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8种电化学水处理方法

电化学水处理-

世间万物，都是有一利就有一弊。社会的进步和人们生活水平的提高，也不可

避免地对环境产生污染。废水就是其中之一。随着石化、印染、造纸、农药、医药

卫生、冶金、食品等行业的迅速发展，世界各国的废水排放总量急剧增加，且由于

废水中含有较多的高浓度、高毒性、高盐度、高色度的成分，使其难以降解和处

理，往往会造成非常严重的水环境污染。

为了处理每天大量排出的工业废水，人们也是蛮拼的。物、化、生齐用，力、

声、光、电、磁结合。今天笔者为您总结用电’来处理废水的电化学水处理技术。

电化学水处理技术，是指在电极或外加电场的作用下，在特定的电化学反应器

内，通过一定的化学反应、电化学过程或物理过程，对废水中的污染物进行降解的

过程。电化学系统设备相对简单，占地面积小，操作维护费用较低，能有效避免二

次污染，而且反应可控程度高，便于实现工业自动化，被称为环境友好’技术。

电化学水处理的发展历程

1799年

Valta制成Cu-Zn原电池，这是世界上第一个将化学能转化为电能的化学电源

1833年

建立电流和化学反应关系的法拉第定律。

19世纪70年代

Helmholtz提出双电层概念。任何两个不同的物相接触都会在两相间产生电势，这是

因电荷分离引起的。两相各有过剩的电荷，电量相等，正负号相反，相互吸引，形

成双电层。

1887年

Arrhenius提出电离学说。

1889年

Nernst提出电极电位与电极反应组分浓度关系的能斯特方程。

1903年

Morse和Pierce把两根电极分别置于透析袋内部和外部溶液中，发现带电杂质能迅速地从凝胶中

除去。

1905年

提出Tafel公式，揭示电流密度和氢过电位之间的关系。

1906年

Dietrich取得一个电絮凝技术的专利，专门有人和公司对电絮凝过程进行改进和修正。1909年

Harries（美国）取得电解法处理废水的专利，它是利用自由离子的作用和铝作为阳

极。

1950年

Juda首次试制成功了具有高选择性的离子交换膜，这促使电渗析技术进入了实用阶

段，奠定了电渗析的实用化基础。电渗析首先被用于苦咸水的化，而后逐步扩大

到海水淡化和制取工业纯水的应用中。

20世纪50年代

Bochris等发展的电极过程动力学，为今后半导体电极过程特性研究和量子理论解释溶液界面电子转

移过程的研究打下理论基础。

1956年，Holden（英国）利用铁作为电极来处理河水。

20世纪60年代初期随着电力工业的迅速发展，电解法开始引起人们的注意。传统的电解反应

器采用的是二维平板电极，这种反应器有效电极面积很小，传质问题不能很好地解决。而在工业生

产中，要求有高的电极反应速度，所以客观上需要开发新型、高效的电解反应器。

20世纪六七十年代

从俄克拉荷马大学研究去除略带碱性的水中盐分开始，Y.Oren等研究了电吸附和

电解吸附技术的基础理论、参数的影响和对多种候选电极材料的评价。

1969年

（

Backnurst等提出流化床电极FBE）的设计。这种电极与平板电极不同，有一定的

立体构型，比表面积是平板电极的几十倍甚至上百倍，电解液在孔道内流动，电

解反应器内的传质过程得到很大的改善。

1972年

Fujishima和Honda报道了在光电池中光辐射Ti02可持续发生水的氧化还原反应，

标志着光催化氧化水处理时代的开始。

1973年

M.Fleischmamm与F.Goodridge等研制成功了双极性固定床电极（BPBE。内电极材料在高梯度电场的

作用下复极化，形成双极粒子，分别在小颗粒两端发生氧化-还原反应，每一个颗

粒都相当于一个微电解池。由于每个微电解池的阴极和阳极距离很小，迁移就容易实现。同时，

由于整个电解槽相当于无数个微电解池串联组成，因此效率大大提高。

20世纪七十年代

前苏联科研人员将铁屑用于印染废水的处理，从此微电解法开始应用到废水治理

中。

1976年

Asovov等人（