常用電化學(xué)污水處理方法
電化學(xué)方法以電子為媒介，以外加電場(chǎng)為驅(qū)動(dòng)力，通過產(chǎn)生大量的高化學(xué)價(jià)物質(zhì)，氧化降解污水中的污染物的過程。電化學(xué)方法具有裝置相對(duì)自動(dòng)化程度較高，成本相對(duì)低，且無二次污染的優(yōu)點(diǎn)，具有十分廣闊的發(fā)展前景。目前電化學(xué)方法已被用于污水中的脫氮除磷，除鉻，除氰化物，脫色，處理制藥、垃圾滲透液、餐飲、電鍍、焦化、冷卻循環(huán)水、高濃度有機(jī)物及油田采出水等廢水的處理研究中，其所用的電極既有傳統(tǒng)的鐵、鋁、石墨等，也有近年來比較熱門的三維電極、金剛石薄膜電極、氣體擴(kuò)散電極、滲流式納米電極、活性炭纖維電極及Ni-S合金電極等。
1電凝聚氣浮法
電凝聚氣浮法是將電流加到一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)的犧牲電極上，從而通過電流的作用在其內(nèi)產(chǎn)生絮凝劑和氣泡，從犧牲電極上產(chǎn)生絮凝金屬離子，這些離子凝聚水中的污染物，使其易于通過沉降和氣浮除去，類似于添加鋁鹽和鐵鹽的絮凝劑。在電凝聚氣浮過程中有三個(gè)主要的機(jī)制：電極的氧化、氣泡的產(chǎn)生及形成絮體的上浮和沉降。
電凝聚氣浮法作為一種簡(jiǎn)單有效的方法已經(jīng)被用來處理許多類型的廢水如電鍍廢水、洗衣房廢水、餐飲廢水及屠宰場(chǎng)廢水等。該法的優(yōu)點(diǎn)是具有廣泛的應(yīng)用性，操作簡(jiǎn)單，污泥產(chǎn)生量少，不需要加入化學(xué)藥劑等；缺點(diǎn)是受電化學(xué)反應(yīng)器裝置的限制處理量小，能耗較大。
2電化學(xué)氧化法
電化學(xué)陽(yáng)極氧化過程大致可分為直接過程和間接過程。
直接氧化過程是指污染物在陽(yáng)極表面氧化而轉(zhuǎn)化成毒性較低的物質(zhì)或生物易降解物質(zhì)，甚至無機(jī)化，從而達(dá)到去除或減少污染物的目的。
間接氧化過程分為可逆過程和不可逆過程。可逆過程是指借助氧化還原物質(zhì)媒介作用利用其氧化還原對(duì)氧化降解有機(jī)物或者有機(jī)物在析氧條件下在陽(yáng)極表面發(fā)生的氧化過程。不可逆過程是指在電化學(xué)過程中，電極表面產(chǎn)生的一些活性中間產(chǎn)物，它們參與氧化污染物，從而使其降解去除。電化學(xué)氧化法通常用來處理難生物降解的物質(zhì),如染料及苯酚等工業(yè)生產(chǎn)廢水中的有機(jī)物。
3電-Fenton法
電-Fenton法是高級(jí)氧化法中最流行的方法。E-Fenton過程有兩種，第一種是芬頓試劑從外面加入反應(yīng)器中，具有高催化活性的惰性電極作陽(yáng)極材料；第二種是僅僅是H2O2從外面加入，F(xiàn)e2+由犧牲鑄鐵陽(yáng)極產(chǎn)生。與傳統(tǒng)Fenton過程相比，E-Fenton過程的優(yōu)勢(shì)是能夠更好的控制反應(yīng)過程，避免了H2O2的保存和運(yùn)輸。在這種方法中，O2在酸性介質(zhì)中不斷地被還原生成H2O2從而去除污染物，并且不會(huì)造成二次污染。
4內(nèi)電解法
內(nèi)電解法的基本原理是兩種電位不同的物質(zhì)在電解質(zhì)溶液中接觸形成原電池，并在周圍空間形成電場(chǎng)。在電場(chǎng)作用下，水中帶電的污染物分子移向與其相反電荷的電極，并吸附在電極表面上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，降解成小分子物質(zhì)。同時(shí)，電極反應(yīng)生成的產(chǎn)物也能與溶液中的污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生吸附、絮凝沉淀等，可以進(jìn)一步去除污染物。內(nèi)電解法常用的介質(zhì)是鐵屑。
此法的特點(diǎn)是處理效果較好，使用壽命長(zhǎng)，便于維護(hù)且處理費(fèi)用低，可用于染料廢水的脫色，工業(yè)廢水的脫氮及一些工業(yè)廢水的預(yù)處理。不足之處是處理速率慢，產(chǎn)生污泥量多以及鐵屑裝置容易堵塞等。Liang Sun等利用內(nèi)電解法處理實(shí)際的化工廢水，取得了很好的效果，平均COD去除率達(dá)到了20%，BOD5/COD提高了80%，一種急性生物毒性的去除率達(dá)到了60%。同時(shí)解釋了填料在50天的運(yùn)行之后結(jié)塊的機(jī)制，顆粒狀物質(zhì)Fe(OH)3沉積在填料的表面且隨后吸附有機(jī)物是內(nèi)電解技術(shù)中結(jié)塊的主要原因。
5電滲析
電滲析是利用離子交換膜的選擇透過性，以電勢(shì)梯度為動(dòng)力，使溶液中的離子作定向遷移，用膜分離技術(shù)將電解質(zhì)分離出來，從而濃縮和淡化溶液。F.J. Borges等研究了在電滲析系統(tǒng)中含氯化鈉的苯酚的溶液中的影響物種轉(zhuǎn)移的變量。為了確定苯酚的轉(zhuǎn)移是由于擴(kuò)散，并在沒有電流的情況下做了此實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中一直測(cè)量苯酚和氯化鈉的濃度變化。研究得出，在電滲析時(shí)，濃度和電勢(shì)梯度是苯酚、氯化鈉和水通量的驅(qū)動(dòng)力。
6電沉積法
電沉積法常用來制備金屬涂覆的水處理用電極，依此可獲得均勻牢固的電極表面及具有不同組合形式的復(fù)合電極。電沉積是金屬離子在陰極上還原為金屬原子并形成沉積層的過程：
金屬沉積受很多因素的影響，其中電勢(shì)是金屬發(fā)生沉積的關(guān)鍵，其次是受溶液組成的影響較大，溶液中的負(fù)離子種類能明顯改變電極反應(yīng)的速度。電沉積技術(shù)常應(yīng)用于處理含多種重金屬離子的電鍍廢水，利用各種金屬離子電位的不同及溶液組分的差異，可根據(jù)能斯特方程式通過控制電勢(shì)分別沉積不同的金屬離子。李艷靜等利用電沉積技術(shù)初步處理電解鋅的漂洗廢水，在一定程度上緩解了后續(xù)處理的壓力。
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2014年08月23日
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