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[摘 要]近年来，随着工业技术的快速发展，人们在获得许多价廉易得的工业产品的同时，也产生了大量的工业污染废水。工业废水排放量的加大使水污染的现象更为严重，因此，对工业废水进行净化是目前环境保护工作中亟待解决的问题，更是对我国环境保护基本国策的贯彻。电化学水处理技术，属于环境友好型技术，与传统的水处理技术相比具有较强的优势。电化学技术不需要其它物质的辅助，主要的反应物质是电子，这就在源头上体现了处理过程中的低污染和绿色化学的特点。电子物质直接参与到反应系统中，对有机物种类的选择性较小，因此，可以同时降解多种物质，也提升了能量的利用率；电化学技术反应条件相对温和，所需要的反应装置、工艺相对简便灵活，可以更好的实现自动化控制，具有广阔的工业应用前景。
[关键词]电化学水；处理技术；研究；应用
中图分类号：S198 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）26-0187-01
1 电化学主要工艺
1.1 电催化氧化
电催化氧化借助有催化活性的阳极来进行废水处理，最终使污染物降解为无害的C02和H2O。电化学催化氧化的机理十分复杂，电极材料不同，污染物种类不同，反应过程机理也就不同，根据反应物是否与阳极板上的金属金属氧化物直接反应分为直接氧化和间接氧化。直接氧化以电极作为反应场所，通过电化学转换和电化学燃烧对污染物质进行分解。间接氧化则是利用电化学反应过程产生的活性基团与污染物作用达到降解的目的。在实际电解过程中，电化学催化氧化均包含上述两个过程。
1.2 三维电极
三维电极作为一种新型电化学反应器，是在传统二维电解槽的平板电极之间装填粒状或其它碎屑状粒子电极材料，使得装填部分表面带电成为第三极。相比而言，三维电极增加了有效电极面积，电流效率高，处理效果好。三维电极的工作机理因反应器结构不同而有差异。单极性三维电极在电解槽的阴极室或阳极室充填低阻抗导电粒子，主电极使电极表面带上与主电极相同的电荷。复极性三维电极在平板电极间填充高阻抗导电粒子，因静电感应每个粒子成为一个独立的电极。
1.3 电絮凝
电絮凝法处理废水是在电场作用下，可溶性阳极水解成聚态铝和多核羟基络合物并进行污水净化的一种高效水处理方法。电絮凝是将电化学氧化与化学絮凝的优点相结合，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉降而分离，亦会使带电污染颗粒在电场中泳动，部分电荷被电极中和脱稳聚沉。
1.4 电Fenton
电Fenton是电化学与Fenton反应的组合，通过电化学产生Fe2+或H2O2作为Fenton试剂的持续来源。在阳极，水发生直接氧化，生成O2或·OH，在阴极O2可以通过两个电子还原产生H2O2，与Fe2+反应生成·OH，阴阳极反应生成的·OH将有机污染物进行分解。因此，电Fenton可分为EF-H2O2法，EF-Feox法，电生成Fenton法和FSR法。与传统Fenton工艺相比较，外加试剂量减少，使得工艺运行操作趋于简便。电Fenton中Fe2+或H2O2的生成是相对稳定持续的过程，确保工艺运行更加稳定，保证有机物完全氧化。
2 电化学水处理技术分析
电化学水处理技术主要是时污染物在电极上，发生地直接电化学反应，或者间接电化学转化，将其含有的污染物进行降解或者消除，从而降低对周围环境的污染。
2.1 直接电解
直接电解主要是指污染物在电极上，直接被氧化或者还原。其实，直接电解可以分为：阳极过程和阴极过程。其中，阳极过程主要是将污染物进行相应的氧化反应，从而转化成毒性相对较小的物质，这样可以在一定程度上提升该物质的讲解性能。同时，若是针对有机物质，可以达到减少和去除污染物的效果；阴极过程主要是指污染物在阴极表面，进行相应的还原和处理，从而降低污染物中所含有的毒性，这对环境质量的改善，起到了重要的作用和意义。
2.2 间接电解
间接电解指的是利用电化学所产生的氧化还原物，作为相应的反应剂或者催化剂，将污染物进行一定程度上的转化。其实，在间接电解过程主要有可逆过程、不可逆过程，可逆过程主要是指氧化还原物在电解的过程中，可以进行再生或者循环再利用。不可逆过程主要是利用电化学反应所生成的物质，若是其中含有较强的强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等物质，那么可以利用电化学反应所产生强氧化性的中间体，进行相应的处理和转化，从而展现出电化学水处理技术的优势。
3 电化学水处理技术的应用
3.1 电凝聚法水处理技术
电凝聚法水处理也就是电气浮法，此种水处理方法是以铁或铝作为可溶性阳极，在外电压的作用下，被氧化产生了大量的阳离子，然后形成胶束凝聚废水中的污染物，同时，阴极也会发生氧化还原反应产生大量的氢气，形成微气泡并与絮粒黏附在一起，这种处理方法即是电凝聚电气浮法。由于电凝聚气浮法在应用过程中能耗较高，因此，电凝聚气浮法技术在应用过程中，應向着低耗能的方向发展。
3.2 电化学氧化法水处理技术
电化学氧化水处理技术的工作原理是利用官能团的电化学活性，在电场的作用下，改变了官能团的结构，进而使得有机物的化学性质也得到了改变，增强了污染物的可降解性，减少了有机物的毒性。
3.3 电渗析水处理技术
电渗析技术是一种膜分离，其利用特质的隔板将阴、阳两极隔开，组成淡化和浓缩两个系统，在直流电场的作用下，将电位差作为反应动力，利用离子交换膜的选择透过性，将电解质从溶液中分离出来。
3.4 内电解法水处理技术
内电解法又称为微电解法，是利用电化学反应的氧化还原机理进行的，如以铁屑和和碳构成的原电池，污染物在原电池的正、负极发生化学反应，然后利用原电池自身的物理吸附剂絮凝等作用，以此来达到去除污染物的目的。
4 对电化学水处理技术展望
环境友好型的电化学水处理技术作为当前工作者们研究的热点，近几十年来已经在实验室取得丰硕的成果，但是在工业生产应用时还存在一些问题，这也是我们亟待解决的问题，（1）传质效率的提升，电化学的能耗问题至关重要，而传质效率低下是现今大多数电化学反应器的缺陷。应该考虑对电解质以及电极材料的开发，降低电催化过程中能量的损失。（2）精妙电化学反应器的设计结构特殊的电化学反应器，可以增大反应器中的比电极面积、强化传质、提高反应器的时空产率，人们应研制出多种特殊结构的电化学反应器，如毛细间隙和薄膜反应器、旋转电极反应器、三维电极反应器及零极距电化学反应器和SPE电化学反应器。由于技术方面的诸多问题：电解工艺、电解槽、电极及隔膜材料等，目前还尚未见工业化报道。（3）电化学与水处理方法的联用电化学水处理技术虽然无污染，但时能量消耗较高，无法对污染物进行同时净化，可以与其它水处理技术联合使用。
5 结语
综上所述，电化学水处理工艺是一种高级氧化工艺，属于环境友好型技术，因此受到了广泛的关注。在很大程度上避免了二次污染的问题，提升了处理的效果，对不同水质都能取得较好的处理效果。但是在实际生成运用中尚不成熟，电化学技术处理效率受多种因素制约，部分工艺仍停留在实验阶段，另外能耗以及电极材料损耗的问题也不能忽视。将电化学水处理技术与其它技术进行耦合，既可以进一步确保出水水质，还能节约能耗，这也将是接下来科学研究的主要方向。
参考文献
[1] 颜会全，李静萍.电化学水处理技术发展综述[J].化工时刊，2016，30（06）：42-45.
[2] 区尧万，陈欣义，陈彬，赖日坤，陈国辉，张鹏.电化学水处理技术的研究与应用[J].广东化工，2008（07）：104-107.
[3] 王静，冯玉杰.电催化电极与电化学水处理技术的研究应用进展[J].黑龙江大学自然科学学报，2004（01）：126-131.
[关键词]电化学水；处理技术；研究；应用
中图分类号：S198 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）26-0187-01
1 电化学主要工艺
1.1 电催化氧化
电催化氧化借助有催化活性的阳极来进行废水处理，最终使污染物降解为无害的C02和H2O。电化学催化氧化的机理十分复杂，电极材料不同，污染物种类不同，反应过程机理也就不同，根据反应物是否与阳极板上的金属金属氧化物直接反应分为直接氧化和间接氧化。直接氧化以电极作为反应场所，通过电化学转换和电化学燃烧对污染物质进行分解。间接氧化则是利用电化学反应过程产生的活性基团与污染物作用达到降解的目的。在实际电解过程中，电化学催化氧化均包含上述两个过程。
1.2 三维电极
三维电极作为一种新型电化学反应器，是在传统二维电解槽的平板电极之间装填粒状或其它碎屑状粒子电极材料，使得装填部分表面带电成为第三极。相比而言，三维电极增加了有效电极面积，电流效率高，处理效果好。三维电极的工作机理因反应器结构不同而有差异。单极性三维电极在电解槽的阴极室或阳极室充填低阻抗导电粒子，主电极使电极表面带上与主电极相同的电荷。复极性三维电极在平板电极间填充高阻抗导电粒子，因静电感应每个粒子成为一个独立的电极。
1.3 电絮凝
电絮凝法处理废水是在电场作用下，可溶性阳极水解成聚态铝和多核羟基络合物并进行污水净化的一种高效水处理方法。电絮凝是将电化学氧化与化学絮凝的优点相结合，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉降而分离，亦会使带电污染颗粒在电场中泳动，部分电荷被电极中和脱稳聚沉。
1.4 电Fenton
电Fenton是电化学与Fenton反应的组合，通过电化学产生Fe2+或H2O2作为Fenton试剂的持续来源。在阳极，水发生直接氧化，生成O2或·OH，在阴极O2可以通过两个电子还原产生H2O2，与Fe2+反应生成·OH，阴阳极反应生成的·OH将有机污染物进行分解。因此，电Fenton可分为EF-H2O2法，EF-Feox法，电生成Fenton法和FSR法。与传统Fenton工艺相比较，外加试剂量减少，使得工艺运行操作趋于简便。电Fenton中Fe2+或H2O2的生成是相对稳定持续的过程，确保工艺运行更加稳定，保证有机物完全氧化。
2 电化学水处理技术分析
电化学水处理技术主要是时污染物在电极上，发生地直接电化学反应，或者间接电化学转化，将其含有的污染物进行降解或者消除，从而降低对周围环境的污染。
2.1 直接电解
直接电解主要是指污染物在电极上，直接被氧化或者还原。其实，直接电解可以分为：阳极过程和阴极过程。其中，阳极过程主要是将污染物进行相应的氧化反应，从而转化成毒性相对较小的物质，这样可以在一定程度上提升该物质的讲解性能。同时，若是针对有机物质，可以达到减少和去除污染物的效果；阴极过程主要是指污染物在阴极表面，进行相应的还原和处理，从而降低污染物中所含有的毒性，这对环境质量的改善，起到了重要的作用和意义。
2.2 间接电解
间接电解指的是利用电化学所产生的氧化还原物，作为相应的反应剂或者催化剂，将污染物进行一定程度上的转化。其实，在间接电解过程主要有可逆过程、不可逆过程，可逆过程主要是指氧化还原物在电解的过程中，可以进行再生或者循环再利用。不可逆过程主要是利用电化学反应所生成的物质，若是其中含有较强的强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等物质，那么可以利用电化学反应所产生强氧化性的中间体，进行相应的处理和转化，从而展现出电化学水处理技术的优势。
3 电化学水处理技术的应用
3.1 电凝聚法水处理技术
电凝聚法水处理也就是电气浮法，此种水处理方法是以铁或铝作为可溶性阳极，在外电压的作用下，被氧化产生了大量的阳离子，然后形成胶束凝聚废水中的污染物，同时，阴极也会发生氧化还原反应产生大量的氢气，形成微气泡并与絮粒黏附在一起，这种处理方法即是电凝聚电气浮法。由于电凝聚气浮法在应用过程中能耗较高，因此，电凝聚气浮法技术在应用过程中，應向着低耗能的方向发展。
3.2 电化学氧化法水处理技术
电化学氧化水处理技术的工作原理是利用官能团的电化学活性，在电场的作用下，改变了官能团的结构，进而使得有机物的化学性质也得到了改变，增强了污染物的可降解性，减少了有机物的毒性。
3.3 电渗析水处理技术
电渗析技术是一种膜分离，其利用特质的隔板将阴、阳两极隔开，组成淡化和浓缩两个系统，在直流电场的作用下，将电位差作为反应动力，利用离子交换膜的选择透过性，将电解质从溶液中分离出来。
3.4 内电解法水处理技术
内电解法又称为微电解法，是利用电化学反应的氧化还原机理进行的，如以铁屑和和碳构成的原电池，污染物在原电池的正、负极发生化学反应，然后利用原电池自身的物理吸附剂絮凝等作用，以此来达到去除污染物的目的。
4 对电化学水处理技术展望
环境友好型的电化学水处理技术作为当前工作者们研究的热点，近几十年来已经在实验室取得丰硕的成果，但是在工业生产应用时还存在一些问题，这也是我们亟待解决的问题，（1）传质效率的提升，电化学的能耗问题至关重要，而传质效率低下是现今大多数电化学反应器的缺陷。应该考虑对电解质以及电极材料的开发，降低电催化过程中能量的损失。（2）精妙电化学反应器的设计结构特殊的电化学反应器，可以增大反应器中的比电极面积、强化传质、提高反应器的时空产率，人们应研制出多种特殊结构的电化学反应器，如毛细间隙和薄膜反应器、旋转电极反应器、三维电极反应器及零极距电化学反应器和SPE电化学反应器。由于技术方面的诸多问题：电解工艺、电解槽、电极及隔膜材料等，目前还尚未见工业化报道。（3）电化学与水处理方法的联用电化学水处理技术虽然无污染，但时能量消耗较高，无法对污染物进行同时净化，可以与其它水处理技术联合使用。
5 结语
综上所述，电化学水处理工艺是一种高级氧化工艺，属于环境友好型技术，因此受到了广泛的关注。在很大程度上避免了二次污染的问题，提升了处理的效果，对不同水质都能取得较好的处理效果。但是在实际生成运用中尚不成熟，电化学技术处理效率受多种因素制约，部分工艺仍停留在实验阶段，另外能耗以及电极材料损耗的问题也不能忽视。将电化学水处理技术与其它技术进行耦合，既可以进一步确保出水水质，还能节约能耗，这也将是接下来科学研究的主要方向。
参考文献
[1] 颜会全，李静萍.电化学水处理技术发展综述[J].化工时刊，2016，30（06）：42-45.
[2] 区尧万，陈欣义，陈彬，赖日坤，陈国辉，张鹏.电化学水处理技术的研究与应用[J].广东化工，2008（07）：104-107.
[3] 王静，冯玉杰.电催化电极与电化学水处理技术的研究应用进展[J].黑龙江大学自然科学学报，2004（01）：126-131.