处理有机废水的研究报道较多,对反应机理的探讨也比较深入和系统.目前,国内电化学水处理技术的应用虽已有一定基础,同国外744.3.3气态污染物的电化学净化化工厂、热电厂等在生产中会排放出许多含有毒、有害物质(如Cl2、H2S、SO2、NOx、CO2等)的气体。（将Cl2还原成Cl-,N2O氧化为NH3,SO2氧化为H2SO4或还原S。这种转换既能直接发生在电极上,也能通过间接电氧化还原完成。）采用电化学方法可处理净化上述废气。4.3.3气态污染物的电化学净化75电化学方法处理净化废气的工艺可分为槽内工艺和槽外工艺。槽内工艺是气体直接经吸附转移到电化学反应器内并被处理;槽外工艺是气体先被吸附到独立的容器中,再转移至电化学反应器中进行处理。电化学方法处理净化废气的工艺可分为槽内工76电化学膜分离技术已成功地用于仅由H2S和N2组成的气体、模拟煤气以及模拟天然气的脱硫。对于所用的电极材料,有几种选择,