電化學(xué)法處理廢水的實(shí)質(zhì),就是直接或間接的利用電解作用,把水中污染物去除,或把有毒物質(zhì)變成無(wú)毒或低毒物質(zhì)。電解槽陽(yáng)極可分為可溶性陽(yáng)極與不溶性陽(yáng)極兩類(lèi),不溶性陽(yáng)極是用鉑,石墨制成的,在電解過(guò)程中本身不參與反應(yīng),只起傳導(dǎo)電子的作用??扇苄躁?yáng)極是采用鐵,鋁等可溶性金屬制成的,在電解過(guò)程中本身溶解,金屬原子放出電子而氧化成正離子進(jìn)入溶液,這些正離子或沉積于陰極,或形成金屬氫氧化物,可作為混凝劑,起凝聚作用。用電解法或電化學(xué)法處理廢水,按照去除對(duì)象以及產(chǎn)生的電化學(xué)作用來(lái)區(qū)分,又可分為電化學(xué)氧化,電化學(xué)還原,電氣浮,電凝聚等法。
1,電化學(xué)氧化法:該法是利用陽(yáng)極的直接電極反應(yīng)(如CN的陽(yáng)極氧化)與某些陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)物(如Cl2,ClO,O2等)間接的氧化作用(如陽(yáng)極產(chǎn)物Cl2除氰脫色)來(lái)使廢水中污染物氧化破壞。實(shí)際上,為了強(qiáng)化陽(yáng)極的氧化作用,通常投加一定量的食鹽,進(jìn)行所謂電氯化,這時(shí)陽(yáng)極的直接氧化作用和間接氧化作用往往同時(shí)起作用。電化學(xué)氧化法主要用于去除水中氰,酚以及COD,S2等。
2,電化學(xué)還原:電解槽的陰極可以給出電子,相當(dāng)于還原劑,可使廢水中的重金屬離子還原出來(lái),沉積于陰極,予以回收利用。還可把六價(jià)鉻及五價(jià)砷分別還原為Cr3+及AsH3,予以去除或回收。
3,電氣浮法:廢水電解時(shí),由于水的電解及有機(jī)物的電解氧化,在陽(yáng)極和陰極表面上會(huì)有氣體(如H2,O2,CO2,Cl2等),呈微小氣泡析出,它們?cè)谏仙^(guò)程中,可粘附水中雜質(zhì)微粒及油類(lèi)浮到水面而分離。利用這一原理的技術(shù)或方法稱(chēng)為電氣浮法,又稱(chēng)電解浮上法。電解時(shí),不僅有氣泡浮上作用,而且還兼有凝聚,共沉,電化學(xué)氧化,電化學(xué)還原等作用。
廢水在直流電場(chǎng)作用下,水被電解,在陽(yáng)極析出氧,在陰極析出氫。電解氧化時(shí),有機(jī)物可生成CO2,氯化物可產(chǎn)生Cl2。電解產(chǎn)生的氣泡粒徑很小,而且密度也小,因此,電解氣浮捕獲雜質(zhì)的能力比加壓氣浮,機(jī)械液輪氣浮高,而且浮載能力也高。
該方法具有去除的污染物范圍廣,泥沙量少,工藝簡(jiǎn)單,設(shè)備小等優(yōu)點(diǎn);主要缺點(diǎn)是能耗大,與其他方法配合使用比較經(jīng)濟(jì)。
4,電凝聚法:電解凝聚(亦稱(chēng)電凝聚或電混凝)是以鋁鐵等金屬為陽(yáng)極,在直注電的作用下受到電化學(xué)腐蝕,具有可溶性,Al3+,F(xiàn)e3+以離子狀態(tài)溶入溶液中,經(jīng)過(guò)水解反應(yīng)可生成多核羥基絡(luò)合物以及氫氧化物,作為混凝劑對(duì)水中懸浮物及膠體進(jìn)行凝聚處理。與此同時(shí),由于陽(yáng)極的氧化作用和陰極的還原作用,能去除水中多種污染物,如許多可溶性有機(jī)物可通過(guò)陽(yáng)極氧化去除,二價(jià)鐵可氧化為三價(jià)的氫氧化鐵再沉淀去除。
電凝聚法的優(yōu)點(diǎn):裝置緊湊,占地面積小,可去除的污染物廣,反應(yīng)迅速,使用的范圍寬,形成的沉渣密實(shí)。缺點(diǎn)是極板需消耗大量金屬,電耗也較高。
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