电化学技术在环保领域的应用
电化学技术与应用
电化学技术与应用电化学技术是指利用电生产化学反应的技术方法。
它通过在电化学电池中产生的电流驱动化学变化，实现各种工艺过程和应用。
在现代工业领域中，电化学技术已经发展成为一种重要的化工技术，在许多领域都得到了广泛的应用。
一、基本原理电化学技术的基本原理是电解和电镀。
电解是指在电解质溶液中，通过外加电流将化合物分解成离子的过程。
电镀则是在电解质溶液中，利用电流将金属离子还原成金属沉积在电极表面的过程。
这两种基本原理是电化学技术的基础，也是许多应用的核心。
二、环境保护领域中的应用电化学技术在环境保护领域有着重要的应用价值。
例如，电化学氧化法可以将易挥发性有机物转化为无机物，有效降低有机物的排放量。
电化学还原法可用于处理工业废水中的重金属离子，将其还原成相对无害的金属沉积物。
此外，电化学技术还可以用于处理废气中的有害气体，如二氧化硫和氮氧化物等。
电化学技术的环境友好性和高效性使其成为环保领域中的重要手段。
三、能源领域中的应用电化学技术在能源领域中具有广泛的应用前景。
其中，最为典型的应用是燃料电池。
燃料电池通过电化学反应将燃料和氧气直接转化为电能，是一种高效、清洁的能源转换方式。
燃料电池的应用可以替代传统的燃烧方式，减少对环境的污染。
此外，电化学技术还可以应用于电池的制造和储能技术的研究等方面。
四、材料科学领域中的应用电化学技术在材料科学领域中也具有重要应用价值。
例如，通过电化学抛光技术可以获得高光洁度的金属表面。
电化学沉积技术可以制备均匀、致密的金属薄膜，用于电子器件和显示器件的制造。
电化学腐蚀技术可以改变材料的表面性质，提高材料的抗腐蚀性能。
电化学技术的广泛应用为材料科学的发展提供了强有力的支持。
五、生物医学领域中的应用电化学技术在生物医学领域中的应用也越来越广泛。
例如，电化学生物传感器可以检测人体液体中的生物分子，实现体液分析和疾病诊断。
电刺激技术可以用于神经科学研究和康复治疗。
电化学技术还可以用于药物传递和组织工程等领域。
电化学技术在绿色能源领域的应用探究
电化学技术在绿色能源领域的应用探究随着全球环保意识的普及和对化石燃料的依赖减少，绿色能源逐渐成为了人们关注的热门话题。
在绿色能源领域中，电化学技术是一项十分重要的技术，它的应用涉及到电池、电解水制氢、电化学储能等方面。
本文将探究电化学技术在绿色能源领域的应用，以及这些应用的发展前景。
一、电化学污染治理技术电化学污染治理，是一种以电化学反应为基础的环保治理技术，也被称为电化学净化技术。
该技术以电化学反应原理为基础，利用电极反应和电解质溶液中的离子来实现治理效果。
电化学污染治理技术的优点主要表现在以下几个方面。
首先，该技术可以实现废水中重金属、有机物等的高效去除，能够达到国家排放标准。
其次，该技术所需的能量比传统的污水处理方式更低，减少了能源消耗和成本。
此外，该技术在使用过程中几乎不会产生二次污染，避免了一些地下排放的风险。
因此，电化学污染治理技术将是未来污染治理的重要手段之一。
二、电池技术电池是电化学技术的一个重要应用领域。
电池是一种将化学能转化为电能的装置，包含正极、电解质和负极。
随着数字化时代的到来，人们对电池寿命、输出功率、充电速度等方面的要求越来越高。
因此，电化学技术在电池领域的应用也日趋广泛。
目前，锂离子电池是市场上应用最广泛的电池种类之一。
锂离子电池通过正极材料和负极材料间的离子传输，实现储能和电能输出，适用于大部分消费电子领域。
此外，新型电池技术也在不断涌现，例如锂硫电池、固态电池等。
三、电解水制氢电解水制氢是一种根据电化学反应原理将水分解为氧气和氢气的过程。
水分解是一种可再生能源，通过此方法制氢可以有效解决能源短缺和环境问题。
目前，电解水制氢技术已经广泛应用于燃料电池、氢燃料汽车等领域。
但现在，电解水制氢的关键问题是如何提高其能源转化效率以及降低成本。
科学家们正在不断探索新的材料和结构来解决这个问题，例如金属氢氧化物、过渡金属氧化物等。
这些新材料的开发将有望为电解水制氢技术的发展注入新的动力。
电化学在环境工程领域中的应用
1.2 电化学技术在处理环境污染物中的应用1.2.1 电化学技术在废水处理中的应用(1) 含无机污染物废水的处理在电镀、冶金及印刷工业中常产生大量的含重金属离子的废水,如有毒重金属离子、氰化物、硫氰酸盐、硫酸盐、硫化物、氨等,一般采用沉淀法进行处理。
但对于碱性溶液中的络合金属离子,此法并不十分有效。
应用电化学处理技术可以将废水中的金属离子质量浓度控制在满意的水平。
电化学方法处理金属离子稀废液的效率取决于被移除粒子的传质速率、电极的有效面积和副反应的发生,而电极的结构和材料是影响传质速率和电极的有效面积的主要因素。
因此,目前电化学方法处理含金属废液工艺的技术核心及研究方向是具有新型电极结构和材料是电解槽的设计开发。
目前,一般电解槽的形式分为二维电极电解槽和三维电极电解槽两种。
二维电极应用最多的是旋转圆筒电极和平面板电极。
旋转圆筒电极电解槽具有均匀的电势和电流密度,溶液在槽内湍流流动,阴阳两电极距离间隔小,槽的占地空间小,电阻损耗小,能够实现不间断生产。
主要应用于Fe 、Cu、Ag、Cr 、Ni 等金属离子的去除或回收。
平面板电极电解槽结构简单,电势和电流密度分布均匀,可以从阴极上取出电沉积的金属污染物,清除沉积物后的电极可重复使用。
三维电极电解槽的电极具有较大的表面积,传质速率高,可在低电势条件下生产,常见的有填充床电极和流化床电极。
有文献报道,应用三维电极处理印染废水其脱色率可达99 % ,CODcr去除率大于80 % ,此外还可用于处理含酚、含油、含菌的废水。
在工业应用实践中,二维电极的效果要优于三维电极,尤其是用旋转圆筒电极处理金属离子稀废液的效果最佳。
(2) 含有机污染物废水的处理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”。
例如对酚类、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。
生物电化学过程及其在环境保护和能源产生中的应用
生物电化学过程及其在环境保护和能源产生中的应用生物电化学是研究生物体内电子传递以及生物物质间电化学反应的学科。
生物电化学过程广泛存在于自然界中，生命体系不仅是化学反应系统，也是电学反应系统。
在生物电化学过程中，生命体系通过各种机制和途径将化学能转化成电能，或者将电能转化成化学能，同时生命体系内存在着各种各样的电化学反应。
生物电化学的应用不仅能够解决环境保护问题，还为能源产生提供了新的思路。
生物电化学在环境保护中的应用生物电化学在环境保护中的应用主要体现在两个方面：污泥处理和重金属处理。
污泥处理：污水处理过程中污泥的处理是十分重要的一个环节，传统的处理方法有厌氧处理和好氧处理。
然而，这些方法存在着一些难以克服的问题，如能源消耗大，处理成本高等。
生物电化学技术，如微生物燃料电池，发电性微生物燃料电池等，具有较高的能量转换效率和低处理成本，因此受到了广泛的关注和研究。
重金属处理：重金属污染是环境保护的一大难点，传统的处理手段包括吸附、离子交换、沉淀等，但这些方法存在着一些问题，如对重金属物质的选择性不强，处理时间长。
生物电化学技术通过微生物代谢异味来去除污染物，具有强大的选择性，能够更加高效地处理重金属污染问题。
生物电化学在能源产生中的应用生物电化学不仅在环境保护中有广泛应用，还在能源领域提供了新的思路和解决方案。
微生物燃料电池：微生物燃料电池利用微生物代谢有机物质时产生的电子来发电。
这种技术具有无废物排放，能源转化效率高，发电的同时还能处理有机废弃物等优点。
微生物燃料电池的能量转换效率虽然不如传统的燃料电池，但是微生物燃料电池的成本更低，因此受到了广泛的关注。
生物光电池：生物光电池是一种利用自然界中的光合微生物和电化学过程进行光合作用的技术。
生物光电池具有基于太阳能、成本低廉，产生氧气的优点，同时还可以生产有机物资和电能。
生物光电池的制造技术尚不成熟，但是相信在未来生物电化学领域的发展中，这种技术会有更广阔的应用前景。
电化学方法在环境污染治理中的应用
电化学方法在环境污染治理中的应用电化学方法是将电能应用于化学反应中，在环境污染治理中具有独特的优势。
它可以实现高效能、低成本、低废弃物排放等特点，同时对于有机物、重金属等多种污染物均具有一定的去除效果。
本文将详细介绍电化学方法在环境污染治理中的应用。
一、电化学技术的基本原理电化学技术包括电解和电化学反应两种形式。
其中电解是指利用外加电流的电解作用，在电解池中的电极上发生氧化还原反应，从而实现对污染物的去除。
而电化学反应是指利用内部的电源，使得溶液中的阳离子和阴离子发生氧化还原反应。
具体而言，电解池中通常包括一个阳极和一个阴极，它们与外部电源相连。
当外部电源施加电压时，电流会通过电解液中的重金属、无机盐等污染物，从而产生氧化还原反应，最终将这些污染物转化为无害物质。
另外，在电化学反应中，通常不需要外部电源，而是通过内部的电源产生电流实现反应。
二、电化学技术在环境污染治理中的应用2.1 电化学氧化法电化学氧化法是指利用外加电场，将污染物氧化成更具氧化性的物质，从而实现对污染物的去除。
该方法适用于处理有机物、染料、农药、重金属等污染物，具有高效、环保、经济的优点。
2.2 电化学谐振器（ECR）电化学谐振器是一种基于电化学的处理技术。
该技术利用电极上的电化学反应，通过引入频率谐振的外部电磁场，使得反应速度更快、效率更高。
电化学谐振器主要应用于重金属、有害有机物等污染物的去除，也可以用于提高废水中氮和磷的去除率。
2.3 电化学沉淀法（ECP）电化学沉淀法是指利用阳极和阴极之间的电位差，将溶液中的离子吸附在极板上形成沉淀，最终实现对污染物的去除。
该方法适用于处理工业废水中的重金属离子。
2.4 电化学还原法电化学还原法是指利用阴极上的还原反应将溶液中的重金属转化为更稳定的金属形式。
该方法适用于废水中含有较高浓度的镍、铜、铁等离子的处理。
2.5 电化学吸附法电化学吸附法是指利用电极表面的活性组分，吸附废水中的污染物。
微生物电化学技术在环境治理中的应用
微生物电化学技术在环境治理中的应用随着全球气候变化的问题日益加剧，环境污染也成为了世界面临的重大挑战之一。
在这样的背景下，各种环保技术也越来越重要，其中包括微生物电化学技术，是一种新型环保技术，已经被应用于环境污染的治理。
本文就将探讨微生物电化学技术在环境治理中的应用。
微生物电化学技术的基本原理微生物电化学技术是一种将微生物与电化学方法相结合来进行环境污染治理的技术。
其基本原理是：通过微生物代谢作用产生电子，将电子传递到电极上，进而形成电流。
通过这样的方式可以实现对环境中杂质的降解和清除。
微生物电化学技术一般分为两种类型：双极型和单极型，不同的类型适用于不同类型的环境污染。
微生物电化学技术在污染物降解中的应用微生物电化学技术在环境治理中的主要应用就是对有机物和无机物的降解。
在处理有机污染物的时候，微生物电化学技术能够降低处理所需的能量，同时也可以节约处理所需的时间。
此外，微生物电化学技术还可与其他处理技术相结合来进行环境净化，提高污染物的处理效果。
例如，与气体分离技术结合可用于废气处理，与生物反应器结合可用于处理复杂垃圾。
微生物电化学技术在污染物检测中的应用微生物电化学技术在环境治理中不仅可以用于污染物的降解，还可以用于环境污染物的检测。
微生物电化学技术可以通过检测微生物代谢产物的方式来进行环境污染物的检测，这种检测方法可以比传统的方法更加快速、准确。
此外，微生物电化学技术还可以检测环境中微生物的多样性和分布，为环境治理提供更多的信息。
微生物电化学技术未来的发展微生物电化学技术的应用具有很大的潜力，尤其在环境污染治理的领域中。
未来，微生物电化学技术将会在环境治理中扮演更加重要的角色，为解决环境问题提供更加有力的技术保障。
在技术的发展过程中，微生物电化学技术的不足之处也将逐步被克服，使得这一新兴技术更加成熟和完善。
结论微生物电化学技术的应用是环境污染治理领域的一次技术革命，它为我们提供了一种新型的环保技术，有望在不久的将来成为环保事业中的一种重要组成部分。
污水处理中的电化学技术及其应用
污水处理中的电化学技术及其应用污水处理一直是环保领域的重要课题之一，而电化学技术在污水处理过程中发挥着重要的作用。
本文将介绍电化学技术在污水处理中的原理及其应用，并探讨其在环保领域的前景。
一、电化学技术的原理电化学技术是利用电化学反应原理对污水进行处理的一种方法。
主要包括电解、电沉积和电化学测量等过程。
其中，电解是最常见的一种电化学处理方法。
在电解过程中，将污水通过两个电极（阴极和阳极）之间形成电解池，通过外加电压形成电解反应。
阴极通常是导电性较好的金属，阳极则大多由惰性材料如铂或钛制成。
污水中的有机物和无机物溶解于水中形成离子，通过电极间的电流传递，发生氧化还原反应，最终将有害物质转化为无害物质。
二、电化学技术在污水处理中的应用1. 电沉积法电沉积法是将阳极和阴极分别连接于污水处理系统中，通过外加电压使重金属和有害物质析出在阴极上。
这种方法可以有效去除废水中的重金属离子，减少其对环境的污染。
此外，电沉积法还可以用于提取废水中的金属资源，实现资源的再利用。
2. 电解法电解法是利用电流作用于污水中的有机物和无机物，使其发生氧化还原反应，最终达到去除有害物质的目的。
电解法可以解决废水中的色度、悬浮物、氨氮等问题，具有去污效果好、反应时间短等优点。
同时，电解法还可以被用于消毒、杀菌的过程，确保处理后的废水符合环保标准。
3. 电化学氧化法电化学氧化法是利用电流将废水中的有机物氧化为二氧化碳、水和其他无害的化合物。
这种方法可以有效去除废水中的有机污染物，包括重金属离子、有机物和杂质等。
电化学氧化法可以实现废水的高效处理，同时还可以提高污水处理的效率和降低处理成本。
三、电化学技术在环保领域的前景电化学技术在污水处理中具有较高的效率和可行性，逐渐成为环保领域的热门研究方向。
随着环保意识的增强和对水资源的重视，电化学技术在废水处理、水质监测和水资源回收等方面的应用前景广阔。
此外，电化学技术还可以广泛应用于其他领域，如电池领域、电分离领域和电化学催化领域等。
生物电化学技术在废水处理中的应用
生物电化学技术在废水处理中的应用废水处理是一项非常关键的环保工程。
随着经济的发展，废水排放量不断增加，影响着环境的质量。
而生物电化学技术的出现，为废水处理提供了全新的思路。
一、生物电化学技术的基本原理生物电化学技术是将微生物的代谢活动与电化学过程相结合，将有机物质通过微生物的代谢产生电流，来完成废水的处理。
其基本原理是利用电化学反应产生的电位差来激发微生物代谢活动，从而实现污水的处理。
二、生物电化学技术的特点1、低能耗：生物电化学技术不需要加热，与传统技术相比，能耗更低。
2、高效率：生物电化学技术的反应速度非常快，能够迅速将有机物质分解。
3、自动化：生物电化学技术可以实现自动化控制，无需人为干预，大大减少了人工成本。
三、1、厌氧颗粒污泥法生物电化学技术可以应用于厌氧颗粒污泥法中。
该技术通过与微生物的代谢反应，产生氨氮、亚硝酸盐和硝酸盐等化合物，从而实现废水去除过程。
2、微生物燃料电池（MFC）微生物燃料电池是一种能够将废水中的有机物质转化为电能的技术，同时也可以去除水中的有机物。
通过将废水经过一个被菌膜覆盖的电极中，利用电极上的微生物代谢废物，产生电子，从而转换为电能。
3、微生物过程生物电化学技术还可被应用于微生物过程中。
微生物过程主要依靠微生物对水中的有机物质的吸附和分解，从而清除废水中的有毒有害物质。
通过生物电化学技术的应用，微生物的代谢能力被激发，能够更好的实现废水净化。
四、生物电化学技术的未来生物电化学技术作为一项新兴污水处理技术，其应用前景非常广阔。
随着相关技术的不断完善和研究，生物电化学技术将会在节能环保、可持续发展等领域起到更大的作用。
五、结论生物电化学技术是一种新兴的废水处理技术，具有低能耗、高效率、自动化等优点。
生物电化学技术的应用将会逐渐普及，并为废水处理行业注入更多新方案和新思路。
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电化学技术在环保领域的应用[摘要]详细介绍了电化学技术的各种类型,并综述了电化学技术在环保领域的研究、应用及发展状况。
[关键词]电化学;废水处理;废气处理;环境保护[引言]电化学技术通过方便地控制电极电势就可以实现物质的氧化或还原。
该技术可以用于工业产品的生产,是一种基本上对环境无污染的“绿色”生产技术,同时可应用于环境污染治理,通过氧化或还原反应除去对环境有害的物质[1] 。
电化学技术在国内外都得到了重视,尤其是对难生物降解且对人类危害极大的“三致”(致癌、致畸、致突变)有机污染物的电化学处理技术的研究。
此外,应用电化学技术进行环境污染物监测以及开发化学电源,在环境保护中都具有广泛的应用前景。
1 基本类型主要的电化学处理技术包括:(1)电凝聚(或电气浮)法:电凝聚法也叫电气浮法,即在外电压作用下利用可溶性阳极(铁或铝)产生大量阳离子,对胶体污染物进行凝聚,同时阴极上析出大量氢气微气泡,与絮体粘附在一起上浮,从而实现污染物的分离[2] 。
(2)电化学氧化法:该法分为直接氧化法和间接氧化法两种,均属于阳极过程。
直接氧化法是通过阳极氧化使污染物直接转化为无害物质;间接氧化法则是通过阳极反应之外的中间反应,使污染物氧化,最终转化为无害物质[3] 。
(3)电沉积法:该法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。
(4)内电解法:该法作为一种新兴的技术,是利用活性金属填料在废水中形成原电池的原理,通过填料表面电化学反应和后絮凝作用达到净化废水的目的。
(5)其它电化学工艺:电吸附、电渗析、离子交换辅助电渗析以及电化学膜分离等技术[4] 不仅可以用作清洁生产工艺,预防环境污染,而且它们也是有效的工业废水处理方法。
电吸附法可以用来分离水中低浓度的有机物和其它物质。
电渗析法可处理含Ni2+、CrO2-4、Sn2+、PO3-3和PO3-2等污染物的工业废水。
离子交换辅助电渗析法具有可多样化设计、适用范围广等优点,已成为环保开发应用热点技术。
电化学膜分离技术是利用膜两侧的电势差进行物质分离,常用于气态污染物的分离。
2 应用现状及发展趋势2.1 废水处理电化学法处理废水是近年发展起来的颇具竞争力的废水处理工艺。
长期以来由于电化学法存在能耗大、电流效率低、成本高及易发生析氧、析氢等副反应的特点,一直没有得到很好的发展。
近年来,随着电极材料的开发、反应器的研制及对传统电化学工艺的改进,电化学水处理技术得到了广泛应用。
2.1.1 电凝聚(或电气浮)法国内外有大量利用该技术治理印染废水、含油废水、化纤废水等多种行业废水的报道。
电凝聚法中,通常采用的阳极材料为金属铝或铁。
由于该方法消耗铝材的同时还消耗大量的能源,因而它的应用受到了一定的限制。
该技术当前的发展方向是,通过改进电源技术、研究新型电极材料及结构,使电能消耗和材料消耗进一步降低[5] 。
新发展的电源技术主要是脉冲电源。
此外,周期换向的脉冲电解新概念在电镀领域已有应用,在废水治理领域尚未见报道[6] 。
2.1.2 电化学氧化法该法不仅适用于处理高浓度废水,对低浓度废水同样可行。
近年来通过改进电极结构,可以提化工环保污染物的去除效果,并降低电能耗。
废水处理中电化学氧化法研究最多的还是对有机物的氧化,主要集中在对难生物降解物质的处理,如染料、酚以及造纸等多种生产废水中的有机物。
电化学氧化法处理有机污染物主要的原理是:有机物的某些官能团具有电化学活性,通过电场的强制作用,官能团结构发生变化,从而改变了有机物的化学性质,使其毒性减弱以至消失,增强了生物可降解性。
若是利用电极强化分解作用,再辅以其它次生氧化反应,可使有机物完全矿化。
利用电化学方法,可使有机污染物在电极上发生直接电化学反应,转化为无害物质,例如对酚类、含氮有机染料、腈化物等的处理;或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,将有机污染物氧化,最终降解。
电化学方法处理有机污染废水的过程与电极材料、电极表面结构及负荷情况、电解质溶液组成以及浓度等因素相关[4] 。
在有机物的电氧化过程中,限速步骤一般为电极表面的电子转移步骤,因此寻找具有高效催化性能的电极材料尤为重要。
不同的电极材料具有不同的特殊催化特性,可以发生不同的反应及产生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水技术的关键。
在电极表面涂覆一层具有催化性能的膜是一种新方法,它是该领域的未来发展方向。
采用电化学法氧化无机含氮化合物也较有效,最后以N2形式释放。
此外,电化学氧化法也可用于废水的杀菌消毒。
在电场作用下,细菌吸附在电极表面被强制放电,细胞结构被破坏,从而被杀灭。
电极表面产生的氧化剂如ClO- 也可杀灭细菌。
2.1.3 电沉积法采用电沉积法处理低浓度金属离子废水,是近年来一个十分活跃的研究领域。
该法处理金属离子废水的优势在于能回收金属,且无二次污染。
当金属离子浓度偏低时,其处理效率取决于被去除金属离子的传质速率、电极的有效面积及副反应的发生。
这就需要高效传质反应器,否则电沉积法就会失去竞争力[7] 。
目前该法处理含金属离子废水的技术核心是新型电极结构电解槽的设计。
针对不同污染物和不同生产状况,可采用不同的电解槽进行处理,如采用旋转圆筒二维电极去除Fe3+ ,Cu2+ ,Cr6+ ,Ag2+ ,Ni2+ 等金属离子、采用低孔隙率填充床三维电极去除Cu2+,Zn2+,Ag+ 等金属离子。
2.1.4 内电解法该技术能“以废治废”,不消耗能源,能去除废水中多种污染成分和色度,还能提高难降解物的可生化性。
内电解柱内的填料一般为废铁屑和活性炭(或石墨),再辅以疏松剂。
其处理原理是:Fe2+具有较强的还原作用,可使废水中某些氧化组分还原;Fe(OH)2具有絮凝作用;活性炭具有吸附作用,可吸附有机物及微生物;铁-碳构成的原电池产生微弱的电流,对微生物的生长和代谢有刺激作用。
众多因素的综合作用使污染物得以去除。
其缺点是反应速度比较慢,反应器易阻塞,处理高浓度废水比较困难。
该法经常作为预处理方法与其它处理方法如混凝法、生化法相结合,可提高废水的可生化性,为进一步处理创造有利条件[5] 。
内电解法运用得比较成功的实例是上海大学在某腈纶厂聚合废水处理中采用的内电解技术。
但该技术虽已工业化应用多年,仍存在以下弊端:一是由于在反应过程中有铁损耗,需不断地补充铁屑;二是反应前后调节废水pH需要消耗大量的酸和碱。
大连理工大学在这方面开展了长期深入的研究,他们开发的专利技术“连续吸附—电解再生污水处理设备”,在原有基础上有了较大进展,取代了铁屑材料,其应用对象也十分广泛。
该技术可用于高浓度预处理及低浓度深度处理各类工业废水、生活污水及给水[8] 。
2.1.5 电化学技术与其它技术相结合目前的另一研究趋势是将电化学技术与其它处理工艺结合起来,以达到优势互补的目的。
例如铁-碳微电解—高效复合微生物法处理高浓度化工有机废水[9],可有效地提高化工有机废水的可生化性,有效地去除COD和氨氮,使其达到国家排放标准。
2.2 废气处理化工厂、热电厂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。
这些污染物大多是电活性的,因此可以采用电化学技术处理。
电化学技术处理废气包括两个步骤[10] :(1)使气体中的有害物质溶解在液体中;(2)用电解法将其转化为无害的物质。
其工艺可分为槽内工艺和槽外工艺[4] ,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,再转移到电化学反应器中进行处理。
采用三维填充床电极,辅以多孔渗水隔膜或离子交换膜的槽内直接电化学方法已经成功应用于含Cl2、SO2的废气净化。
Cl2的氧化或还原反应可能直接发生在电极上,或是通过间接电氧化(还原)来完成[11] 。
SO2是燃气产生的主要污染物之一,已尝试用多种电化学手段将其从燃气中除去。
其中最成功的方法是ISPRAMARK过程[12] ,其原理是利用阳极氧化将HBr氧化成Br2,然后Br2与SO2和水反应制得硫酸。
硫酸具有市场意义,Br2作为中间体是完全循环的。
最近研究较多的是对同时含有SO2和氮氧化物的废气进行处理。
如Ce4+ 辅助工艺是以Ce4+ 为均相氧化还原媒介,将SO2和氮氧化物同时分别转化为硫酸和硝酸;PbO2、连二亚硫酸盐工艺也可有效处理SO2和氮氧化物废气[11] 。
2.3 土壤的电化学修复利用电化学技术可以除去土壤中的无机、有机污染物。
该法只需将电极插入土壤中并通以直流电,使离子以电迁移、对流和扩散的方式在土壤中运动。
重金属离子会在阴极电沉积后被除去,有机污染物会随着含带电离子的液体做电渗流动,然后通过辅助方法如离子交换膜法或化学沉淀法去除。
目前,已有人采用电化学方法去除土壤中的多种重金属、甲苯、二甲苯、酚类化合物和含氯有机化合物等[10]。
2.4 环境监测控制通过选择不同的电极和电解池,电化学技术还可用于环境监测控制,如应用于传感器、监测器和控制器的设计和制造,用于H+ 、O2、CO2、SO2及金属离子的分析[11] 等。
这种技术可以满足环境监测和控制的不同要求,并且与其它的物理手段结合起来,易于实现环境监测和控制的高灵敏性、快速和自动化。
2.5 其它方面的应用电化学技术还可用于对金属仪器和设备的防腐。
通过施加电位,用阴极保护或用阳极氧化使金属钝化的办法,可以使腐蚀停止或减慢,从而达到防腐的目的。
相对于其它类型的防腐方法来说,这种方法价格低、效果好,因而在世界各国已得到了广泛的应用。
3 结语电化学技术在环境保护中的应用还处在发展阶段,但凭借其许多独特的优点已成为十分活跃的研究领域。
虽然有些电化学方法只是处于小试阶段,但随着电化学技术研究的发展、新型电极材料与新型电极的开发以及与其它方法的联用,电化学技术在环保领域中将显示出更广阔的应用前景。
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