电化学水处理技术的研究及应用进展

电化学处理技术的研究及应用进展
摘要:随着电力企业的快速发展,电化学水处理技术的发展逐渐成为电力领域不可或缺的新技术,对人类社会的发展起到了重要作用,因此受到了人们的广泛关注。电化学法是一种高级氧化技术,具有氧化能力强、工艺灵活、易于自动化等优点。目前,电化学氧化法、电凝聚法和电渗析法已经取得了一定的研究成果,并广泛应用于难降解废水处理领域,但在饮用水处理领域仍存在一些不足。近年来,饮用水处理的研究逐渐发展起来,尤其是电化学氧化技术的应用。
关键词:电化学;水处理;环保标准;
一、电化学水处理技术的优势磁流变阻尼器
1.应用广泛。电化学水处理技术主要是利用电化学和氧化还原法的原理达到去除水中污染物的目的。其不仅可以应用在污水处理中,也可以应用于部分饮用水的处理或者化工生产的某一流程。
2.工艺灵活。电化学水处理技术涉及方面很广,并且氧化能力强,净水效果比较好。可以根据处
自制自慰器理的水质、环境、处理要求选择合适的处理技术,以达到最高的处理效率、最低的成本,以争取最高的经济效益。
电路板的制作3.无二次污染。电化学水处理技术在净化水的过程中产生的部分物质可以循环利用,另外,其产生的氧化性物质大多为游离的电子,不会产生其它有害物质,所以电化学法污染性较低,符合低排放的要求,适应当今绿发展的需求。
4.操作简单。电化学水处理技术工艺简单,反应条件温和,只需通入直流电源即可,不需加压和催化就可以使反应正常进行。因此,电化学技术操作简单、易掌握,反应过程也容易控制。综上所述,电化学水处理技术具有氧化能力强、操作简单、无二次污染、工艺灵活、装置启动迅速、后续处理简单、处理条件温和以及容易实现自动化等优点,并且装置占地面积小,可与其它方法相结合,以形成降解能力强的复合工艺。多肽药物合成
二、电化学水处理技术的原理
电化学技术处理废水是一个复杂的过程,在特定的电化学反应器中,由于电场的作用,反应器中的电子在该作用下会进行定向的转移,因此水中的污染物会在其中发生特定的物理和化学
反应,从而被去除。物理过程主要包含对污染物的吸附、絮凝和分离,化学过程可分为直接电解和间接电解。直接电解从字面就可以理解,就是指污染物直接在电极中被还原或氧化,而这一过程又包括了阳极以及阴极这两种处理过程。当反应发生在阳极表面,且污染物被氧化成毒性低、容易被生物降解甚至可以直接矿物化的物质,通过这种途径来使得水中的污染物含量降低或者被彻底去除。阴极过程主要用于回收重金属、还原卤化烃。其中污染物在阴极表面被减少和消除。间接电解是间接的反应,指需要借助强氧化产物或者由电化学反应产生的中间还原物质来对污染物进行转化或降解。电化学水处理技术被称为“绿”水处理技术,因此其与传统的水处理技术相比,具有很突出的优点。首先,其反应装置构造简单,也比较灵活,既可以单独处理污水,也可作为与其他处理技术相结合的先进预处理工艺使用;其次,电化学的处理技术与其他技术相比,更加易于操控,其只需控制电流与电压,更加易于实现自动化;此外,该技术不需要特殊的反应条件,且常温常压就可以实现,而且其所需投加的药剂量相较于传统工艺大大减少,不仅节省了药剂投加量,还避免了二次污染。
三、电化学水处理技术的应用
1.工业废水处理。工业废水包括随水流失的工业用料、中间产物、副产品以及生产过程中
产生的污染物,是造成水污染的重要原因。电化学水处理技术在高COD、高盐度、难生物降解工业废水的处理上具有独特优势。这类废水一般可生化性差,并且具有生物毒性,不能直接通过微生物法处理。电化学技术可以作为这类废水的预处理方法,不仅去除掉部分有机物,减轻后续工艺的负荷,更重要的是能去除对微生物有毒害作用的物质,提高废水的可生化性。李采用电絮凝工艺处理石油裂化催化剂生产废水,考察了各因素对电絮凝去除石油裂化催化剂生产废水COD的影响,结果表明电絮凝法可实现对石油裂化催化剂生产废水的预处理,减轻后续生物处理单元的负荷。利用石墨和活性炭纤维制备了1种新型碳基电极,应用于精制棉洗涤黒液中,COD去除率达76%,研究首次证明了通过电吸附处理改善了实际工业废水的生物降解性,可实现对高盐度废水的预处理。用于处理工业废水的理想电极材料应该对芳香族物质(难生物降解物质)的开环表现出高反应活性,并且具有廉价、稳定等特点。电化学技术与生物法或其他水处理工艺联用可以一定程度上降低处理成本,提高工业应用的经济性。肖萍等采用电渗析+铁碳+生化组合处理法对实际苯酚丙酮废水的处理效果和影响因素进行实验研究,结果表明,在汲盐液初始Na2SO4的质量浓度为20 g/L、电压为14 V条件下,经210 min,废水盐的质量浓度从66.7 g/L降到8 g/L左右,脱盐率达到88%,组合处理法的COD总去除率达到96.7%,具有较高的效率和经济性。因此,
电极材料的改进及通过组合工艺降低处理能耗是电化学技术处理工业废水的研究重点。
2.分散式污水处理。对于集中收集的污水,传统生物处理方法能够有较好的处理效果和较低的处理成本,而对于分散式污水,如船舶生活污水、农村生活污水和部分难以收集的公共卫生间污水,则会面临投资成本高,处理时间长等问题。电化学水处理技术因其装置体积小、水力停留时间短、处理效果稳定,并且控制方便、启动快捷、无二次污染等优点逐步成为处理分散式污水的重要方法。将电催化氧化技术成功应用到渤海油田在役平台生活污水处理中,结果表明电催化氧化工艺处理效率不受pH、温度、盐度等因素影响,装置运行稳定,出水完全达到排放标准。利用太阳能提供电力,以半导体阳极(BiOX/TiO2)作阳极,不锈钢作阴极,对分散式公共厕所污水进行消毒灭菌,出水回用作厕所冲洗或农业灌溉水。研究发现电化学装置对病毒的灭活效果优于传统加氯消毒,该装置已经在我国无锡地区成功运行。
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3.污水深度处理。水资源的短缺和卫生标准的提高对污水深度处理提出了新的要求。经过污水处理厂二级处理的污水仍含有大量细菌和病原体,如果得不到有效处理直接排放会对农作物、水体环境甚至饮用水安全造成严重影响,并且病原体还会造成许多水生疾病的传
播。电化学技术处理效率高、速度快、占地面积小、操作方便,不仅能高效去除有机物,还有很好的吸附、杀菌效果,作为污水的深度处理技术具有广阔的前景。用电絮凝和电芬顿法为市政污水处理厂二级处理后的出水消毒,发现电絮凝-电芬顿耦合工艺对所有微生物都有很好的灭活效果,包括异养细菌和孢子这些持久性微生物。该技术不仅实现了出水的杀菌消毒,同时还去除了水中30%的TOC。在1个电化学装置中对城市污水处理厂出水同时进行电氧化和电絮凝处理,实现了出水的杀菌除浊深度处理。
总之,电化学水处理技术具有不需要外加大量化学试剂、反应条件温和、水质适用范围广、处理速度快和占地面积小等优点,已经成为污水处理领域的研究热点。对于一些传统方法不能有效处理的污水,如可生化性较差的工业废水、分散式污水等,电化学水处理技术有着广阔的应用前景。同时,电流效率低、处理能耗高及电极材料昂贵等问题也是限制其实际应用的主要因素。
参考文献:
风湿油[1]李磊,浅谈电化学水处理技术的研究及应用进展.2019.
[2]王宏宇,郎天宇,等,关于电化学水处理技术的研究及应用进展.2020.

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