水的电化学处理方法解析
电化学水处理
2、酚类
• 目前，国内外对于含酚废水的研究较多，此类废水来源广、 污染重，是芳香化合物的代表。电化学氧化含酚废水的影 响因素有苯酚初始浓度、废水pH值、电流密度、支持电解 质种类等。周明华等[4]以经氟树脂改性的β -PbO2为阳极， 处理含酚模拟废水，在电压为7.0 V，pH值为2.0的条件下， 其COD可降至60 mg/L以下，挥发酚可完全去除。匡少平等 在隔离阴、阳极室条件下进行了电化学法降解含酚废水试 验，苯酚的转化率达95%以上；同时，分别对铅电极和钛 上电沉积二氧化铅的电极作为阳极进行了对比试验，发现 Ti/PbO2电极对苯酚的降解更加彻底。
四、重金属离子废水处理
• 与传统的二维电极相比，电沉积法的三维电极能够增加电 解槽的面体比，且因粒子间距小而增大了物质传质速度， 提高电流效率和处理效果。利用三维电极主要是处理含 Cu2+和Hg2+等的重金属废水，三维电极所提供的特殊表面 和很大的传质速率，能有效地处理稀溶液，这种电极能在 几分钟内将金属质量浓度从100 mg/L降至0.1 mg/L，除去 重金属离子的效率高，需要的空间少。离子交换树脂与铜 粒等比例混合制成的复合三维电极固定床电化学反应器， 用于处理低浓度含铜废水，且无须加入支持电解质(如硫 酸)，出口铜质量浓度为0.008 mg/L，达到国家排放标准。
• (3)无污染或少污染性。电化学过程中产生的·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、 水和简单的有机物，没有或很少产生二次污染。电子是电 化学反应的主要反应物，而且电子转移只在电极与废物组 分之间进行，不需添加任何氧化剂、还原剂，避免了由于 添加化学药剂而引起的二次污染，而且还可通过控制电位， 使电极反应具有高度的选择性，防止副反应发生。 • (4)易于控制性。电化学过程一般在常温常压下进行，其 化学过程的主要运行参数是电流和电位，易于控制和测定。 因此，整个过程的可控程度乃至自动控制水平都较高，易 于实现自动控制。 • (5)经济性。电化学系统设备相对简单，设计合理的系统， 其能量效率也比较高，因此，操作与维护费用低。同时， 作为一种清洁的处理工艺，其设备占地面积小，特别适用 于人口拥挤城市的污水处理。
电化学水处理技术
电化学水处理技术作者：荣福林介绍随着科学技术的迅速发展，工业污染和生态破坏以前所未有的速度显现出来，逐渐的影响着人类的生活，于是人类开始意识到应该保护环境、拯救人类赖以生存的地球，实现可持续发展已成为人类共同的选择。
目前世界各国对工业废水的处理研究甚多，其中电化学法设备占地面积小，操作灵活，排污量小，不仅可以处理无机污染物，也可以处理有机污染物，甚至连一些无法生物降解的有毒有机物与某些含重金属污水都可用此方法进行处理; 再加上风力、核电等新兴发电技术的大力发展和推广应用带来的电能成本降低，使得电化学方法在治理废水方面具有更大的优势。
由于水平有限，文中有不当之处，恳请各位同仁指正。
1电化学法的分类电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学转化，即直接电解和间接电解。
1）直接电解直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从废水中去除。
直接电解可分为阳极过程和阴极过程。
阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质，甚至发生有机物无机化，从而达到削减、去除污染物的目的。
阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除，主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。
2）间接电解间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂，使污染物转化成毒性更小的物质。
间接电解分为可逆过程和不可逆过程。
可逆过程（媒介电化学氧化）是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。
不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质，如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等氧化有机物的过程。
[1]电化学法处理废水的工艺有很多种，其中以微电解技术、电催化技术应用的最为广泛,这里简单介绍一下微电解技术和电催化技术的原理及应用。
2微电解技术原理：微电解技术是目前处理高浓度有机废水的一种理想工艺，该工艺用于高盐、难降解、高色度废水的处理不但能大幅度地降低COD和色度，还可大大提高废水的可生化性。
电化学水处理技术介绍及电凝聚.
成员：庞长泷、郭旭、李东晨
一、背景
起源于本世纪初的传统污水生物处理技术， 为缓解人类活动造成的水环境污染做出了巨 大贡献。随着工业化的发展，污水成分变得 日渐复杂多样化，这样的污水由于对生物的 毒性和实际应用空间上的限制，使得传统的 污水生物处理方法在应用上面临着许多技术 上难以解决的难题。另外，含有难降解物质 的污水虽然可用化学氧化法处理，但该氧化 法在药剂用量控制上操作复杂，成本高，还 会造成药剂在处理水中的残留。
渗沥液原水及UASB 反应器出水的 有关水质指标
Raw leachate
pH
7. 7±0. 3
COD(mg·L - 1) 15 700±1 700
BOD5(mg·L - 1) TOC(mg·L - 1)
4 200±230 4 600±150
NH3-N(mg·L - 1) 2 260±230
UASB effluent 8. 5±0. 2 1 500±160 75±20 470±140 2 540±250
8) 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;9) 兼 具气浮、絮凝、消毒作用;
10) 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.
正因为有如此之多的优点,电化学水处理方法 是处理工业废水、生活污水等实现水的零排 放具有开发前景的水处理技术。该技术研究 横跨物理、化学、生物、工程等多门学科， 是典型的学科综合交叉，迄今的研究还很不 够，作为一种高效水处理技术值得进一步开 发研究。此外，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。
3 、电化学反应器的结构。废水常为稀溶液，电导 率太小时,一般可由加入支持电解质或减小阴、阳极 间距来解决;而为使低浓度有机污染物有效地发生降 解,必须改善电化学反应器的结构。目前提出的一种 新技术即三维电极(或三微电极、立体电极、三元
污水处理过程中的电化学分离与回收技术
污水处理过程中的电化学分离与回收技术在污水处理过程中，电化学分离与回收技术是一种重要的方法。
通过该技术，我们可以有效地去除废水中的污染物，并实现资源的回收利用。
本文将从电化学分离与回收技术的原理、应用领域以及未来发展方向等方面进行探讨。
一、电化学分离与回收技术的原理电化学分离与回收技术是利用电化学反应原理，在电解过程中，通过电极上的氧化还原反应将废水中的污染物分离出来，并实现其回收利用。
该技术主要包括阳极反应和阴极反应两个过程。
阳极反应主要是在阳极上进行的氧化反应，废水中的有机物或无机物被氧化为二氧化碳、水和其他氧化物等。
阴极反应主要是在阴极上进行的还原反应，通过还原反应能够将金属离子还原为金属或将溶解性盐类还原为固体沉淀，从而实现废水中有价值物质的回收。
二、电化学分离与回收技术的应用领域电化学分离与回收技术在水污染治理中有着广泛的应用。
以下列举几个具体的应用领域：1. 重金属污染治理：电化学分离与回收技术可以将废水中的重金属离子还原为金属沉淀，有效地去除废水中的重金属污染物，同时实现了金属资源的回收。
2. 有机污染物治理：通过电化学氧化反应，可以将废水中的有机物氧化为无害的二氧化碳和水，从而达到去除有机污染物的目的。
3. 水资源回收利用：通过电化学反应，将废水中的离子还原为可溶性或固体物质，实现了水资源的回收利用，从而减少对水资源的消耗。
4. 污泥处理：电化学分离与回收技术可以将废水中的污泥固液分离，从而减少了污泥的产生量，降低对环境的影响。
三、电化学分离与回收技术的发展方向随着科学技术的不断进步，电化学分离与回收技术也在不断发展。
未来的发展方向主要包括以下几个方面：1. 降低能耗：目前，电化学分离与回收技术的能耗较高，需要进一步降低能耗，提高技术经济性。
2. 提高分离效率：电化学分离与回收技术需要进一步提高分离效率，降低废水中的污染物残留浓度，达到更严格的排放标准。
3. 开发新型电极材料：开发新型电极材料，如纳米材料或改性材料，可以提高电化学反应的效率和稳定性，从而优化电化学分离与回收技术的性能。
电化学法在污水处理中的应用
电凝聚法处理案例
总结词
电凝聚法是一种利用电解作用产生凝聚剂，使水中的悬浮物和胶体物质凝聚成 大颗粒，便于沉降和过滤的方法。
详细描述
在电凝聚法处理污水的案例中，通常采用可溶性阳极，如铁、铝等作为阳极， 通过电解作用产生铁离子或铝离子等凝聚剂，使水中的悬浮物和胶体物质凝聚 成大颗粒，然后通过沉降和过滤等方法去除。
电凝聚法利用电化学反应过程中产生的微小气泡 作为凝结核，使污水中的悬浮物和胶体物质在电 场的作用下凝聚成大颗粒，随后通过沉降或过滤 实现分离。
技术优势
可有效去除多种污染物，且设备简单，易于操作 和维护。
电渗析法
• 总结词：利用电场作用使水分子通过半透膜选择性透过，实现离子和分
子的分离。
• 详细描述：电渗析法是一种膜分离技术，利用正负电极之间形成的电场，使水分子通过半透膜选择性透过，从而实现离 子和分子的分离。在电渗析过程中，带电粒子在电场作用下迁移到电极附近，通过收集电极上的离子实现分离。
• 适用范围：适用于处理含有难降解有机物、有毒有害物质和生物难以降解的废水。 • 技术优势：处理效率高，可有效去除多种有机污染物，且操作简单，占地面积小。
电凝聚法
总结词
通过电凝聚作用使污水中的悬浮物和胶体物质凝 聚成大颗粒沉降。
适用范围
适用于处理含有悬浮物、胶体物质和微量有机污 染物的废水。
详细描述
应对策略
优化反应条件
通过优化反应温度、电流密度、电极材 料等条件，提高电化学法的处理效果和
降低能耗。
研发新型电极材料
研究新型的电极材料，提高电极的稳 定性和使用寿命，降低更换成本。
联合其他工艺
将电化学法与其他污水处理工艺相结 合，形成组合工艺，以充分发挥各自 的优势。
电化学水处理设备工作原理
电化学水处理设备工作原理
电化学水处理设备是一种将电能转化为化学能来进行水处理的技术。
它利用电极在电场中发生的氧化、还原等反应来清除水中的污染物。
电化学水处理设备通常包括阳极和阴极两个电极，它们通过外部电源连接。
当电源开启时，正极（阳极）会释放氧气，负极（阴极）则会产生氢气。
同时，随着电流的通过，阳极表面会形成氧化层，而阴极表面则会形成氢化层。
在水处理过程中，阴极会发生还原反应，将水中的溶解氧（DO）还原成氢气。
氢气可以与水中的有机物反应，使其发生催化氢化反应，从而降解污染物。
同时，氧化层形成的氧化物还能与水中的有机物发生氧化反应。
阳极会发生氧化反应，将水中的氯离子（Cl⁻）氧化生成臭氧（O₃）和次氯酸钠（NaClO）。
这些氧化剂具有较强的杀菌能力，可以有效地杀灭水中的细菌和病毒。
此外，电化学水处理设备还通过电解水分解产生的碱性电解液来调节水的pH值，以实现酸碱中和的效果。
总的来说，电化学水处理设备通过外部电源提供的电能来促进水中的化学反应，从而清除水中的污染物和杀灭细菌。
它具有高效、低耗能、无需添加化学药剂等优点，因此被广泛应用于水处理领域。
电化学水处理技术
改进——复合金属氧化物电极
3、 内电解法
内电解法又称为微电解法，是基于电 化学反应的氧化还原、电池反应产物的絮 凝、铁屑对絮体的电附集、新生絮体的吸
附以及床层过滤的综合作用。微电解法以
铁屑和炭构成原电池，污染物在正，负极 上生化学反应，加上原电池自身的电附集 、物理吸附及絮凝等作用达到去除污染物 的目的。微电解法不消耗能源，处理费用 低，使用的铁屑多来自切削工业的废料， 具有以废治废的意义。 铁碳内电解填料
电化学水处理技术
电化学水处理技术的分类
直接电解 按作用机理分类 间接电解 阳极过程 阴极过程 可逆过程 不可逆过程
直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从废水中去除。直接电解可 分为阳极过程和阴极过程。阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小 的物质或易生物降解的物质，从而达到削减、去除污染物的目的。阴极过程就是污 染物在阴极表面还原而得以去除，主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。 间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂，使污染 物转化成毒性更小的物质。间接电解分为可逆过程和不可逆过程。可逆过程是指氧 化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。不可逆过程是指利用不可逆电化 学反应产生的物质，如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等氧化有机物 的过程。
目前常采用的电极仍然是石墨、铝板、铁板、不锈钢和一 些不溶性电极如PbO2及一些贵金属电极如Pt等。石墨 电极强度较 差，在电流密度较高时电极损耗较大，电流效率低。而铝板或铁 板为可溶性电极，电极本身材料消耗量大，成本高，因此产生的 污泥量也大。不溶性电极PbO2的氧化能力虽然高于石墨电极，鉴 于目前用于有机废水氧化降解处理中时间长、效率低，而且电极 容易因污染而失活，电极材料种类不多且工作寿命不长。
电化学水处理
四、重金属离子废水处理
• 与传统的二维电极相比，电沉积法的三维电极能够增加电 解槽的面体比，且因粒子间距小而增大了物质传质速度， 提高电流效率和处理效果。利用三维电极主要是处理含 Cu2+和Hg2+等的重金属废水，三维电极所提供的特殊表面 和很大的传质速率，能有效地处理稀溶液，这种电极能在 几分钟内将金属质量浓度从100 mg/L降至0.1 mg/L，除去 重金属离子的效率高，需要的空间少。离子交换树脂与铜 粒等比例混合制成的复合三维电极固定床电化学反应器， 用于处理低浓度含铜废水，且无须加入支持电解质(如硫 酸)，出口铜质量浓度为0.008 mg/L，达到国家排放标准。
2、酚类
• 目前，国内外对于含酚废水的研究较多，此类废水来源广、 污染重，是芳香化合物的代表。电化学氧化含酚废水的影 响因素有苯酚初始浓度、废水pH值、电流密度、支持电解 质种类等。周明华等[4]以经氟树脂改性的β -PbO2为阳极， 处理含酚模拟废水，在电压为7.0 V，pH值为2.0的条件下， 其COD可降至60 mg/L以下，挥发酚可完全去除。匡少平等 在隔离阴、阳极室条件下进行了电化学法降解含酚废水试 验，苯酚的转化率达95%以上；同时，分别对铅电极和钛 上电沉积二氧化铅的电极作为阳极进行了对比试验，发现 Ti/PbO2电极对苯酚的降解更加彻底。
6、其他电化学方法
• 电吸附、离子交换辅助电渗析以及电化学膜分离 等技术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他 物质；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的热点 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。
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• 间接阳极氧化是通过阳极发生氧化反应产生的强 氧化剂间接氧化水中的有机物，达到强化降解的 目的
由于间接电氧化既在一定程度上发挥了阳极氧化作用，又 利用了产生的氧化剂，因此处理效率大为提高。 例如：处理含酚废水时，加入食盐做电解质，氯化钠被氧化 成氯气，氯气和水反应生成次氯酸，进而将酚氧化。
• 2，电化学还原法
• 电化学还原法主要用于重金属离子的去除 电解槽的阴极相当于还原剂，可使废水中的重金 属还原并沉积于阴极，从而得以回收利用，同时 废水得到处理。
应用：间接电化学还原
• 含铬溶液在许多行业均有应用，如在电镀、金属加工中用 作氧化剂或还原剂。铬在这些行业的废水中以六价形式存 在，毒性很高。 • 以钢板作电极，阳极不断溶解产生亚铁离子，在酸性条件 下，将六价铬还原成三价铬： • CrO42-+3Fe2+ + 8H+→Cr3+ + 3Fe3+ + 4H2O • 电解过程中消耗大量的H+，使废水pH逐步升高，这使得 Cr3+和Fe3+形成氢氧化物沉淀而从溶液中析出。
主要内容
一：电化学技术的原理 二：电化学处理的种类
1，电化学氧化法 2，电化学还原法 3，电解气浮法 4，电解凝聚法
三：电化学处理的优缺点 四：电化学法在环境工程发展前景
一：回顾电解池
• 电解池：把电能转变为化学能的装置，也 叫电解槽。 • （1）电极名称： 阳极：与电源正极相连的 电极（或溶液中阴离子趋向的电极） 阴极 ：与电源负极相连的电极（或溶液中阳离 子趋向的电极） • （2）电极反应： 阳极：氧化反应 阴极 ：还原反应 。
• 电解过程： 电解质电离产生的阴、阳离子 在电流的作用下定向移动，阳离子在阴极 得到电子，发生还原反应，阴离子在阳极 失去电子，发生氧化反应，电子从电源负 极沿导线流入阴极，从阳极流出，沿导线 回到电源的正极。
二：电化学处理的分类
• 1，电化学氧化法
电化学氧化法主要用于有毒难生物降解含有氰 、酚等有机废水的处理，根据不同的氧化作用机 理，可分为直接阳极氧化、间接阳极氧化 直接阳极氧化主要依靠在阳极上发生的电化学反应 选择性氧化降解有机物。
电解气浮法的特点
• (1)电解产生的气泡微小，直径小于60um，一般气浮直径
大于100um，与废水中杂质的接触面积大，气泡与絮粒 的吸附能力强。通过调节电流、电极材料、pH值和温度 可以改变产气量及气泡大小以满足各种需要。 • (2)阳极过程中阳极表面会产生中问产物(如羟基自由基、 原生态氧)，它们对有机物有一定的氧化作用。
物理性能。目前在水处理研究中采用的电极种类很多，应 根据其处理对象对电极进行合理选用。
目前电极发展类型
一：催化电极
• 良好的电催化特性是指电极对所处理的有机物表现出高的 反应速率和好的选择性。到目前为止，其中Ti Sno。(Ti Sno!一Sb O )，Ti／PbO 及BDD电极发展前景较好。
二：三维电极
三：电化学复合技术的应用
• 采用电化学与其他技术相结合的方法，使废水得到更经济 、更高效的处理，并且使电化学技术的应用得到推广 • 比如：电化学和电渗析技术、固定化微生物联合技术、超 声波技术的结合
部分参考文献：
• [1]林海波，伍振毅 工业废水电化学处理技术的进展及其 发展方向 化工进展 • [2]李青，周雍茂 环境污染物的电化学处理技术 江苏化工 • [3]吴高明，魏松 焦化废水电化学处理技术研究进展工 业 水处理 • [4]王辉 含苯酚废水电化学氧化降解研究 • [5]余峰,马香娟,吴祖 电化学法处理含盐有机废水研究进 展 水处理技术
• 4，电解凝聚法
• 电絮凝法是利用铝或铁阳极在电流作用下溶解生 成铝或铁的氢氧化物，凝聚水中的胶体物质从而 使水获得净化的一种电化学方法。
电絮凝主要包含3个过程： ①牺牲阳极电解氧化产生混凝剂； ②水中胶体颗粒的脱稳； ③脱稳胶体形成絮凝体。
三：电化学处理的优缺点
优点：
• (1)在废水处理过程中，主要试剂是电子，不需要添加氧 化剂，没有或很少产生二次污染，可给废水回用创造条件 ； • (2)能量效率高，反应条件温和，一般在常温常压下即可 进 行； • (3)兼具气浮、絮凝、杀菌作用，可以通过去除水中悬浮 物和选用特殊电极来达到去除细菌的效果，可以使处理水 的保存时间持久； • (4)反应装置简单，工艺灵活，可控制性强，易于自动化 ，费用不高。
• 不足：
(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。
四：在环境工程中的应用前景
• 对于电化学法处理废水，影响处理效果的最关键因素就是 电极，因此对电极材料和电极构造的研究意义重大。电极
的要求是导电性良好、耐蚀、电流效率高且有良好的机械
• 三维电极是在传统二维电解槽电极问填充导电性粒子或其 他碎屑状工作电极材料(如活性炭、二氧化铅、金属碳复 合电极、网状玻碳电极等)，使装填工作电极材料表面带 电成为第三极。与二维电极相比，它能使单位电解槽电极 面积增大，且因粒子间距小，物质传质效果极大改善，因 此具有较高电流效率和单位时空产率，从而加快电催化氧 化反应速率。 • 即：形成很多的微电极
水的电化学处理方法
FROM ：王晓宁 10091740113
1引言：Βιβλιοθήκη • 电化学法处理废水应用起始于20世纪40年代，但 由于投资较大，电力缺乏，成本较高，因而发展 缓慢。直到60年代，随着电力工业的发展，电化 学法才被真正地用于废水处理过程。 • 近年来，由于电化学方法在污水净化、垃圾渗滤 液、制革废水、印染废水、石油和化工废水等领 域的应用研究进展，引起人们对这一方法的广泛 关注,电化学方法被称为“环境友好”工艺。
• 3，电解气浮法
• 电气浮工艺是一种运用电化学方法去除固态颗粒 、油污的废水处理单元操作方法。 • 其上浮原理是：通过电解水产生氢气、氧气和氯 气(有氯离子时)携带废水中的胶体颗粒、油污共 同上浮，达到分离净化的目的。
PAC:聚合氯化铝，絮凝剂，助凝剂，混凝剂 PAM：聚丙烯酰胺，能与分散于溶液中的悬浮粒子架桥吸 附，有极强的絮凝作用