電化學氧化法處理各中污水技術的發展簡史

近年來，石油勘探開發活動越來越多，污染物也越來越多，對環境的污染也越來越嚴重。如何有效地控制和控制石油開采和使用過程中造成的環境污染已成為世界各國面臨的一個重要課題。除了可溶性鹽和重金屬、懸浮物、乳化原油、固體顆粒、硫化氫等天然雜質外，油田廢水成分復雜，還含有一些化學添加劑，用于改變水的開采性質，以及酸。除氧劑。潤滑劑。殺菌劑。防垢劑等。

電化學氧化法是最近發展起來的一種新技術。作為處理各種廢水的有效方法之一，由于其處理效果高、操作簡單、與環境兼容等優點，引起了研究人員的廣泛關注?？蓮V泛應用于水的澄清、脫色、殺菌。除有機物和鋁、硅、鐵、錳化合物、重金屬離子、浮游生物細胞、放射性物質等。

一、電解制備臭氧的原理。

臭氧技術成立于1840年，主要通過低壓直流電解水，使水在陽極溶液界面上發生氧化反應，產生臭氧。臭氧制備裝置由電解質溶液和陰陽兩極組成。臭氧在陽極中沉淀，陰極可分為氫分析陰極和氧還原陰極兩種。

二、電解制備臭氧的優點。

臭氧制備的優點如下：臭氧純度高，進料空氣無預處理，無氮氧化物；此外，臭氧生產設備小、輕、結構簡單、無噪音、便攜，具有廣闊的應用前景。其主要缺點是能耗較大。目前，人們將重點關注如何提高其能耗，以促進該技術。

三、電解制備臭氧的研究進展。

1.陽極材料。

在電解臭氧技術中，陽極材料的質地決定了電解設備的穩定性。目前，可用的陽極材料僅限于貴金屬鉑及其合金材料。高氧化導電材料（如Pbo2和Sno2）。玻璃碳等，現在介紹不同的電極材料。

2.鉑(Pt)電極。

純鉑（PT）電極是一種非常好的陽極材料，因為它具有較高的氧分析過電位。鉑電極材料主要用于鉑陽極/硫酸系統，使易熔電解成分在低溫環境中電解。研究表明，在特定的低溫環境中，其電流效率可高達32%，但低溫環境需要大量的電能，因此不太經濟。為了提高電流效率，人們在鉑陽極/過氯酸系統中使用鉑電極材料，將電解溫度設置在-40℃的超低溫環境中，電流效率可提高到36%。雖然改變電解質可以提高電流效率，但PT屬于貴金屬，因溫環境下保持較高的電流效率，PT屬于貴金屬，因此選擇該材料不經濟，因此電極難以推廣。

三、二氧化鉛(Pbo2)電極。

二氧化鉛具有良好的導電性，略低于鉑。當鉛處于高價PB4+，在系統中制作陽極時，由于電極的化學性質穩定，被稱為不溶性陽極。此外，人們經常使用它來取代鉑電極，因為它具有高氧分析過電位的特性。根據基體分類，PBO2電極可分為基體電極和無基體電極。與基體電極相比，無基體二氧化鉛板電極具有硬、質地脆、易損壞、批量生產困難、成品率低、導電性差、接觸電阻大、導板安裝困難等缺點，不易大規模使用。

4.玻璃碳電極。

自20世紀90年代以來，玻璃碳具有化學穩定、耐酸堿、耐高溫等諸多優點，廣泛應用于金屬工業、電池領域、分析電極、半導體工業等領域。因此，人們逐漸關注玻璃碳材料，并使用玻璃碳作為陽極材料進行研究。此外，玻璃碳的電極特性由玻璃碳前驅體的不同和熱處理溫度決定。研究表明，當低濃度HBF4電解質溶液電解時，玻璃碳陽極會產生嚴重的電腐蝕，但電解質濃度較高。當系統溫度較低時，其電流效率可達40%，并可大大降低陽極材料的腐蝕。

四、電解水處理技術的優點在于：

1.過程中產生的OH與廢水中的有機污染物直接反應，將其降解為二氧化碳。水和簡單的有機物沒有或很少產生二次污染。

2.常溫常壓下可進行能量效率高的電化學工藝。

3.可單獨處理，也可與其它處理相結合，如預處理，可提高廢水的生物降解性。

4.電解設備及其操作一般比較簡單，如設計合理，成本不貴。

因此，電解法水處理技術在國外被稱為環境友好技術。

研究進展。

電解法的應用歷史悠久，廣泛應用于源水和各種工業廢水處理。

(一)污水處理。

電解處理印染廢水已經應用了很長時間，這方面有很多報道。應用電解處理印染廢水的研究結果表明，在廢水中加入40mg/L的PAC可以提高處理效率。當電流密度約為92.5A/m2時，COD的去除率為51%。之后，將電解、化學混凝和活性污泥工藝結合起來進行印染廢水處理。當化學反應器中的水停留時間為18min，電流密度為53.4A/m2時，組合工藝COD的總去除率超過85%。

電解處理油乳膠的實驗結果表明，鋁反應器優于鐵反應器，前者除油率高，能耗低，后者添加硫酸鐵可以提高除油效率。煉油廠含油廢水采用電解處理，出水含油量低，可達到生化處理和工業水排放標準。

(二)給水凈水。

電解是一種非常有前途的供水凈化方法，可以同時去除水中的有機物、細菌、有毒重金屬和其他毒物，降低濁度。用電解處理含銅、鋁、鋅和氰化物的地下水。研究結果表明，每種污染物的去除都符合預處理標準。電解處理成本低于傳統處理系統（氰化物氧化/堿性沉淀/聚合物-酸凈化）。

高濁度水處理被列為水質凈化處理的兩個主要問題之一。采用二次電解法。二次斜管沉淀。三級過濾材料過濾，結合二次沉淀物回流的新工藝，在42min內將1萬度的源水凈化為低于3度的飲用水。用鐵作電極處理污染河流時，細菌和濁度的去除效果非常顯著。增加電流密度可以提高CODCR和細菌的去除率和速率，但實現相同去除率的能耗將會增加。