Question

电化学在处理生活污水中的应用

Answer 1

国内外目前几种典型的电化学处理废水的技术

1. 电氧化处理污水

在脉冲电流作用下，电氧化反应器里的特殊电极会产生的羟基自由基和活化氧自由基。 由于这两种自由基有超强的氧化能力，因此当废水流经电氧化器时,水中的有机污染物将会被氧化降解直到变成无机物(如二氧化碳和水）。
这个方法的缺点是：电耗大,完全氧化去除1公斤的COD需要耗电15-25度, 平均20度。显然，这对电能紧张地区,很难被企业所接受。
针对这个问题,英国一家环境公司对电氧化法进行改良,通过电极的排列，电流的密度及水力停留时间的控制:让电氧化只分解破坏有机物分子结构(如对杂环类多环芳香族化合物开环和破链，提高它们的生化性),而不是把它们完全氧化成成无机物。换句话说，电氧化只做预处理,处理后,废水再进行生化。这样可使难降解的有机污染物得到经济有效的去除。

2.电催化-氧化

这个方法是 :用铁片做电极，铁片之间填充活性碳颗粒作催化剂，在电场作用下，槽内电极材料在高梯度电场的作用下复极化，形成复极粒子（bipolar particles） 。通过鼓入空气,经复极粒子催化产生过氧化氢(见反应式1)，H2O2和从阳极溶解下来的亚铁离子生成羟基自由基(见反应式2 ) 分化降解水中有机污染物分子。

O2 +2H2O+2e => H2O2+ 2OH- …………...1)
H2O2 + Fe2+ => OH. +OH- +Fe3+……………..2)

近期试验研究表明，为了促进有机污染物的降解，在活性碳颗粒表面涂上一层 氧化铈波膜, 可提高催化效果。

目前国内正在开发“三维三相电极处理污水”，就是这种技术。它的优点是投资成本小,占地面积少。缺点是电耗特大,yunxin去除1公斤的COD需要耗电40多度。另外，活性碳颗粒经常要更换,而且要求不是酸性的废水，一般要调到酸性(pH<4)才有良好的处理效果。

3.电絮凝气浮法处理污水

用铁片或铝片做阳极,石墨做阴极在电场作用下,利用产生的铁或铝离子絮凝水中胶体或悬浮物。它的原理和铁碳床内电解相似，不同的是内电解不需外加电场但需水是酸性的，而电絮凝需外加电场，但对酸碱度没特别要求。电絮凝处理污水如果设计得当，要比直接加聚合铁或铝混凝处理污水便宜多了。此方法在国内已开始火热起来,用于预处理负荷高的废水,但它对有机污染物分子降解氧化能力有限。也就是说，如果水中胶体或悬浮物很少的话，它对COD的去除能力有限。