工業(yè)廢水的電化學(xué)處理方法分析

摘 要：工業(yè)廢水主要包括生產(chǎn)廢水和生產(chǎn)污水，這些廢水中含有很多與生產(chǎn)材料有關(guān)的污染物，這些污染物如果不能得到及時(shí)凈化處理，直接將其排放到河海中，其會(huì)對(duì)環(huán)境造成很大的破壞。工業(yè)廢水處理方法有多種，電化學(xué)處理方法只是其中一種，這種方法操作比較簡(jiǎn)單，針對(duì)性比較強(qiáng)，造價(jià)便宜，處理效果顯著，所以其備受工廠青睞。相關(guān)人員還要對(duì)這種方法處理原理進(jìn)行了解，對(duì)其在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：工業(yè)廢水；電化學(xué)；處理方法

電化學(xué)法在工業(yè)廢水處理中的優(yōu)勢(shì)很顯著，其工作原理是對(duì)電解質(zhì)溶液通電，溶液中的電子在發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，整個(gè)化學(xué)溶液也會(huì)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，而在化學(xué)反應(yīng)中，生成物多為其他相物質(zhì)，這些物質(zhì)以及去除物質(zhì)后的溶液多無(wú)公害，無(wú)污染。在工業(yè)廢水中利用該原理，會(huì)發(fā)現(xiàn)廢水中的污染物會(huì)被還原出來(lái)，如此廢水污染程度會(huì)降低。本文主要針對(duì)工業(yè)廢水中的電化學(xué)處理方法進(jìn)行分析。

一、電化學(xué)法分類

1、電絮凝法

在該種電化學(xué)反應(yīng)中，電解液通電后，陽(yáng)極發(fā)生溶蝕，分解成陽(yáng)離子，這些陽(yáng)離子在水解氧化反應(yīng)中，會(huì)變成羥基絡(luò)合物以及氫氧化物，廢水在這些生成物的作用下，污染物如膠態(tài)雜質(zhì)等會(huì)變成絮凝物質(zhì)沉淀下來(lái)，與電解質(zhì)溶液形成分層[1]。某些沒(méi)有絮凝沉淀的污染物中含有一些電荷，在電荷被中和后，這些物質(zhì)也會(huì)發(fā)生沉淀，與原溶液形成分離。最開(kāi)始絮凝沉淀下來(lái)的絡(luò)合物與氫氧化物等也可以成為污染物處理的助力，因?yàn)檫@兩種物質(zhì)可以組成密度比較小的鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)，進(jìn)而對(duì)顆粒小的污染物進(jìn)行去除。工業(yè)廢水中的有機(jī)物和懸浮物都可以通過(guò)該種結(jié)構(gòu)去除。電絮凝法不僅可以去除污染物，還可以改善廢水的酸堿性，使其逐漸呈中性。電絮凝法中陽(yáng)極的絡(luò)合沉淀反應(yīng)可以使廢水堿性降低，而陰極的氫氣分子生成過(guò)程則可以使廢水酸性降低。氣體在生成的過(guò)程中，也會(huì)攜帶部分污染物，使其脫離原溶液，便于處理。

2、電氣浮法

該種方法使廢水中的固液物質(zhì)分離，在發(fā)生電解反應(yīng)時(shí)，陽(yáng)極不會(huì)發(fā)生溶蝕反應(yīng)，反而會(huì)和陰極一起產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)，生成物則是各種氣體，與電絮凝法中生成的氣體一樣，在上升的過(guò)程中，也會(huì)攜帶廢水中的固體顆粒至水面，使其脫離溶液，從而達(dá)到降低溶液污染物的目的[2]。在電氣浮法中，生成的氣體微氣泡還可以降解廢水中的有機(jī)物，使廢水污染程度降低。

3、電化學(xué)氧化法

這種方法有直接電解和間接電解之分，前者主要指水分子轉(zhuǎn)化為羥基自由基后，會(huì)與廢水有機(jī)物中的親電基團(tuán)發(fā)生氧化反應(yīng)，反應(yīng)物為金屬陽(yáng)離子，其在水解后，會(huì)變成可以吸附污染物的絮凝沉淀物，最終的沉淀物中含有污染物。后者主要指在電解反應(yīng)中，可以在電解質(zhì)溶液中添加金屬鹽類，使其發(fā)生氧化反應(yīng)，將這種原理應(yīng)用在廢水處理中，鹽類溶液可以作為氧化劑使用，氧化劑會(huì)直接將廢水污染物氧化為無(wú)污染的水和氣體。

4、電-Fenton法

這種方法屬于間接電解氧化法。在該種方法中工業(yè)廢水形成的電解溶液陽(yáng)極反應(yīng)會(huì)生成氧氣，該氣體會(huì)在陰極發(fā)生還原反應(yīng)，還原產(chǎn)物主要為過(guò)氧化氫，該物質(zhì)進(jìn)而會(huì)與金屬陽(yáng)離子發(fā)生Fenton反應(yīng)，生成物為羥基自由基，這種物質(zhì)具有氧化作用，會(huì)對(duì)溶液中的污染物進(jìn)行氧化，使其變?yōu)闊o(wú)公害的物質(zhì)[3]。在這種方法中，雖然會(huì)涉及到很多反應(yīng)，但在反應(yīng)中，不用特意添加溶劑，其對(duì)于污染物的處理效果也很顯著。

二、電化學(xué)法在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

工業(yè)廢水中含有很多有機(jī)物質(zhì)和無(wú)機(jī)物質(zhì)，這些污染物都可應(yīng)用電化學(xué)法得到妥善處理。本文主要以金屬鉻的處理為例，分析電化學(xué)法。

鉻金屬一般存在于冶金廢水或電鍍以及印染等廢水中，其是造成重金屬污染的罪魁禍?zhǔn)?。這種重金屬毒性很大，不僅會(huì)污染環(huán)境，還會(huì)對(duì)周圍居民用戶身體造成嚴(yán)重?fù)p害。在金屬鉻處理中，可以對(duì)其采取模擬實(shí)驗(yàn)，相關(guān)人員可將一定密度的含鉻廢水作為試驗(yàn)對(duì)象，在電解過(guò)程中，相關(guān)人員可對(duì)電解質(zhì)溶液進(jìn)行調(diào)整，使其電導(dǎo)率增加，以促進(jìn)電解反應(yīng)。在廢水中添加氯化鈉可實(shí)現(xiàn)這一目的，添加了氯化鈉的工業(yè)廢水在放置一段時(shí)間后，相關(guān)人員要進(jìn)行取樣觀察。在電解反應(yīng)中，電壓為常值，一直處于穩(wěn)定狀態(tài)，電流數(shù)值相比開(kāi)始要小些。溶液的酸性會(huì)降低，最終呈現(xiàn)弱堿性。而金屬鉻的含量顯著降低，將其含量數(shù)值與正常標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)此試驗(yàn)后的工業(yè)廢水可以被排放到指定位置。

對(duì)于重金屬鉻，還可以通過(guò)鐵屑內(nèi)電解法處理。電化學(xué)法雖然優(yōu)勢(shì)多多，但其在應(yīng)用中，如果電極發(fā)生極化鈍化反應(yīng)，電化學(xué)法對(duì)污染物的處理效率會(huì)下降，而鐵屑內(nèi)電解法可以消除該劣勢(shì)。在該種方法作用下，鐵屑顆粒與溶液發(fā)生電解反應(yīng)，會(huì)生成絮凝沉淀物，這種沉淀物可通過(guò)斜管沉淀池得到去除，從而與原溶液發(fā)生有效分離[4]。溶液廢水中的重金屬在被有效清除后，廢水中還有固體雜質(zhì)，這些固體雜質(zhì)可通過(guò)微孔過(guò)濾機(jī)去除，最終排放的工業(yè)廢水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這些反應(yīng)，相關(guān)人員可建立污染物處理流程體系。這種處理體系對(duì)金屬鉻的處理效率更高。

另外，電吸附法也可以處理工業(yè)廢水中的重金屬鉻。在這種方法中，主要利用活性炭纖維，對(duì)重金屬鉻進(jìn)行吸附。這種吸附物質(zhì)具有導(dǎo)電性，所以可將其與電吸附方法結(jié)合在一起。在電吸附法中，相關(guān)人員需要先制作活性炭纖維電極，然后將其與含鉻廢水作用在一起，最終會(huì)發(fā)現(xiàn)廢水中的鉻元素得到有效吸附，殘余率很少。

結(jié)束語(yǔ)：工業(yè)廢水中的電化學(xué)處理方法可以細(xì)化為多種方法，這些方法在不同污染物的處理上，效果不同，相關(guān)人員還要對(duì)各種污染物進(jìn)行區(qū)分，對(duì)其應(yīng)用有效方法，使其得到高效處理。另外還要對(duì)電化學(xué)法進(jìn)行研究，使其得到優(yōu)化，解決電化學(xué)法應(yīng)用中的極化鈍化等劣勢(shì)。

參考文獻(xiàn)

[1] 郭晨.電化學(xué)氧化法在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用研究[J].化工管理，2017（26）：251.

[2] 樊廣萍，謝江坤，李睦，周軍.電化學(xué)氧化技術(shù)在廢水處理中的應(yīng)用研究[J].凈水技術(shù)，2016，35（06）：30-36.

[3] 秦俊杰.工業(yè)廢水電化學(xué)處理技術(shù)的進(jìn)展及其發(fā)展方向[J].化工管理，2016（18）：93.

[4] 付勝楠.電化學(xué)法處理工業(yè)廢水和生活污水的研究與應(yīng)用[J].煤炭與化工，2015，37（08）：149-152.

作者簡(jiǎn)介

李洪耀（1988-），男，廣東江門(mén)人，學(xué)歷：本科，工作單位：江門(mén)市新會(huì)區(qū)環(huán)境保護(hù)局，研究方向：環(huán)境保護(hù)

（作者單位：江門(mén)市新會(huì)區(qū)環(huán)境保護(hù)局）