电化学水处理技术的研究进展与应用现状

电化学水处理技术的研究进展与应用现

状

摘要：我国作为水资源稀缺大国，通过多种措施来保证大众的用水需求。随着电力技术的发展，电化学水处理技术的出现成为了当前解决水污染问题以及对难以降解污染物处理的关键举措。本文针对当前电化学水处理技术的应用现状进行分析，并对其未来发展趋势进行探究，以此为相关从业人员给予理论参考。

关键词：电化学水处理；现状；未来发展

目前电化学水处理技术在我国得到了大范围的推广应用，其作为一种先进的氧化技术，具备较高的氧化能力以及自动化水平。虽然目前电化学水处理技术已经被广泛应用到难降解废水领域，但并无法对饮用水进行处理。正因如此，目前越来越多研究开始尝试将电化学水处理技术应用在饮用水处理领域，从而在较大程度上改善我国水资源稀缺的局面，提升水资源的利用效率。

一、电化学水处理技术的类型

（一）电化学氧化水处理

电化学氧化水处理分为直接氧化以及间接氧化两种形式。对于直接氧化处理来说，就是通过让水中的污染物直接在阳极上失去电子发生氧化，从而实现水处理目的，而间接氧化相较于直接氧化来说，其操作流程较为繁琐。通过溶液中的Fe２＋、Cl－等离子在阳极失去电子产生强氧化物质，例如羟基自由基、活性氯等，以此对溶液中的污染物质进行氧化去除[1]。就电化学氧化水处理中，会将直接氧化以及间接氧化结合使用，且这种处理技术也是目前在饮用水处理研究中普遍使用的处理技术。电化学氧化水处理技术也是当前应用最为广泛的电化学水处理技术，通过这种技术能够有效弥补传统水处理技术中的缺点，并满足污染物超低排放的要求，对于我国碳中和目标的实现有着积极意义。

（二）电絮凝水处理

电絮凝水处理技术是在电解过程中让可溶性阳极极板失去电子，同时在电极

表层产生大量的金属阳离子，从而同阴极的电子OH－形成聚合反应，生成多核羟

基络合物以及氢氧化物，利用这两种物质作为絮凝剂，对水中的悬浮物以及有机

物进行处理。虽然电絮凝水处理技术同传统的絮凝水处理技术在流程上大体相同，但电解絮凝的水处理效果更为显著。目前电絮凝水处理技术主要被应用在污水、

废水处理。但电絮凝水处理技术目前在给水处理方面无法得以应用，究其原因是

给水处理对于水质要求更高，而电絮凝处理中所生成的金属阳离子会有较大可能

对水体造成二次污染。其次电絮凝处理技术会造成大量的能源损耗，加之可能会

对水体造成二次污染，也导致这种处理技术无法在大范围内得以运用。目前针对

电絮凝水处理技术的研究主要是如何降低能源损耗以及如何处理出符合饮用标准

的水体。

（三）电气浮水处理

电气浮水处理是通过电解作用，利用直流电场在阴极与阳极表层

生成大量微小的气泡，并利用这些气泡的上浮原理将水体中的杂质以及油污上浮

于水体表层。目前电气浮水处理的应用普遍是同其他处理技术结合使用，从而获

得较高的处理效益与质量，针对电气浮水处理主要是应用在中小型水处理厂或者

富营养化的水源处理中，以此提升水体的可靠性与安全性。

（四）电渗析水处理

电渗析水处理技术简单来说就是利用离子交换膜分离溶液中的电解质的电化

学水处理技术。在直流电场的作用下，借助离子交换膜的选择透过性过滤水体中

的电解质，以此达到水体浓缩、淡化、精炼以及提纯的目的。相关研究发现，在

电渗析反应器对农药产生的二级处理出水处理中，盐分脱除率高达近96%，且出

水水质较为优质[2]。其次将电渗析处理与电化学氧化技术配合使用，可以切实的

减少废水、污水中的有机污染物，应用前景较为明朗。

（五）电吸附水处理

电吸附水处理是在外加电场的作用使水中的带电粒子朝着带相反电荷

的电极附近进行移动，从而使得水体中带电物质被吸附在电极上，并利用水体中

的带电物质在电极表层被吸附实现污水净化的目的。相关研究发现，电吸附水处

理对于焦化废水中的无机盐粒子与有机物有着较高的处理效果。其次电吸附水处

理技术凭借自身效率高、时间短、能耗低的特点被广泛应用于工业废水的处理中。但目前针对电吸附水处理技术的研究主要集中在生活废水的处理上。

二、电化学水处理技术的优势

（一）应用前景广泛

电化学水处理技术是通过电化学以及氧化还原的原理实现对水体

中污染物的处理目的，且这种水处理技术不仅能够应用在工业污水、废水的处理

领域，也可以将其应用在部分饮用水处理中，具备较为广泛的应用场景。

（二）工艺灵活

目前电化学水处理技术会涉及多个领域，同时凭借其氧化能力出众、水处理

效果优良的特点被应用在多个场景之中。在污水处理中，能够根据实际情况选择

适宜的电化学水处理技术，在保证水处理效果的同时，减少成本损耗，具备较高

的经济价值。

（三）无二次污染

目前利用电化学水处理技术中所产生的一些物质能够循环利用，同时在电化

学水处理过程中多数产生的为游离的电子，对于水体的污染较低，也满足了我国

碳中和的需求。

（四）处理便捷

电化学水处理技术相对便捷，易操作，只需要接入直流电源，无

需对水体进行加压以及催化也可以产生反应，因此电化学水处理技术更加容易掌控。

三、电化学水处理技术的未来趋势

电化学水处理技术凭借其氧化能力强、操作便捷、无二次污染、对于

环境要求低以及自动化的特点，目前已经被广泛应用到工业废水、污水以及部分

饮用水处理利用之中。但这种技术对于饮用水处理并不稳定，这也是相关工作人

员的重点研究课题。对于电化学水处理技术的未来发展来说，主要集中在几个方面：首先是在能源损耗上，电化学水处理过程中会消耗大量电极材料，相比于传

统处理技术成本较高，因此必须要研制出高催化活性以及价格低廉的电极材料，

从而降低电化学水处理技术的成本；其次目前在学术上针对电化学反应机理的研

究较为薄弱，因为在电化学反应期间所产生的多种中间物质无法被有效检测，必

须要进行更为深层的研究；最后就是在水处理过程中如何将电化学水处理技术与

其他技术配合使用，从而提升水处理的效率与质量。

总结：我国作为水资源稀缺大国，必须要充分认识到水资源的重要性。电化

学水处理技术的出现切实地提升了我国水处理水平，但目前电化学水处理技术仍

存在诸多问题待以完善，这还需要相关工作人员加大研究力度，不断提升电化学

水处理水平，提升我国水资源的利用效率。

参考文献：

[1]徐佳丽. 电化学法制备碳酸钙晶须及除垢的试验研究[D].华东理工大

学,2021.

[2]张鹏. 电化学水处理技术在循环水养殖中的应用研究[D].上海海洋大

学,2019.

姓名：陈超（1987.02.02）；性别：男，民族：汉族籍贯：陕西省宝鸡市渭

滨区，学历：本科，毕业于西安交通大学网络教育学院；现有职称：助理工程师；研究方向：电厂化学水处理。