電化學(xué)水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展探討

張艷鶴

摘要：廢水的強(qiáng)酸和高堿以及廢水中的大量固體懸浮物、重金屬離子和各種浮選藥劑的殘留等都是形成污染的重要影響因素。電化學(xué)水處理是常見的水處理方式之一，具有低污染、易操控、易維護(hù)等優(yōu)勢，在去除COD、降低氨氮/總氮含量、除鹽、阻垢等領(lǐng)域具有良好的效果，本文總結(jié)了電化學(xué)水處理的研究現(xiàn)狀，并提出未來發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：廢水;電化學(xué)水處理;循環(huán)利用;技術(shù)研究

在我國的發(fā)展過程中，工業(yè)開發(fā)行業(yè)為我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出的貢獻(xiàn)十分巨大，隨之而來的環(huán)境污染問題也嚴(yán)重影響人們的生活和身體健康。工業(yè)污水廢水問題一直是環(huán)境污染的重要來源，在工業(yè)開發(fā)的過程中，污水的排量較大，污水中主要包括固體懸浮物、持久性的重金屬離子以及油污等物質(zhì)，含有這些物質(zhì)的廢水在不經(jīng)過加工處理就選擇直接進(jìn)行排放，會對四周的土壤、空氣以及水資源造成嚴(yán)重的破壞，并且短時(shí)間內(nèi)都得不到有效的恢復(fù)，甚至嚴(yán)重的可能會引發(fā)人類的身體疾病，因此有效的電化學(xué)水處理技術(shù)的應(yīng)用研究是現(xiàn)階段較為重要的研究內(nèi)容，對環(huán)境的保護(hù)以及人們的健康有著非常重要的意義。

一、電化學(xué)水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展探討重要意義

隨著當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工農(nóng)業(yè)的產(chǎn)值一直持續(xù)穩(wěn)步地增加，隨之發(fā)展而產(chǎn)生的各種廢水量也在不斷的增長中，并且對于周圍生態(tài)環(huán)境的危害日益嚴(yán)重，這也成為了當(dāng)前人們密切關(guān)注的問題。廢水排放量的多少與我國工業(yè)資源的品質(zhì)有著密切的關(guān)系，現(xiàn)階段我國工業(yè)資源質(zhì)量較低，因此導(dǎo)致著廢水排量較大，在的過程中工藝較為復(fù)雜。在廢水中固體懸浮物的含量最高也是最為直觀的特征，這些懸浮物都是源自于工業(yè)在生產(chǎn)中的顆粒，在過程中使用水玻璃等分散藥劑，可使廢水中含有的固體懸浮物含量更高、穩(wěn)定性更好，處理過程更為便捷。

殘留化學(xué)藥劑和重金屬離子是廢水產(chǎn)生危害的主要原因，也是現(xiàn)階段最難以處理的因素。這種情況在釉色金屬中的表現(xiàn)最為明顯，在絕大多數(shù)的廢水中所含有的中重金屬離子都是不可降解的，隨著廢水的排放會一直殘留在水資源當(dāng)中，這種情況也是廢水難以治理的重點(diǎn)和難點(diǎn)。化學(xué)藥劑和重金屬離子長期的停留在水資源當(dāng)中，造成水資源金屬含量過高甚至超標(biāo)，長期以往會對水體的結(jié)構(gòu)造成危害，影響人們正常飲用水的平衡[3]。

廢水的水質(zhì)特征對生態(tài)環(huán)境和人類的健康都造成嚴(yán)重的危害，廢水中包含的強(qiáng)酸或者強(qiáng)堿，沒有經(jīng)過加工直接進(jìn)行排放，會對水中包含的藻類生物、魚類生物、以及在水中存活的其余生物造成嚴(yán)重的影響，甚至可能會影響水中生物存活的概率。廢水中還含有較多的懸浮物，在降低水質(zhì)透明度的同時(shí)，也會影響水中植物的光合作用，減少水中所含有的營養(yǎng)成分，破壞水資源的整體結(jié)構(gòu)。廢水中的大量金屬離子與化學(xué)藥劑，這些元素都會對土壤和水體造成影響，過量的化學(xué)藥劑和重金屬離子會影響植物的生長和發(fā)育，嚴(yán)重的會造成植物的枯萎和死亡，重金屬過量對水中生物的新陳代謝造成影響，人類大量的食用含有重金屬離子的生物，對人類身體的健康形成嚴(yán)重的危害[4]。由此可知開展電化學(xué)水處理技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展探討，具有其不可忽視的重要意義。

二、電化學(xué)水處理技術(shù)的研究

（一）電絮凝法

電絮凝采用鐵或鋁陽極，在一定的電壓下發(fā)生電極反應(yīng)，產(chǎn)生鐵和鋁的陽離子，金屬陽離子在水溶液中為良好的絮凝劑，與水中有機(jī)和無機(jī)污染物發(fā)生作用，從而實(shí)現(xiàn)有效的去除。電絮凝法對于重金屬廢水、有機(jī)廢水等有著良好的處理和回收效果，具有高效、經(jīng)濟(jì)和環(huán)保的優(yōu)勢。

（二）電化學(xué)氧化法

電化學(xué)氧化法通過陽極和陰極反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)水中污染物的有效去除。電化學(xué)氧化裝置主要包括陽極和陰極，可分別發(fā)生陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)。陽極反應(yīng)一方面可以產(chǎn)生具有氧化作用的化合物，可以對水中的還原性物質(zhì)進(jìn)行去除，另一方面， 可以直接氧化廢水中的有害雜質(zhì)，實(shí)現(xiàn)有效去除。陰極表面發(fā)生陰極反應(yīng)，水中的惰性金屬離子可以在陰極表面發(fā)生還原反應(yīng)，從而沉積在陰極表面，實(shí)現(xiàn)的污染物去除 [4]。電化學(xué)氧化法具有無耗材、高效、可控的優(yōu)勢。

（三）光催化氧化處理辦法

光催化氧化法利用可見光和紫外光，在光照條件下，半導(dǎo)體或納米材料可以氧化水中的有機(jī)污染物，將大分子污染物降解為小分子污染物，甚至進(jìn)一步降解為水和二氧化碳。光催化氧化處理辦法是從1980年開始興起的一種廢水處理的辦法，這種處理辦法的特征主要是降解速度較快、凈化能力較好以及環(huán)保性較強(qiáng)的特性，被納入到廢水最為有效的處理辦法之一。

（四）離子交換法技術(shù)應(yīng)用

離子交換軟化能夠?qū)U水硬度降低到10mg/L以下，由于廢水硬度很高，如果直接使用離子交換進(jìn)行軟化，必然需要較高的設(shè)備投資，還會出現(xiàn)再生廢水等問題。在實(shí)際應(yīng)用中，可以在化學(xué)軟化之后使用離子交換軟化進(jìn)一步降低廢水的硬度，產(chǎn)生少量再生廢水可以返回到前段化學(xué)軟化系統(tǒng)中，能保證系統(tǒng)不再產(chǎn)生二次污染物。廢水還具有永久超高硬度，尤其鎂的硬度高于鈣硬度，其中氫氧化鎂是一種絮狀沉淀，沉淀性能比較差，如果完全氧化就會導(dǎo)致軟化池中產(chǎn)生很多難以沉降的白色泥漿。繼續(xù)使用傳統(tǒng)澄清工藝并不能滿足需要，所以目前會使用離心分離等方法，但是仍然面臨碳酸鈣和氫氧化鎂沉淀不容易去除的問題，必須探索沉淀碳酸鈣的同時(shí)也減少氫氧化鎂沉淀的方案。離子交換常用的材料為離子交換樹脂，應(yīng)用過程中，離子交換樹脂需要進(jìn)行再生，這是限制其發(fā)展的另一個(gè)重要原因。

三、電化學(xué)水處理技術(shù)的研究發(fā)展

（一）實(shí)現(xiàn)集中回收利用方式

在這種技術(shù)應(yīng)用的過程中，需要通過管道將廢水運(yùn)輸?shù)轿驳V庫中，然后經(jīng)過電化學(xué)加工沉淀、降解之后，把過濾出來的水集中的運(yùn)回到生產(chǎn)當(dāng)中，如果在這個(gè)過程中出現(xiàn)水體雜質(zhì)超標(biāo)的情況，就需要對已經(jīng)凈化后的水進(jìn)行電化學(xué)混凝沉淀以及電解酸堿中和的處理辦法，將水資源進(jìn)行二次的凈化，凈化后的水再次集中運(yùn)返到生產(chǎn)當(dāng)中。集中回收利用的方法不僅能夠減少成本的投入，并且能夠有效地對水資源的質(zhì)量進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，管理方面更加的便捷。

（二）實(shí)現(xiàn)分系統(tǒng)分質(zhì)量回收利用方式應(yīng)用

分系統(tǒng)分質(zhì)量回收利用的方式主要是結(jié)合水體質(zhì)量的提點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)用的技術(shù)，在回收利用的過程中優(yōu)先選擇一部分廢水進(jìn)行電化學(xué)處理，并將處理過的水資源在生產(chǎn)中進(jìn)行應(yīng)用，隨后將剩余的廢水集中起來，再統(tǒng)一的運(yùn)輸?shù)綇U水水庫中進(jìn)行電化學(xué)加工和處理。廢水的分布也較多，每一個(gè)區(qū)域分階段和過程中產(chǎn)生廢水質(zhì)量也有較大的差距，因此可以采用分階段分系統(tǒng)分質(zhì)量的將廢水進(jìn)行電化學(xué)處理，這樣的處理方式在很大程度上能夠減少水中所殘留的物質(zhì)，提高水資源的利用率，確保凈化過后的水資源不會對的指標(biāo)產(chǎn)生影響。

結(jié)束語：綜上所述，現(xiàn)階段我國廢水的治理以及電化學(xué)技術(shù)的發(fā)展較快，在實(shí)際的應(yīng)用過程中已經(jīng)取得較為良好的成果，隨著時(shí)代的發(fā)展和變化，在今后對廢水處理的過程中，會有更多的電化學(xué)技術(shù)被應(yīng)用在廢水的治理當(dāng)中，為今后廢水電化學(xué)處理帶來更多的便利條件，在保護(hù)我國水土資源的同時(shí)，保障工業(yè)資源的有效開發(fā)，推動我國工業(yè)行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

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