利用电解液中不同金属组分的电势差,使自由态或结合态的溶解性金属在阴极析出。电沉积水处理法根据这种原理,能够将废水中的金属离子通过这种无害的反应收回,非常绿色环保。通过电沉积法进行污水处理的关键在于选择适宜的电势。无论金属处于何种状态,均可根据溶液中离子活度的大小,由能斯特方程确定电势的高低,同时溶液组成、温度、超电势和电极材料等也会影响电沉积过程。因此,电沉积法水处理设备的核心往往在于设计合理高效的新型电极结构电解槽。这样,就能够水体中的不同污染物和不同生产状况,选择不同的电解槽进行处理。
03.电化学氧化
广义的电化学氧化实际上就是指电化学的整个过程,是根据氧化还原反应的原理,在电极上发生直接或者间接的电化学反应,从而将污染物从废水中减少或去除。
而狭义的电化学氧化是特指阳极过程,在电解槽中放入有机物的溶液或悬浮液,通过直流电,在阳极上夺取电子使有机物氧化或是先使低价金属氧化为高价金属离子,然后高价金属离子再使有机物氧化的方法。通常,有机物的某些官能团具有电化学活性,通过电场的强制作用,官能团结构发生变化,从而改变了有机物的化学性质,使其毒性减弱以至消失,增强了生物可降解性。电化学氧化分为直接氧化和间接氧化两种。直接氧化(直接电解)是指污染物在电极上直接被氧化而从废水中去除,又可分为阳极过程和阴极过程。阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质,从而达到削减、去除污染物的目的。阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除,主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。
这一阴极过程,又可称为电化学还原,是利用不锈钢阴极或Ti基镀Pt电极授予电子,相当于还原剂将Cr6+、Hg2+等重金属离子还原沉积出来。高氧化态离子还原为低氧化态(六价铬变为三价铬);含氯有机物还原脱氯,转化为低毒或无毒物质,提高生物可降解性:
R-Cl +H++e →R-H + Cl-