展望电化学法处理废水的前景

摘 要： 随着现代工业和经济的快速发展，水污染已成为许多国家面临的严峻问题。其中难降解有毒有机污染物因缺乏有效的处理技术，成为水污染控制领域的难点。针对这种情况，国内外相关领域已展开了大量研究工作，本文探讨用电化学法降解或处理有毒有机污染物的途径。

关键词： 有毒有机污染物 电化学法 前景

近年来电化学处理废水的技术得到了飞速发展，给废水处理带来了新的活力，但目前该技术在国内外仍处于开拓阶段，需要改进的方面很多。其重点在于对电极材料的改性[1，2]，在早期的电化学技术中，人们多用金属做阳极，这类电极在处理废水的过程中容易发生溶出现象（如Cu→Cu2+）[3]，使得阳极损耗，并且向水中引入杂质。而不溶性的惰性电极（如Pt等）的催化活性不高，处理废水的效果不甚理想。DSA电极不会发生溶出，并且具有较高的催化活性[4-8]，因而受到研究者的关注，并迅速发展成熟起来。现在对于阳极材料的研究主要集中在DSA阳极的性能改进上，重点在于如何延长电极寿命，提高电催化的活性。

电化学反应是在电解池中进行的，因此电解池的结构对废水处理的效果有很大影响。在发生直接电氧化时，污染物只有传质到电极表面，才能对其进行降解。而间接电氧化时，高效率的处理只有在污染物与电化学产生的强氧化剂充分混合才能实现。因此用电化学方法处理废水必须提高污染物的传质过程，加速污染物与氧化剂的混合，这就需要有高效的反应器。由于污染物的电化学氧化发生在阳极表面，因此增大阳极表面积可提高降解效率，有助于提高时空产率。充分考虑各方面的影响因素，设计出高效合理的化学反应器，最大限度地提高电解反应速度，增大单位电解槽的反应量是该领域工业化的紧迫任务。

尽管国外电化学处理废水已有了很大的发展，其中不少已达到了工业化应用的水平，但电化学作为一门在净化环境中有所作为的学科，还处在不断发展中。我国电化学处理废水进展缓慢，特别是在加强电化学技术与其他物理、化学、生物等其他环境处理方法联用方面[9，10]，如把电化学与声、光、磁技术相结合，使其发挥各自的优势形成协同效应，降低处理成本，提高工艺的经济性和实用性，拓宽电化学应用领域。

目前电化学实验的主要处理对象为模拟废水、单一污染物质的废水或者染料废水，对于其他成分复杂的实际工业废水因其pH值、含盐量等变化较大而缺乏较多的研究[11，12]。笔者认为，随着电极材料的结构和形态，电极反应活性和选择性，电化学催化反应技术及反应器结构，供电方式和电极材料的优化组合，以及多种技术的联合使用等方面的改善。电化学方法处理难生物降解、成分复杂的废水将会有较好的应用前景。这一研究领域的突破，对提高电化学处理工艺的效率、降低处理成本具有非常重要的意义，可以为治理废水中的污染物提供一种经济实用的新技术。

参考文献：

[1]刘汉水，余夙，童少平，马淳安.电化学氧化和臭氧化预处理酸性化工废水的效能研究[J].电化学，2013（05）.

[2]张垒，王丽娜，付本全，吴高明.三维电极电化学反应器深度处理焦化废水[J].环境工程学报，2013（09）.

[3]徐文英，樊金红.高廷耀.硝基苯类化合物在铜电极上的电还原特性和还原机理[J].环境化学，2005，VOL24（01）.

[4]Shao-Ping Tong.Chun-An Ma.Hui Feng.A novel PbO2 electrode preparation and its application in organic degradation[J].Electrochimica Acta 53（2008）3002-3006.

[5]Peidong Yao.Xueming Chen.Hao Wu.Dahui Wang.Active Ti/SnO2 anodes for pollutants oxidation prepared using chemical vapor deposition[J].Surface & Coatings Technology 202（2008）3850-3855.

[6]GuangYu Zhao.HuLin Li.Electrochemical oxidation of methanol on Pt nanoparticles composited MnO2 nanowire arrayed electrode Applied[J].Surface Science 254（2008）3232-3235.

[7]Guohua Zhao.Yiting Tang.Rui Chen.Rong Geng.Dongming Li.Potential and current oscillations during formaldehyde oxidation on platinum particles dispersed in three-dimensional pore networks of TiOx/Ti[J].Electrochimica Acta 53（2008）5186-5194.

[8]Jiefei Yu.Margaret J.Kupfer le.Two-stage Sequential Electrochemical Treatment of Nitrate Brine [J].Wastes Water Air Soil Pollut：Focus（2008）8：379-385.

[9]高俊侠.新型两段式超声强化电化学方法降解染料废水[J].水处理技术，2013（09）.

[10]李媚，王克之，李雪莲.吸附-电化学氧化耦合处理对氯苯酚废水及动力学[J].环境工程学报，2013（09）.

[11]陈飞翔，杨初引，周明明.印染废水的电化学深度处理及回用研究[J].电化学，2013（04）.

[12]卢凯歌，李新宝，吕建波.电化学处理黄姜生化尾水研究[J].环境科学学报，2013（08）.