廢水電解處理

【學(xué)員問題】廢水電解處理法化學(xué)反應(yīng)原理？

【解答】電解槽內(nèi)裝有極板，一般用普通鋼板制成。極板取適當(dāng)間距，以保證電能消耗較少而又便于安裝、運(yùn)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(diǎn)是中間電極靠靜電感應(yīng)產(chǎn)生雙極性。這種電解槽較單極性電極電解槽的電極連接簡(jiǎn)單，運(yùn)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(chǎng)作用下，陽極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，陰極獲得電子發(fā)生還原反應(yīng)。廢水流經(jīng)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(yīng)，有害物質(zhì)被去除。這種直接在電極上的氧化或還原反應(yīng)稱為初級(jí)反應(yīng)。以含氰廢水為例，它在陽極表面上的電化學(xué)氧化過程為：

CN-+2OH——2e─→CNO-+H2O

2CNO-+4OH——6e─→2CO2↑+N2↑+2H2O氰被轉(zhuǎn)化為無毒而穩(wěn)定的無機(jī)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(chǎn)物與廢水中的有害物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成不溶于水的沉淀物，以分離除去有害物質(zhì)。電鍍含鉻廢水的電解處理過程是：

鐵陽極溶解：

Fe-2e─→Fe2+

6Fe2++Cr2O崼+14H+─→6Fe3++2Cr3++7H2O

CrO厈+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(jìn)而生成氫氧化鉻和氫氧化鐵等物質(zhì)沉淀下來：

Cr3++3OH-─→Cr（OH）3↓

Fe3++3OH-─→Fe（OH）3↓

把沉淀物質(zhì)同水分離，達(dá)到去除鉻離子，凈化廢水的目的。以上反應(yīng)式中除鐵陽極發(fā)生陽極溶解是初級(jí)反應(yīng)外，其他為次級(jí)反應(yīng)。

在上述電解過程中，除初級(jí)反應(yīng)和次級(jí)反應(yīng)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(chǎn)生氫氣和氧氣，這兩種初生態(tài)【H】和【O】能對(duì)廢水中污染物起化學(xué)還原和氧化作用，并能產(chǎn)生細(xì)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(jìn)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(zhì)呈多孔性凝膠結(jié)構(gòu)，具有表面電荷作用和較強(qiáng)的吸附作用，能對(duì)廢水中的有機(jī)或無機(jī)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(xué)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。

以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實(shí)際工作中遇到的問題整理而成，供參考，如有問題請(qǐng)及時(shí)溝通、指正。