电化学法处理高浓度有机废水的研究进展

资源环境

节能减灾

与等采用硼掺杂金刚石薄膜电极，在较大水

溶性聚丙烯酸酯浓度和电流密度范围内，研究了聚丙烯酸酯在浓度为1mol/LHCIO 溶液中的电化学燃烧。结果表明，在所有的实验条件下，聚丙烯酸酯都能转化为CO 2。Kraft A ．等采用CVD 技术制备出厚度为2～3m 掺杂铌的金刚石薄膜电极，用于处理有机污染物，使COD 显着降低。

这种方法易自动化操作，占地面积少。但是产生的电流效率仍然偏低，经济上不合理，而且影响的因素太多(PH 、电解质、电极材料等)。2.2电化学凝聚技术

电化学凝聚法是在直流电的作用下，由电极产生的金

属阳离子水解，形成活性絮凝剂，使污染物质颗粒进行凝聚，从而去除掉水中的污染物并可使水中的色素转化成无色。

刘艳

用微电解法处理印染废水，在pH 为4.5，处理

时间为16h 时色度去除率可达95%，在浓度为00mg/L 的染料废水中COD 去除率最高达到81%。陈梅芹等研究了用微电解法处理印染废水，通过正交试验，确定最佳操作参数是pH 值=8.0、m (Fe )：m (C )=1：1、停留时问60min 。在此条件下，色度去除率可达94.55％，CODcr 去除率70.46％。该法能显着改

善废水的可生化性，且以废治废，简便易行。

这种技术使用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便，但是消耗的电能和材料较大，经济不太合理且容易钝化。2.4超声电化学技术

超声电化学法是一种将超声波与电化学方法相结合处理难降解有机化合物废水的技术。利用声空化理论和自由基理论，通过液体空化核与声波在水中的正负半周期幅值的内外压差不同，使得空化核逐渐受压破裂，

而在局部液体内产生的高温、高压环境的同时使得液体内有机物经过热解、絮凝等作用等而被降解。

刘静等

资源环境

节能减灾

与等采用等比例离子交换树脂与铜粒混合制成的三

维电极电化学反应器，处理低浓度

(Cu2+<0.01mol/L )含铜废水，无需加入支持电解质，其处理效果优于国家标准，出水中

铜含量仅为0.008mg/L 。但是这种技术在低浓度的情况下的处理效果不太高且现在对三维电极的一些基本的特性理论研究还不成熟。李晴宇

试验研究了电凝聚气浮对含油乳化液废水的

处理效果。其实验表明：当pH 为6，电流密度为4mA/cm 2，时间为40min ，极间距为1cm 时，COD 、油、浊度的去除率分别达到99.6%、99.9％、99.6％，且处理低浊度废水的效果较好，当浊度过高时，出水很难达标。2.7电渗析法

电渗析技术是一种新兴的膜分离技术，是在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性。把电解质从溶液中分离出来，从而实现分离的目的。

杨浩等试验研究了电渗析法对丙烯腈废水的处理效果。其实验表明：脱盐率随流量的升高而降低，随电压的升高而升高，但达到一定值后，脱盐率基本不随电压的变化而变化。随着流量的增大，能耗降低；电压越高，能耗越高。电压为10V 、流量为50IJh 的操作条件下，能耗为16.81kJ/g 左右，温度提高有利于电渗析过程的进行。

这种方法的缺点就是膜的损伤大，易老化，经济上不划算。2.8磁电解法

磁电解法就是将电场与磁场叠加，以促进电解过程，其研究的主要内容是在外加磁场存在时磁场对电解液的性质和传质过程的影响。在磁电解过程中，在当磁场方向与电场方向垂直的时候，经过磁力和电场力的共同作用，废水中离子的运动方向和规律也发生着变化。离子运动轨迹越复杂，就越能促进电化学反应，生产率提高的同时也使溶液中的电导率增加。

孙作达等试用了离子交换—磁电解复合法，用磁电解法可以回收高质量的铜，大大地降低了冶金成本。朱又春等用磁电解法处理含铜工业废水，结果显示，利用磁电解法不仅能在阴极上直接回收高质量的金属铜，还能在比无外加磁场的

极限电流密度(id=132.6A/m 2)高一倍多的电流密度(达300A/m 2)下电解，极大地提高了效益。此外，磁场使阴极过电位降低，从而降低槽电压，节省电能；重金属离子在磁场力和电场力的共同作用下引起涡旋，使扩散层减薄和浓差极化降低，从而提高了电解效率。此外还有接触辉光放电电解(CGDE )技术、电化学脉冲法、光谱电化学法等光电化学技术。3结论与展望

电化学技术理论研究的逐渐深人，在电极上氧化还原、加成、分解等许多有机化合物的反应都可进行，但是还存在着很多问题：(1)电化学机理（特别是三维电极）的研究不是很充分。无论是直接的电化学反应或者间接的电催化氧化，大都同阳极的电极材料有关，也与所处理的溶液有关，一般认为，阳极的电极材料不同，随之产生的电位也相差较大，而它与液相电位之差越大，反应速度也越大，但差值过大将发生目的之外的反应。所以，深人对电化学反应的机理和电极材料产生的电流电位的研究是很重要的。(2)经济上不合理，电流效率偏低。设计研究出更高效的复合型电极将是工业化应用的关键（如

三维电极等）。(3)电化学降解反应器的设计。设计出高效合理的电催化反应器是使之工业化的必然趋势（如电化学反应器）。

该技术今后的发展一个是开发新型电催化电极；第二个是加深对三维电极反应过程机理的研究，深入研究各种耦合技术的作用机制，开发新型的三维电极；第三个是对电化学技术与其他领域（物理、化学、生物、超声波、光等）

的结合，开发电化学复合技术等降解工艺研究。相信通过广大研究者的共同努力，其应用前景将更加广阔。

注释：

刘艳,鲁秀国,饶婷等.电絮凝法处理模拟染料废水的正交实验研究[J ].

环境科学与技术，2009,32(12D ):91-93.

刘静,甜美,卞华松.超声电化学法处理印染废水的实验研究[J ].

上海环境科学,2001,20(3):151-153.

ÀîÇçÓ¶Å¼Ìºì£¬ÞÉÕýƽµÈ.混合氧化物直接电化学还原制备TiZr 合金[J ]

.稀有金属材料与工程，2008（增刊）：594-597.