电化学水处理技术的研究与应用论文_王丽梅

电化学水处理技术的研究与应用论文_王丽梅

(江苏华电如皋热电有限公司 江苏省南通市 226500)

摘要:电化学水处理技术作为环境友好的一种技术形式,其操作流程而已相对较为简单,并且具有良好的灵活性。其实,在该项技术实施的过程中,最大的优势就是需要添加相应的化学剂、避免二次污染的现象发生,这样对环境质量的改善,起到了非常重要的作用和意义。因此,在相关行业对电化学水处理技术应用的过程中,对其技术的发展给予高度的重视。同时,在电化学水处理技术发展的过程中,可以同时讲解很多的物质,也可以加强对各项能源进行有效的利用,避免发生能源大量消耗的现象,也可以容易实现自动化控制技术。由此来说,电化学水处理技术在相关行业中,具有良好的发展前景。

关键词:电化学水;处理技术;应用

随着经济全球化的不断发展,环境和能源问题一直是制约世界经济发展的主要因素,越来越多的国家都开始注重环境、能源与经济的协调发展。目前,全世界水资源紧缺,在开发一次水源的同时,对生活和工业用水的二次利用就显得尤为重要,不仅可以提高现有水资源的利用率,同时也可避免生活和工业污水对土壤和地下水资源的污染,有利于水资源的循环使用。电化学水处理技术在污水处理中的应用,可以提升对大自然一次水的保护,对二次水的循环使用。因此,加大对电化学水处理技术的研究与应用,对社会经济的发展有着非常重要的意义。

一、电化学水处理技术概述

1、电化学水处理技术的基本原理及分类

电化学水处理技术的基本原理就是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学转化从而被减少或去除,一般分为直接电解和间接电解。

1.1直接电解

直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从中去除。直接电解可分为阳极过程和阴极过程。阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质,甚至发生有机物无机化,从而达到削减、去除污染物的目的。阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除,主要是卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。

1.2间接电解

间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物作为反应剂或催化剂,使污染物转化成毒性更小的物质。间接电解分为可逆过程和不可逆过程。可逆过程(媒介电化学氧化)是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质,如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等,氧化有机物的过程还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体,包括溶剂化电子、O2-等自由基。另外常用水和废水电化学处理方法有以下几种:电解回收法、电化学氧化法、电解气浮法、电渗析法和微电解法。

2、电化学水处理技术的优势

由于电化学水处理技术的应用原理比较简单,应用效果比较明显,因此,其在水处理行业中的应用前景也越来越好。下面介绍电化学水处理技术的特点。

2.1电化学水处理技术的功能较多

在电化学水处理过程中,主要是利用电化学技术和氧化还原机理,对水资源中的有机物进行消除。因此,其应用范围较广,不仅可以应用于污水处理,还应用于化工生产中的某项工艺流程。如电化学氧化技术可以降低有毒物质,也可以制取甲苯及其衍生物。

2.2电化学水处理技术的灵活性较高

在电化学水处理技术的应用过程中,电化学技术涉及的方面比较多,通常情况下,其净水效果较好。当在某一固定环境下,能够同时发挥电化学阳极和阴极的作用,提高净水效果。因此,电化学水处理技术的应用灵活性较高,可以依据要处理的水源,选择合适的电化学技术,争取以最低的成本,获取最高的经济效益。

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2.3电化学水处理技术容易掌握

电化学水处理技术在应用过程中,需要的反应条件比较简单,通入直流电源后,不需要进行催化或加压就可以保证其反应速率。因此,电化学水处理技术比较容易掌握,反应过程容易控制。

2.4电化学水处理技术的经济性较好

电化学水处理技术过程比较简单,所需的设备也不复杂。因此,在污水处理过程中运用电化学水处理技术,其产生的经济效益比较可观。此外,电化学技术在应用过程中,其设备维护和维修都比较简便,不会出现重大故障和重大安全事故。

2.5电化学水处理技术的污染性低

电化学在净化水的过程中,其反应产生的物质可以循环使用。另外,在反应过程中,电化学水处理技术的衍生物大都是游离的电子,不会产生其他的有害物质。因此,电化学水处理技术的污染性较低,比较适合绿色经济的发展需求。

二、电化学水处理技术应用前景

电化学水处理技术凭借着自身的优势,在我国工业等一些相关行业中,得到了广范的应用。但是,在电化学水处理技术实际应用的过程中,依据有很多问题无法得到良好的解决,这就需要在电化学水处理技术不断发展的过程中,进行一定程度上的研究和分析。那么,在本段内容中,就对电化学水处理技术的发展形式,进行了简要的分析:

1、提升传质的效率

在电化学水处理技术实际应用的过程中,电化学能源消耗成为一个普遍的现象,并且传质效率相对较低,是电化学水处理技术发展中常见的一个问题。因此,在电化学水处理技术发展的过程中,应当针对该技术应用的实际情况,以及能源消耗的情况,选择电解质以及电极的材料,这样可以有效的降低能源的消耗。同时,在实际应用的过程中,也应当对催化剂进行一定程度上的选择,选择相对节能的催化剂,这样可以避免在电催化的中产生大量的能源消耗,从而对其环境的质量起到了一定的保护作用。

2、提升电化学反应器的设计

在电化学水处理技术实际应用的过程中,电化学反应器可以增大反应器中比电极面积、强化传质等方面,可以有效的提升其效率。同时,在电化学水处理技术不断发展的过程中,通过不断相关工作人员的不断努力,所研究出的电化学反应器结构也相对变得更加复杂化,例如:细间隙和薄膜反应器、旋转电极反应器、三维电极反应器、零极距电化学反应器、SPE电化学反应器等方面。但是,在不断发展的过程中,由于其结构相对较为复杂,存在的问题也相对较多,像是:电解工艺、电解槽、电极及隔膜材料等问题。因此,在发展的过程中,应当将这些问题,作为考虑的重点,并且通过有效的方式方法,进行有效的规避,从而为电化学水处理技术的进一步发展,提供了重要的支持。

3、电化学和水处理方式的结合

电化学水处理技术在发展的过程中,尽管在降低环境污染方面,取得了相对较为良好的成绩。但是,在电化学水处理技术实际应用的过程中,对能源的消耗却是相对较大的,并有些污染物中所含有的毒性,无法得到有效的降解。因此,在电化学水处理技术发展的过程中,可以与水处理进行有效的结合,利用两者各项的优势来弥补两者存在的不足,以此提升电化学水处理技术在降低能耗、环境等方面的优势。另外,在两者结合的过程中,主要作为预处理工艺和深度处理工艺,以此展现电化学水处理技术的优势,避免对其周围的环境造成严重的影响。

结束语

电化学水处理技术作为一种新的技术形式,也是环境的好友。因此,本文对电化学水处理技术进行了简要的分析和阐述,并且在此基础之上,对电化学水处理技术的发展中的一些相关内容,展开了简要的概述,主旨就是对污染物可以进行有效的讲解,避免对周围环境的质量,造成严重的影响,降低了能源的消耗,这对我国社会的发展,也起到了推动性的作用。

参考文献

[1]杨再鹏,曹树祥.环境保护是一项基本国策[J].化工环保,2011,31(1),47~52.

[2]郭英,高超.难降解废水高效处理技术[J].给水排水,2009,35(s1),296~299.

[3]曹希,宋晓梅.电化学水处理技术综述[M].技术创新管理,机械工业出版社.2011,65~67.

论文作者:王丽梅

论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期

论文发表时间:2018/3/13

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