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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

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。

电化学技术在环境治理中的应用

电化学技术在环境治理中的应用

电化学技术在环境治理中的应用电化学技术是一种采用电化学原理处理废水的技术,通过电场作用下的电化学反应,实现含有污染物的废水净化和资源回收,是一种环保型的处理废水的方法。

电化学技术在环境治理中的应用越来越广泛,其绿色、高效、节能的特点使得其在环境治理领域得到越来越广泛的关注和应用。

一、电化学技术的基本原理电化学技术是应用电化学原理对废水进行处理,其净化过程主要是通过电解的方式达到净化、去除污染物的效果。

电化学技术的处理过程主要包括两个部分:阳极部分和阴极部分。

阳极部分是将废水通过阳极导入电解槽内,经由电化学氧化反应使污染物氧化成较容易降解的物质,如C02、S04,以及各种无害水分子等。

阴极部分是将阳极反应产生的电子和电解槽中的阳离子进行还原反应,产生较低的氧化还原电位,从而去除水中的溶解有机物和金属离子等污染物,实现真正的净化工作。

二、电化学技术在废水处理中的应用1. 电化学方法处理含铬废水电化学法去除含铬废水的技术已经得到了广泛应用。

它主要是通过碳材料做阴极,在碳材料和铬离子相遇的地方,铬会还原成铬离子,附着在碳材料表面,而在阳极处是氧化反应,会把水和氧还原成氧气。

实验证明,在适当的条件下,这个电化学反应可以将废水中的六价铬完全还原为三价铬,有效地去除了对水体造成的环境污染,同时也可以获得可以再利用的纯电解产物。

2. 电化学方法处理含氨废水含氨废水是一种常见的工业废水,也是一种常见的水源污染物,如果不得到及时处理,将会对水环境造成不同程度的损害。

现在,电化学技术已经成为一种较为成熟的处理含氨废水的方法。

电化学法处理含氨废水主要是采用三明治反应体系。

这种反应体系采用铁、钛等材料做阳极,用一些活性高的金属氧化物做阴极,使废水中的氨离子还原为氮气,达到了废水处理和资源回收的双重效果。

三、电化学技术的优势1. 环保高效电化学技术具有环保高效的特点,不仅能够去除废水中的污染物,而且可以回收废水中的纯净水分。

电化学法在环境修复中的应用

电化学法在环境修复中的应用

电化学法在环境修复中的应用随着现代工业和生产的不断发展,环境问题越来越受到人们的关注。

为了保护我们的环境,许多科学家和环保专家都在不断探索各种环境修复技术。

其中,电化学法作为一种重要的环境修复技术,正在得到越来越广泛的应用。

1. 电化学法的基本原理电化学法是利用电化学反应来移除或转化对环境有害的物质的技术。

它基于电化学反应的原理,将电流通过含有有害物质的介质中,使有害物质发生氧化、还原等反应,达到清除或降解有害物质的效果。

电化学法一般由电极反应、传质及电解质三大方面组成,其中最核心的是电极反应。

2. 电化学法在环境修复中的应用2.1 土壤修复土壤中常含有各种有害物质,如重金属、农药、石油等。

这些有害物质不仅会对植物生长产生不良影响,还会对人类健康造成威胁。

电化学法可以通过电解土壤制造离子移动,把有害物质移动到电极附近,从而实现有害物质的分离和去除。

电化学法的土壤修复效果得到了实践的肯定,同时也成为了一种广泛讨论和研究的环保技术。

2.2 水体修复水污染是当前环保面临的主要问题之一,电化学法在这方面也有着广泛的应用。

电化学沉淀技术是一种常用的水体净化方法。

即通过电化学反应,将有害的水中物质转变成固体颗粒,从而实现净化。

此外,电化学技术还可以通过改变水中的pH值,减小污染物的溶解度,从而使污染物发生沉淀。

2.3 大气污染治理除了土壤和水体修复外,电化学法还可以用于空气净化。

随着人类工业和生活水平的提高,大气污染也越来越成为一个问题。

电化学法常用于气体净化,例如通过电离和激发作为一种氧化剂来清除空气中的气态污染物。

3. 电化学法的优缺点3.1 优点电化学法具有不需添加任何化学试剂的特点,通过调整电流密度及电极电位可使有害物质进行物理、化学改变,从而达到分离和清除的目的。

因此,它逐渐成为了当前环境修复的新兴技术,而且对于有机污染物的修复效果更为显著。

3.2 缺点虽然电化学法在环境修复中具有显著的效果,但它的缺点也不容忽视。

电化学技术在环境修复中的应用

电化学技术在环境修复中的应用

电化学技术在环境修复中的应用随着经济的快速发展和人们生活水平的提高,环境污染问题日益凸显。

为了保护和修复受到污染的环境,科学家们不断努力寻找新的解决方案。

电化学技术作为一种环保高效的修复手段,近年来得到了广泛的关注和应用。

电化学技术是通过电解作用实现物质的转化和迁移的一种技术。

它主要通过在电解质中施加电压,通过阳极和阴极之间的物质转移来完成修复目标。

在环境修复中,电化学技术被广泛应用于土壤和地下水的污染治理。

土壤污染是目前世界面临的严重环境问题之一。

传统的土壤修复方法往往耗时耗力,并且效果不尽如人意。

而电化学技术具有操作简便、修复效果显著和无二次污染等优点,成为当今土壤修复领域的重要技术手段。

电化学技术在土壤修复中的应用主要包括电动力化学氧化和电动力化学还原两种形式。

电动力化学氧化通常用于处理有机污染物,如石油烃和农药残留等。

通过在阳极施加电压,产生氧化性物质,可将有机污染物氧化为无害的物质。

这种方法具有高效、可控和环保等优点。

电动力化学还原主要用于处理金属离子污染。

通过在阴极施加电压,产生还原性物质,可将金属离子还原为金属沉淀。

这种方法不仅能够修复地下水中的金属离子污染,还可以用于重金属废水处理。

与传统的化学沉淀方法相比,电化学技术在金属离子去除效率和废水处理成本方面更具优势。

除了土壤修复,电化学技术还广泛应用于地下水修复。

地下水是人类饮用水的重要来源,但由于人类活动的影响,地下水污染已成为全球性的问题。

传统的地下水修复方法往往需要拆除废弃井眼和屏障,费用高昂且效果有限。

而电化学技术则能够在不破坏原有井眼和屏障的情况下,通过电解作用将污染物从地下水中去除。

电化学技术在地下水修复中主要包括电动力化学氧化和电动力学还原两种形式,与土壤修复类似。

通过施加适当的电压,电解质中的污染物可以被转化为无害的物质或沉淀下来。

与传统的地下水修复方法相比,电化学技术具有成本低、操作简便和修复效果显著等优势。

综上所述,电化学技术在环境修复中发挥着重要的作用。

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。

电化学分析方法的应用及发展

电化学分析方法的应用及发展

电化学分析方法的应用及发展电化学是研究电荷转移和离子运动的学科,其应用领域非常广泛,包括了电化学催化、电化学分析、电化学合成等。

其中,电化学分析方法是一种利用电化学原理对组成、结构和性质进行分析的方法。

电化学分析方法由于其高灵敏度、高选择性、快速准确等特点而受到了广泛的关注和应用。

一、电化学分析方法的基本原理电化学分析方法的基本原理是利用电导率的不同特性,在电化学电极上测量电势变化,从而推导出被测物质的浓度或者描述其化学性质几何形状等参数。

电化学分析方法通常分为极谱分析、电位滴定法、交流伏安法、脉冲伏安法、阶跃伏安法等多个类别。

二、电化学分析方法在环保、食品安全和生命科学等领域的应用1、电化学分析方法在环保领域的应用近年来,环保领域曾发生过一系列的环境污染事件,如“中电投重金属渗漏事件”和“共青团中央青信长江比赛染料事件”等。

而电化学分析方法则为此类事件的解决提供了有效的手段。

例如,利用电化学分析方法可以检测水中溶解的重金属元素,如铅、汞、锑等,其检测结果可以在很短的时间内得出并确保精度。

2、电化学分析方法在食品安全领域的应用同样,电化学分析方法在食品安全方面也有着广泛的应用。

在各类食品中,不少存在着剧毒物质,如铅、汞、镉、铜等重金属以及杀虫剂、动物药物等。

采用电化学分析方法可以对食品的中毒物质进行快速、准确的检测,保障了人类健康。

3、电化学分析方法在生命科学领域的应用生命科学研究中也广泛使用了电化学分析方法。

例如,基于电化学分析可进行细胞识别和基因分析,用来鉴定药物和基因治疗方案等,特别是在癌症研究和治疗方面,取得了非常深入的成果。

三、电化学分析方法的未来发展随着科技的不断进步,电化学分析方法也在不断发展。

例如,人们在不断探索更高的灵敏度和选择性以及更加方便操作的电化学传感器。

同时,大数据和人工智能等技术的发展也为电化学分析方法的自动化研究提供了新的途径,将有助于缩短检测时间,提高检测效率,降低人工干预。

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。

电化学技术在环保中的应用研究

电化学技术在环保中的应用研究

电化学技术在环保中的应用研究随着人们对生态环境保护意识的不断提升,环保技术也在不断发展壮大。

而其中一种被广泛应用于环保技术领域的技术就是电化学技术。

它具有无污染、高效益、易操作、运行费用低等优点,并且可以广泛应用于污水处理、金属电镀、钢铁冶炼、废弃物处理等方面。

本文将为大家介绍电化学技术在环保中的应用研究以及未来的发展趋势。

一、电化学技术简介电化学技术是一种利用电化学反应来实现物质转化或者分离的技术。

相较于传统的化学反应,它的优点在于可以产生与化学反应相同的效果,但是只需要极少量的反应剂,同时无需引入其他的额外化学物质,从而可以实现无污染的环保目标。

常用的电化学技术包括电沉积、电解、电合成、电氧化、电还原等。

其中,电化学水处理技术是目前比较成熟的一种电化学技术,被广泛应用于废水处理领域。

二、电化学技术在污水处理中的应用研究1. 电化学技术用于污水处理的优点电化学技术在污水处理中的应用研究已经有几十年的历史了。

主要是通过电解的方式,将水中的有害物质转化为无害物质,并且可以高效地去除水中的有机物、重金属、氮、磷等污染物质。

与其它传统的污水处理方法相比,电化学技术具有以下几个优点:首先,它能够处理各种类型的废水,包括污水、工业废水等,而且更为适用于难以处理的高浓度废水。

其次,电化学法不需要引入其他化学物质,只需要极少量的电极材料以及电力即可,因此是一种低成本、无污染的可持续的处理方法。

最后,处理后的副产物只有少量的污泥,且其具有较高的资源价值,可以进行深度利用,从而大大减少了处置成本。

2. 电化学技术在污水处理中的效果在电化学技术中,不同的电极材料和电解条件会对处理效果产生影响。

根据现有研究,有些污染物的处理效果可以超过99%,比如色素、有机物和重金属等;而对于一些难以处理的化合物,如硝酸盐、氨氮等,其去除效果也可以达到80%以上。

此外,电化学污水处理也具有具有良好的稳定性和持久性,可以在不同的环境条件下进行长期的应用。

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阳理工大学研究生课程考试卷课程名称:应用电化学年级:2014专业:化学工程考号:1482060260学号:1482060260姓名:坤坤阅卷人:废水处理的电化学法一电化学法介绍有机废水的处理的电化学法有电氧化法、电还原法、电凝聚法、电渗析法、电气浮法、磁电解法、微电解法等。

和其他废水处理法比较,电化学法具有适应面广、可控性强、流程简短、操作便等优点,同时也具有能耗大、成本高、有机物分解不彻底等缺点。

相对于废水处理而言,电化学转化可以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。

电化学处理工业废水主要是通过电解作用来完成的。

电解质溶液在直流电的作用下使得废水中有害物质在阳极和阴极上进行氧化还原反应,沉淀在电极表面或沉淀在电解槽中,或生成气体从水中逸出,从而降低废水中有害物质的浓度或把有毒物质变成无毒、低毒物质。

电化学氧化法是指利用具有催化活性的电极氧化去除水中污染物的法,阳极可以通过氧化反应过程使污染物质氧化破坏,也可通过某些阳极反应产物(Cl2、ClO-、O2、H2O2)间接破坏污染物质。

电化学氧化的法来处理含有机物的工业废水,就是在一定的电能条件下,让有机物进行缓慢燃烧,极缓慢氧化,使之最终生成CO2和H2O。

被氧化物质和电极基体直接进行电子传递的氧化法称为直接氧化法。

根据被氧化物质氧化程度的不同,直接氧化法又分为2类:一是电化学转换,即被氧化物质未发生完全氧化。

二是电化学燃烧,即被氧化物质彻底氧化为稳定的无机物。

电极表面的性质决定了被氧化物质的氧化程度。

电极催化特性、电极结构与电化学反应器结构特性等操作条件是影响电化学氧化效率的重要因素。

电极材料的性质是决定电极催化特性的关键因素。

常见的用于废水处理的电极材料有金属、碳素体、金属氧化物等。

通过变换电极基体材料或用有电催化性能的涂层对电极表面进行修饰改性可以改变电极材料的性质。

金属电极在废水处理易发生钝化,电极的活性降低。

因此常用贵金属作为阳极处理污水。

碳素体种类很多,常用的有墨电极和活性炭电极。

金属氧化物电极大多为半导体材料,钛基涂层电极是金属氧化物电极的主要形式。

为改善或加强传质,提高电极比表面积可以改变电极结构和反应器几形状。

在电化学氧化过程中,常出现被氧化物在电极表面上形成聚合物膜的现象,使传质受到影响。

为了提高电极比表面积,可以把电极做成多状、网状、球状、环状等多种形状。

电流密度是影响电化学反应速度的主要因素,但电流密度不能无限增大,当超过某一值后,过量的电子不经过电极反应,直接流进溶液,使电流效率下降。

利用电化学反应产生的氧化剂M氧化被氧化物质的法称为间接电化学氧化法。

这时氧化剂M是被氧化物质与电极交换电子的中介体。

常见的氧化剂是电化学反应过程中产生的短寿命中间物,如溶剂化电子,·OH,O2·和HO2·等。

Comninellis[1]利用阳极上产生的含氧自由基成功实现了对含酚废水的处理。

电极反应产生的其他形态的氧化剂主要是金属及其氧化物,如MnO2,CuO,NiO,Ag(Ⅰ/Ⅱ)等。

当金属氧化物作氧化剂时,有机物氧化的电位区由这些金属氧化物的氧化还原电位所决定。

为了得到高的电流效率,间接氧化法必须满足以下要求:①M的生成电位必须不靠近析氢或析氧反应的电位;②M的产生速度足够大;③M与污染物的反应速度比其他竞争反应速度大得多,在某些情况下M是催化剂,可以循环使用。

二电化学在污水处理上的应用2.1 油田废水处理由于油勘探开发活动增多,所产生的污染物也随之增加,对环境造成的污染日趋重。

油田废水成分复杂,除了含有可溶性盐类和重金属、悬浮的乳化的原油、固体颗粒、硫化氢等天然的杂质外,还含有一些用来改变采出水性质的化学添加剂,以及注入地层的酸类,除氧剂、润滑剂、杀菌剂、防垢剂等。

电气浮法是一种利用电化学法去除水中的悬浮物、油、类、有机物等有害杂质的废水处理单元操作,它是将正负相同的多组电极安插于废水中,当通以直流电时,产生电解颗粒极化、电泳、氧化、还原、电解产物间及废水间的相互作用等,按阳极材料是否溶解可将电气浮法分为电凝聚气浮和电解气浮。

当采用可溶性材料如铁、等作阳极时,称为电凝聚气浮。

当用不溶性或惰性材料如墨、铂、二氧化钌等作阳极时,则称为电解气浮。

采用电气浮法,处理效果好、建设期短、但电耗大。

江汉油学院的蓉沙使用电凝聚气浮对某油田的钻井污水进行了试验研究试验表明利用铁作为阳极的电凝聚气浮对钻井污水中的COD去除效果较为理想,能把进水COD 455.7mg/L去除到11.5mg/L,去除率高达97.5%,试验中电耗为1.2元/m3污水,但并未指明铁的消耗量。

另外建筑工程学院的洪军利用电解气浮对油田废水中的处理进行了研究,结论是电解气浮可有效地去除油田废水中的油和COD,去除率为80%-90%[3]。

2.2 苯酚废水处理苯酚广泛应用于制药及化工生产中,具有毒性大、难生物降解等特点,对人类及环境都有很大的危害。

含酚废水是一种具有高生物毒性的难降解有机废水, 主要来源于焦化、 油炼制、 合成树脂等领域, 它具有污染面广、 排放量大、 危害重等特点;酚类化合物不仅会妨碍水生生物繁殖, 危害农业生产, 还会影响饮用水安全。

夏怡等[4]采用三维电极氧化降解苯酚废水,通过试验研究分析三维电 极对苯酚废水的氧化降解效果。

以及不同因素对其氧化降解效果的影响,为该法的推广应用提供试验 依据。

采用自制反应器氧化降解苯酚废水。

通过试验分析反应时间、pH 、电解电压、Fe 2+投加量对三维电极氧化降解苯酚废水中苯酚去除效果的影响,并确定最佳反应条,反应时间为90 min ,pH=3,电解电压15 V ,Fe 2+投加浓度为l mmol/L ,对苯酚质量浓度为300 mg/L 的模拟废水的最大苯酚去除率达到91.2%。

三维电极氧化降解有机物的试验原理是电化学氧化和还原反应。

实验中外加亚铁离子,溶液中同时有Fenton 试剂反应发生。

有机物的降解途径主要有以下几面:(1)电解过程中阳极电解生成氧化性极强的·OH ,直接氧化降解有机物。

(2)在阴极通入的氧气,与阳极产生的氧气一同参与H 2O :生成反应,H 2O 2迅速与溶液中的Fe 2+发生Fenton 反应生成·OH ,进一步氧化降解有机物。

(3)粒子电极因静电感应带电。

粒子两端发生电化学氧化和还原 反应产生·OH ,氧化降解有机物,缩短传质距离,提高了电流效率。

具体反应如下:阳极:-2e H OH O H ++→+• -22-e 4O O 2H OH 4+↑+→ 4阴极:22-2O H 2e H 2O →+++ ++→+2-3Fe e Fe溶液中:-3222OH OH Fe O H Fe ++→+•++2.3 电化学-活性污泥耦合技术电化学-活性污泥耦合技术具有效率高、 易于实现自动化、运行费用低廉、中间产物净化彻底等优点, 在难降解工业废水的处理领域具有广阔的应用前景。

这种法并不是将电化学法与生物法机械地串联起来,而是强调利用电场产生的活性物质促进微生 物的生长,从而增强对有机污染物的降解能力,并利用电化学与生物的协同作用将废水中的污染物彻底去除。

电化学-生物耦合法大大提高了电流效率,增强了对难降解有机物的处理效果,降低了运行成本,获得新的价值和效益。

电化学-生物耦合技术在废水处理中的作用机制大致可从电场对微生物的刺激作用、微生物对电场的影响及电场和微生物对污染物的作用三个面考虑[5]。

电场能够刺激微生物的生长和代。

电场的强弱是影响电场对微生物作用的主要因素。

适当强度的电场能够提高微生物的生长与代能力,对微生物生长有益。

电场强度增大时会抑制微生物生长,当电场强度超出微生物的耐受围时,细胞将失去活性。

因此,可以利用强电场对食品进行灭菌。

另外,电解水会导致阳极产生氧气,以好氧环境为主,阴极产生氢气,以缺氧环境为主,这样能够大大提高某些微生物的活性,提高其反硝化作用。

电场的存在对生物酶的活性及产量有一定的影响,同时电场也能够降解体系中的污染物,因此电化学-生物耦合技术对污染物的作用主要表现在两面:其一是提高污染物的去除率。

够结合电场与微生物的各自优势来提高对污染物的降解效果。

其二是改变污染物的降解或转化途径。

电化学与生物法相结合很可能会改变有机污染物的降解途径。

2.4 丙烯腈废水丙烯腈是一种无色、苦杏仁味的高毒类有机氰,也是常见的职业环境污染物。

其作为一种重要的化工原料,广泛应用于制造腈纶纤维,丁腈橡胶,ABS工业塑料和合成树脂等领域。

在我国确定的52种优先控制的有毒化学品中排名第四,具有高毒性及潜在的遗传毒性,是环境中重要的有害污染物之一,不仅破坏水体生态系统,还危害人类的生命健康。

目前,处理高浓度丙烯腈废水的法主要有焚烧法、湿式氧化法和生物法,但均有局限性。

褚兆晶等[6]以丙烯腈废水为研究对象,进行废水预处理对提高废水的可生化性和后续好氧生物处理效率的研究。

实验采用电化学氧化法对难降解丙烯腈废水处理效果进行了单因子试验,分析了电压、电解时间、氯离子质量浓度对废水色度及COD Cr的去除效果,以及对废水可生化性的影响。

实验结果显示,电化学氧化法在电压5 V,pH为3.00,反应时间6 h,搅拌速率为250 r·min-1,氯离子质量浓度为5000 mg·L-1的条件下,对COD Cr 1156 mg·L-1,色度512倍的丙烯腈废水中COD Cr去除率达到60%,色度的去除率达到90%,并使废水的可生化性明显提高。

COD Cr去除率和色度去除率随电解时间、电压增加而增大,电解时间达5 h、电压大于5 V以后使水电解副反应更容易发生,对有机物的降解速率减小,同时随电解时间延长,能耗逐渐增大,处理成本增大;氯离子质量浓度对电解效果影响较大,适量增大氯离子质量浓度,可以提高COD Cr的去除率。

参考文献[1]翠,电化学氧化法在废水处理中的应用[J].工业科技,2004,21(1):49-52.[2]Proceedings of the Sixth International Forum on Electrolysis.EnvironmentalApplications of Electrochemical Technology[M].New York:Electrochem Acta,1994.39:1857-1862.[3]邹启贤,陆正禹. 油田废水处理综述[J].工业水处理,2001,21(8):1-3.[4]夏怡,亚峰,等. 三维电极氧化降解苯酚废水的试验研究[J].工业水处理,2010,30(5): 27-29.[5]靳培培,电化学-活性污泥耦合技术处理苯酚废水研究[D].大学,2014.[6]褚兆晶, 婷, 等. 电化学氧化处理丙烯腈废水及对可生化性的提高[J].生态环境学报, 2010, 19(8): 1956-1959。

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