關(guān)于化工安全生產(chǎn)中電化學(xué)水處理技術(shù)的應(yīng)用分析

卞廣濤，劉信剛，李 娜

（山東臨化生物科技有限公司，山東 臨沂 276002）

0 引言

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，化工企業(yè)的規(guī)模也越來越大，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供必要的支持?；て髽I(yè)作為環(huán)境污染的重點(diǎn)企業(yè)，應(yīng)該在其生產(chǎn)中注意的各種安全問題，才能保證可持續(xù)發(fā)展的理念，在行業(yè)發(fā)展中，得到貫徹和實(shí)施。在化工安全生產(chǎn)中的電化學(xué)水處理技術(shù)的應(yīng)用，是非常重要的。但是我國(guó)對(duì)于電化學(xué)水處理的相關(guān)研究，具有一定的延遲性和不全面性[1]。因此還需要社會(huì)對(duì)這個(gè)技術(shù)給予重視，使化工企業(yè)的安全問題，能夠得到更好處理，電化學(xué)水技術(shù)更能夠促進(jìn)化工生產(chǎn)的發(fā)展，與環(huán)境的保護(hù)更加協(xié)調(diào)[2]。

1 化工安全生產(chǎn)中的電化學(xué)處理技術(shù)意義

1.1 化工安全生產(chǎn)特點(diǎn)

化工企業(yè)生產(chǎn)具有其獨(dú)特的性質(zhì)。首先生產(chǎn)的材料是要經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)和變化的，化學(xué)反應(yīng)是具有一定的不穩(wěn)定性，要求極高的準(zhǔn)確性，否則可能帶來爆炸或者反應(yīng)失敗的問題。化工生產(chǎn)步驟是較為復(fù)雜和特別的，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境要求較高。其次，化學(xué)工廠一般是大規(guī)模生產(chǎn)，對(duì)生產(chǎn)的技術(shù)和設(shè)備專業(yè)性要求較高，生產(chǎn)效率也是非常高，因此安全的風(fēng)險(xiǎn)性較高。最后也是最重要的一個(gè)特點(diǎn)，化工企業(yè)對(duì)周邊的環(huán)境影響是需要控制的，因此化工安全生產(chǎn)中需要應(yīng)用電化學(xué)水處理技術(shù)，確保很大程度上使企業(yè)與環(huán)境更友好地發(fā)展。

1.2 電化學(xué)水處理技術(shù)的重要性

電化學(xué)水處理技術(shù)在化工安全生產(chǎn)中能夠起到非常積極且有效的影響。電化學(xué)水處理技術(shù)不僅可以對(duì)化工安全生產(chǎn)提高利率和把控質(zhì)量，而且能對(duì)環(huán)境質(zhì)量安全起到很大的促進(jìn)作用。電化學(xué)水處理過程中對(duì)促進(jìn)電化學(xué)反應(yīng)器的效果更佳，縮短化工安全生產(chǎn)中反應(yīng)器的傳質(zhì)時(shí)間，從而提升化工生產(chǎn)效率。電化學(xué)水處理技術(shù)的應(yīng)用對(duì)水源的保護(hù)和凈化效果更有效。在電能消耗問題中，也可以用電化學(xué)水處理技術(shù)來應(yīng)對(duì)，達(dá)到減少能耗，促進(jìn)化工企業(yè)安全發(fā)展的目的。

2 電化學(xué)水處理技術(shù)類型

電化學(xué)水處理技術(shù)在應(yīng)用過程中，是用電化學(xué)反應(yīng)機(jī)制或者電化學(xué)間接轉(zhuǎn)化的方式，對(duì)通過電極對(duì)污染物進(jìn)行處理，這個(gè)過程稱為降解或者稱為消除作用?；て髽I(yè)安全生產(chǎn)通過電化學(xué)水處理技術(shù)可以保護(hù)環(huán)境。

2.1 電化學(xué)水處理技術(shù)中的電氧化法

電化學(xué)水處理技術(shù)中，有直接與間接氧化的方式，用高電位中的陽(yáng)極來對(duì)溶液中有毒的化合物進(jìn)行降解，這稱為電氧化法。其中CN-在電鍍工廠中的廢水，通過直接氧化的方式可以達(dá)到殺菌和脫硫的效果[2]。湖水中的細(xì)菌，通過直接氧化的方法，通過具有10 V 電壓的電化學(xué)水處理方式，用時(shí)5 min，僅剩下2%的細(xì)菌，通過這個(gè)方法可以祛除水中藻類。那些通過Ag2+、Co3+和Fe3+作為氧化中介，可以對(duì)苯、苯酚和油等較難分解的化學(xué)活性物質(zhì)，通過間接氧化，在陽(yáng)極中達(dá)到降解作用。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)的效率較高。

2.2 電化學(xué)水處理技術(shù)中的電還原法

在化工安全生產(chǎn)中，化工廢水里含有高純度的重金屬物質(zhì)，此時(shí)需要對(duì)重金屬進(jìn)行回收，就可以用氯化烴的還原脫氯和重金屬，進(jìn)行重金屬回收。廢水提出重金屬采用這種方式，能夠降低水中氯化烴的還原脫氯和重金屬含量。

電還原法主要用于氯化烴的還原脫氯和重金屬的回收。它能從廢水中得到純度很高的重金屬，這種方法不僅費(fèi)用低廉，而且高效。

2.3 電化學(xué)水處理技術(shù)電凝聚法

Fe2+、Fe3+等利用電解技術(shù)，從鐵屑和鐵板中生成，鋁板也可以用這個(gè)方法，生成或Al3+。這個(gè)過程中，F(xiàn)e（OH）2、Fe（OH）3、Al（OH）3等再絮凝生成，此時(shí)水中的污染物也被祛除。在化工安全生產(chǎn)中的供水，可以有一部分用鐵，通過電凝聚法溶解。這是通過Fe2+氧化成Fe3+的作用機(jī)理，利用它們與新生態(tài)氧和溶解氧的不溶性陽(yáng)極反應(yīng)進(jìn)行的。電化學(xué)水處理技術(shù)進(jìn)而水解，從而形成氫氧化鐵的膠體，還要砂濾去除。同時(shí)OH-引起pH 值上升，這是陰極反應(yīng)造成的。過濾條件也由于從產(chǎn)生的微氣泡中高鐵膠體集聚成較大的顆粒，而得到改善。電化學(xué)水處理中電流密度4.0m A/cm2、通電率為50%，就可以由4.0 mg/L 含鐵量降至0.3 mg/L。這個(gè)過程，非常適合小規(guī)模的供水系統(tǒng)，沒有任何化學(xué)藥劑添加，不易造成污染[3]。在75.11%、80%和80%以上的COD、SS 及色度去除率，表明雙鋁電極電凝聚氣浮強(qiáng)化一級(jí)電化學(xué)水處理方式，非常有價(jià)值。

2.4 電化學(xué)水處理技術(shù)電氣浮法

在電化學(xué)水處理中，采用電氣浮法對(duì)化工廠廢水進(jìn)行處理，通過陽(yáng)極和陰極上，由電解產(chǎn)生的氧氣和氫氣生成的微氣泡，這個(gè)方法可以達(dá)到94%的脫色率，98%的SS 去除率和75%COD 去除率。95%浮油去除率，92%乳化油去除率，91.2%LAS 去除率，這都是通過氣泡粘附在膠體或者絮體上。

2.5 電化學(xué)水處理技術(shù)微電解（內(nèi)電解）法

微電解就是鐵屑也就是鐵-碳合金，通過微電池回路方式，在廢水中進(jìn)行的一種內(nèi)部的電解反應(yīng)過程。內(nèi)電解法中，鐵屑會(huì)與碳粒發(fā)生接觸，形成大原電池，這些碳粒是石墨、焦炭、活性炭、煤等一些惰性碳[4]。在化工廢水安全處理中，電解難降解的二硝基氯苯和偶氮染料活性藍(lán)、絡(luò)合染料活性綠等物質(zhì)，93%的脫色率，50%COD 去除率，同時(shí)增大BOD5/COD，工藝處理效率得到提高，水資源也得到保護(hù)。

3 電化學(xué)水處理技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 電化學(xué)水處理技術(shù)硝基苯類化合物廢水處理

化工安全生產(chǎn)中，對(duì)硝基苯類化合物廢水處理，是一個(gè)較為困難的問題，傳統(tǒng)的廢水處理方法效率較低，達(dá)到的效果并不理想。采用電化學(xué)水處理技術(shù)中DSA 陽(yáng)極，作為一個(gè)催化劑的方式，從而對(duì)硝基苯類化合物廢水進(jìn)行處理。這種方式可以在大范圍電流密度下，對(duì)硝基苯類化合物廢水進(jìn)行降解，并且發(fā)生一系列反應(yīng)。因此化工安全生產(chǎn)中，硝基苯類化合物廢水過程中，電化學(xué)水處理技術(shù)的應(yīng)用是非常重要的。

3.2 電化學(xué)水處理技術(shù)持久性有機(jī)污染物處理

重金屬是化工生產(chǎn)污水中常見的排放物，對(duì)環(huán)境的影響非常大，因此對(duì)化工廠安全生產(chǎn)中的污水處理的要求是非常嚴(yán)格的。包含重金屬元素的污水要求的處理技術(shù)較高，此時(shí)采用電化學(xué)氧化反應(yīng)方式，通過廢水中的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行氧化的方式，降解其中的重金屬元素，從而減少重金屬元素對(duì)周邊環(huán)境的污染和破壞[5]?；S安全生產(chǎn)中，通過采用電化學(xué)水處理技術(shù)，重金屬有機(jī)物污水的處理效率，也可以得到提高。

3.3 電化學(xué)水處理技術(shù)酚廢水的處理

含酚廢水是化工生產(chǎn)中較難處理的一種廢水，它的處理過程較為繁雜，技術(shù)要求較高。當(dāng)前化工廠采取電化學(xué)水處理方式，通過電壓調(diào)整，進(jìn)行氧化反應(yīng)的方式，從而調(diào)整水中的pH 值，這樣能夠快速處理含酚廢水，從而使水變得干凈，同時(shí)，時(shí)間越長(zhǎng)，廢水處理效果更好，效率更高。

4 電化學(xué)水處理技術(shù)發(fā)展前景

電化學(xué)水處理在我國(guó)化工安全生產(chǎn)中推廣較晚，當(dāng)前技術(shù)不夠先進(jìn)，因此在我國(guó)開展電化學(xué)水處理技術(shù)研究，是非常必要的，這也是非常有發(fā)展前景的一項(xiàng)技術(shù)。

4.1 電化學(xué)水處理技術(shù)材料研究

電極材料能夠影響電化學(xué)水處理反應(yīng)速度，從而被稱為電催化。電極材料不僅對(duì)電化學(xué)水處理的反應(yīng)效率有影響，同時(shí)對(duì)發(fā)生反應(yīng)的數(shù)量有影響[6]。例如高析氧電位是用Sb2O3覆蓋的Ti/SnO2電極，進(jìn)行有機(jī)化工污水處理，通過活性炭纖維與鐵，進(jìn)行導(dǎo)電和吸附，加入催化和氧化還原，氣浮等性能，實(shí)現(xiàn)污水處理。當(dāng)前高效催化電極的炭黑催化劑等相關(guān)研究，還不夠完善，需要深入研究。

4.2 電化學(xué)水處理技術(shù)反應(yīng)器結(jié)構(gòu)發(fā)展

非常處理中的電解質(zhì)溶質(zhì)濃度，對(duì)電化學(xué)水處理非常重要，當(dāng)導(dǎo)電率太低時(shí)，就需要對(duì)電化學(xué)反應(yīng)器進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)，復(fù)極性固定床電催化反應(yīng)器，應(yīng)該是當(dāng)前研究的主流。

4.3 電化學(xué)水處理技術(shù)供電方式研究

電化學(xué)水處理中，采取電化學(xué)脈沖方法，對(duì)溶液中化合物的活性凝聚方法，是優(yōu)于其他絮凝劑的使用，因此可以進(jìn)行高電壓、小電流脈沖供電和高壓脈沖電凝法研究。

4.4 電化學(xué)水處理技術(shù)與其他技術(shù)結(jié)合創(chuàng)新

電化學(xué)水處理技術(shù)，可以結(jié)合膜輔助方法、磁電解方法、超聲波電解法和生物膜電極法，進(jìn)行廢水處理。

5 結(jié)語

電化學(xué)水處理技術(shù)對(duì)化工安全生產(chǎn)具有重大的意義，也非常具有研究?jī)r(jià)值。當(dāng)前推廣電化學(xué)水處理技術(shù)，不僅能夠促進(jìn)化工廠的發(fā)展，同時(shí)也是貫徹環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展理念的要求。電化學(xué)水處理技術(shù)的應(yīng)用，不僅對(duì)化工企業(yè)發(fā)展意義重大，對(duì)整個(gè)社會(huì)環(huán)境來說，同樣重要。社會(huì)人工智能化的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)能耗和資源的需求更高，對(duì)各方面技術(shù)要求也更高，通過電化學(xué)水處理技術(shù)應(yīng)用，能夠降低化工生產(chǎn)的成本，減少對(duì)化學(xué)藥劑的使用，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。