电催化氧化技术在化工污染水体治理中的运用

朱雪君 宋曦 赵海侠（济宁市生态环境局金乡县分局，山东济宁272200）

0 引言

随着科学技术的进步，我国的工业发展水平也在不断提升，在推动现代社会发展的同时，也对环境造成了一定的影响，尤其是各种化工生产活动的开展，都会对周围的水体造成严重的污染，破坏城市生态环境，同时也不符合可持续发展战略。通过电催化氧化技术的应用，可实现对化工污染水体的有效治理，效果显著，值得推广。

1 电催化氧化技术原理概述

所谓的电催化氧化技术，就是利用在特定电场作用下产生的各种自由活基进行生产，从而在电极表面分解水体中的有机物。这种活性自由基本身的氧化性能相对较强，而应用电催化氧化技术对化工污染水体进行治理，实际就是借助这种活性自由基对水体当中的有机物进行降解，以此来达到污染治理的目的。该项技术的治理原理就是利用活性基与化工废水中的有机物进行氧化还原反应，并将各种有机物氧化成H20以及C02，或者是将其降解为分子较小的有机物。而在电解期间，因为电极材料有所不同，其产生的作用方式也会有所差异，其电化学氧化过程主要包括直接和间接两种方式[1]。

直接式的电化学氧化，是借助阳极和污染物进行氧化还原反应，从而将水体当中的污染程度有效降低，而结合降解程度，可以将这种反应分为电化学转化以及电化学燃烧，其中前者是将具有毒性的物质向低毒或者是无毒状态转化；而后者则是将有机物向H20以及C02转化。

间接式的电化学氧化，主要是通过电化学反应制造活性基团，以此来进行污染物的处理，使其能够向无毒物质转化。在此过程中，活性基团一方面可以当作电子交换介质使用，另一方面可以当作催化剂使用，而且在电化学氧化期间，活性基团能够产生各种中间体，对水体中的污染物进行氧化，从而将水体中的污染物含量有效降低。除此之外，在进行电解期间，如果有氯离子存在，则会有次氯酸根产生，使得氧化反应会进一步加快。

2 电催化氧化技术应用现状

现代电催化氧化技术有着较强的氧化能力和还原能力，其不仅成本投入低，而且适应性较强，因此，在醛、烃、醇、酚以及染料等污染物的治理中被广泛应用，例如，针对含有酚的废水，可以将碳孔材料当作阳极，在有机废水从碳孔当中通过时，受到电解反应的影响，其中的酚以及其他有机物会被有效去除。而对于含烃的废水，吸附法、混凝法、电絮凝法以及电气浮法较为常用，特别是电絮凝法以及电气浮法对于污染水体的去油量能够达到92%-95%，例如当废水含油量低于150mg/L 时，利用上述方法进行处理，能够将废水含油量降低至10mg/L，在此基础上，应用混凝剂过滤，可以将污水含油量降至0.7mg/L，但如果烃类化合物具有较强的水溶性，则无法获得良好的治理效果。对于含染料的废水，可以利用具有不溶性的NaCI电极对其进行电解脱色，与此同时，还可以借助活性炭纤维以及负极性固定床电极对染料废水进行处理，利用这两种方法能够将污水脱色率达到60%-90%[2]。

3 电催化氧化技术在化工污染水体治理中的运用

3.1 处理电镀废水

通常在电镀废水当中都会含有重金属离子，如镉、镍、锌以及铜等等，这种废水不仅会对水环境造成严重的污染，还会导致资源浪费的情况，针对这种废水，可以先进行电渗析，然后进行离子交换，最后再通过电渗析的方式进行处理，借助这种方法一方面可以对重金属进行高效的回收，另一方面可以将废水当中的重金属含量有效降低。除此之外，针对具有较高含铬量的电镀废水，则可以通过电渗法对水中的Cr6+离子进行回收。

例如，某地化工厂在进行废水处理的过程中，由于废水当中的重金属化合物相对较多，包括亚硝酸钠、铜离子以及铬离子等，所以，该工厂决定使用电渗析结合离子交换的方式进行治理，其操作如下：第一，使用电渗析法，对废水当中氧化还原反应较为敏感的金属离子进行置换；第二，借助离子交换法，进行金属离子的转化，使不容易出现化学反应的离子变得更为活跃，容易出现反应；第三，继续使用电渗析法，对金属离子进行转化，使其能够转化为金属，借助这种组合处理工艺，能够将废水当中的金属含量有效降低，确保金属的有效回收与利用。而利用上述操作，该厂获得了良好的废水处理效果[3]。

3.2 处理苯酚废水

很多有机化工厂在开展工业制造的过程中，经常会使用酚类化合物，但酚本身的毒性较强，可致癌、致畸以及致突变等，如果这些废水被排到周围的土壤和水源当中，将会威胁到周围人员以及动物的生命安全，而且还会对植物生长造成不利影响，所以，国家对于含酚的化工废水排放具有较高的要求。在对此类废水进行处理的过程中，对苯酚的PH 值、初始浓度、电解质浓度以及负载电压加以改变，实现电化学处理，将会获得最佳的处理效果。而经过诸多试验表明，将电解质浓度控制在22g/L、pH值设为8,、负载电压设为5.5V，其治理效果相对较好。

3.3 处理硝基苯废水

硝基苯化合物含有剧毒，其不仅具有较强的致癌性和致突变性，而且难以进行生物降解，一直以来都是国家严格控制的重点内容，针对此类废水进行处理，也可以应用电催化氧化技术，具体是在电极间填充活性炭，然后对废水当中的硝基苯进行转换，使其能够变为容易进行生物降解的苯胺。

3.4 处理酸性废水

工厂在进行电镀操作时，经常会产生大量酸性废水，且pH值为2-5，如果这种废水进入到土壤当中，则会对土壤结构造成破坏，影响植物的正常生长，而对于此类废水，其处理措施同样可以使用电催化法来实现，通过该方法能够获得90%的废水回收率，而且这种方法不会对碱造成太大的消耗，可以有效降低废水处理的成本投入[4]。

4 结语

综上所述，在对化工污染水体进行治理的过程中，应用电催化氧化技术能够使水体污染情况得到有效的控制，这对于化工企业的可持续发展具有非常重要的意义，因此，化工企业一定要对这种技术保持高度的重视，并对其进行合理的应用，以此来改善化工废水对水体的污染。