一、廢水電解處理法的處理廢水的優(yōu)點

使用低壓直流電源，不必大量耗費化學劑；在常溫常壓下操作，管理簡便；如廢水中污染物濃度發(fā)生變化，可以通過調整電壓和電流的方法,保證出水水質穩(wěn)定;處理裝置占地面積不大。但在處理大量廢水時電耗和電極金屬的消耗量較大，分離出的沉淀物質不易處理利用。

二、廢水電解處理法的化學反應原理

電解槽內裝有極板，一般用普通鋼板制成。極板取適當間距，以保證電能消耗較少而又便于安裝、運行和維修。電解槽按極板聯(lián)接電源方式分單極性和雙極性兩種。雙極性電極電解槽的特點是中間電極靠靜電感應產生雙極性。這種電解槽較單極性電極電解槽的電極連接簡單，運行安全，耗電量顯著減少。陽極與整流器陽極相聯(lián)接，陰極與整流器陰極相聯(lián)接。通電后，在外電場作用下，陽極失去電子發(fā)生氧化反應，陰極獲得電子發(fā)生還原反應。廢水流經電解槽，作 為電解液，在陽極和陰極分別發(fā)生氧化和還原反應，有害物質被去除。這種直接在電極上的氧化或還原反應稱為初級反應。以含氰廢水為例，它在陽極表面上的電化學氧化過程為：

CN-+2OH--2e─→CNO-+H2O

2CNO-+4OH--6e─→2CO2↑+N2↑+2H2O氰被轉化為無毒而穩(wěn)定的無機物。

電解處理廢水也可采用間接氧化和間接還原方式，即利用電極氧化和還原產物與廢水中的有害物質發(fā)生化學反應，生成不溶于水的沉淀物，以分離除去有害物質。電鍍含鉻廢水的電解處理過程是：

鐵陽極溶解：

Fe-2e─→Fe2+

6Fe2++Cr2O+14H+─→6Fe3++2Cr3++7H2O

CrO{+3Fe2++8H+─→Cr3++3Fe3++4H2O

在上述電解過程中，廢水中大量氫離子被消耗，氫氧根離子濃度增加，廢水從酸性過渡到堿性，進而生成氫氧化鉻和氫氧化鐵等物質沉淀下來：

Cr3++3OH-─→Cr(OH)3↓

Fe3++3OH-─→Fe(OH)3↓

把沉淀物質同水分離，達到去除鉻離子，凈化廢水的目的。以上反應式中除鐵陽極發(fā)生陽極溶解是初級反應外，其他為次級反應。

在上述電解過程中，除初級反應和次級反應的處理廢水作用外，還因電解水的作用，分別在陰極和陽極產生氫氣和氧氣，這兩種初生態(tài)【H】和【O】能對廢水中污染物起化學還原和氧化作用，并能產生細小的氣泡，使絮凝物或油分附在氣泡上浮升至液面以利于排除。這種方法稱為電浮選。此外，由于鐵或鋁制金屬陽極溶解的離子進一步水解，可以成為氫氧化亞鐵或氫氧化鋁等不溶于水的金屬氫氧化物活性混凝劑。這種物質呈多孔性凝膠結構，具有表面電荷作用和較強的吸附作用，能對廢水中的有機或無機污染物起抱合凝聚作用，使污染物相互凝聚而從廢水中分離出來。這種方法稱為電絮凝處理。

由此可見，廢水電解處理包括電極表面上電化學作用、間接氧化和間接還原、電浮選和電絮凝等過程，分別以不同的作用去除廢水中的污染物。

三、脈沖放電污水處理的機理是什么？

從化學角度看，高壓脈沖放電處理焦化廢水的依據(jù)是等離子體的化學反應過程。等離子體空間富集的離子、電子、激發(fā)態(tài)的原子、分子和自由基，提供了極活潑的反應性物種。納秒脈沖電暈放電所產生的非平衡等離子體，因為脈寬小，脈沖前沿上升時間短，其能量基本上不消耗在對產生自由基無用的離子加速遷移上，而是作用在自由電子上，使其具有形成高活性自由基所需的能量，促進焦化廢水中的氰化物、酚等有害物質的激發(fā)裂解或電離。同時脈沖電暈放電產生的紫外線、臭氧等多種效應也會對有害物質起到降解作用。由于放電等離子體中存在大量高能電子(2～20eV)和臭氧，并不斷輻射紫外線，這三種因素對廢水協(xié)同作用產生大量的活性自由基，有如下反應：

焦化廢水的pH=9.45，溶液中H較少而OH大量存在，通過反應式(1)-(6)在溶液中產生很多氧化能力極強的.OH和O3，能有效的氧化溶液中的污染物分子。

高頻脈沖電處理焦化廢水的工作原理水網博客――水業(yè)思想的集散地！3J7F(?xJU/[x

作為處理焦化廢水的連續(xù)式電解氧化技術,該技術由于效果好、費用低和操作方便而受到格外青睞。電極氧化基本原理可分為2個部分,即直接氧化和間接氧化。

直接氧化作用通過兩種途徑在電極表面發(fā)生電催化降解，其一是與電極表面的羥基自由基作用，稱為電化學燃燒過程；其二是被電極表面生成的過氧化物所氧化,稱為電化學轉化過程。電化學燃燒過程有利于水體中的有機物被徹底礦化為CO2和H2O,體現(xiàn)為溶液中的TOC和COD的有效降低。電化學轉化過程可有效實現(xiàn)芳香族化合物的開環(huán)反應,但對小分子有機物的催化氧化能力較弱,對溶液中的TOC和COD的去除率較低。

直接氧化作用的原理是通過電化學作用在溶液中產生羥基自由基(?OH) ,由于?OH具有很高的氧化還原電位( E0 = 2180 V) ,具有很強的氧化活性,從而通過一系列的鏈式反應,破壞有機物結構,使有機物降解。直接氧化的電極反應式如下:

此外，還有間接氧化作用是指添加于廢水中的Cl - (NaCl)在陽極放出電子而生成的初生態(tài)氯[Cl ] ,初生態(tài)氯[Cl ]很不穩(wěn)定,具有很強的氧化能力,可以與任何有機物發(fā)生氧化反應,從而氧化分解廢水中有機物，反應式如下:

經過上述反應生成了一系列的自由基，羥基自由基是最活躍的氧化劑之一，其氧化還原電位為：?OH+ H++ e H2O，φ0= 2.80V，在已知的氧化劑中僅次于F2。且具有較高的電負性或電子親和能（569.3kJ），容易選擇性地進攻高電子云密度點，?OH還具有加成作用，當有碳碳雙鍵存在時，將發(fā)生加成反應。這些自由基具有強氧化性，

將電解槽與高頻脈沖電源相連接構成電解體系，其進行的電解過程就是高頻脈沖電解。電流從接通到斷開的時間Ton為脈沖持續(xù)時間，也叫脈沖寬度，即電解的工作時間。電流從斷開到接通的時間Toff為電解間歇時間或叫脈沖間歇。

脈沖周期為脈沖寬度和脈沖間歇之和，脈沖頻率則是脈沖周期的倒數(shù)。設占空比為r，則r為導通時間（脈沖寬度）與脈沖周期之比：r= Ton /（Ton + Toff），通過改變占空比r的值，就可得到不同的節(jié)能效果。高頻脈沖即不斷地重復進行“供電―斷電―供電”的高頻率脈沖電解過程，使電解效率得到大幅度地提高。脈沖電解，通電時間小于電解處理總反應時間，鐵的溶解量將少于直流電解時的溶解量。因此，脈沖電解與直流電解相比，由于施加脈沖信號，電極上的反應時斷時續(xù)，有利于擴散、降低濃差極化，從而降低電耗。

電解槽內的電流是離子在電場作用下流動而形成的。在供電時間內，離子濃度會迅速降低；而在斷電間隙時間內，離子濃度又會得到迅速恢復和補充。所以在脈沖供電方式下電流密度要比直流供電下的電流密度有所提高，這就使電解去污效果增強。

周期換向脈沖是在正向脈沖（陰極脈沖）后緊跟一個反向脈沖（陽極脈沖）。在電解過程中，如果施加周期換向的脈沖信號，既具備脈沖電解的特點，又由于兩極均可溶，更有利于金屬離子與膠體間的絮凝作用。同時兩極極性的經常變化，對防止電極鈍化也起到積極作用。這就是周期換向的脈沖電解新概念，在電鍍領域已有應用，但在廢水治理領域尚未見報道。脈沖電壓通常在100~400V左右，相對直流供電的電壓增大了不少。事實上，采用較高的電壓，可以大大降低總電流強度和減少電解時間，從而提高電流效率，降低電耗、電解效果會更好。由于整個平均電耗降低，電流又不大，因此變壓器不易發(fā)熱，設備運行安全可靠。