廢水凈化的電化學方法，實質就是直接或間接地利用電解作用，把水中污染物去除，或把有毒物質轉化為無毒、低毒物質。電化學方法治理廢水，無需添加氧化劑、絮凝劑等化學藥劑，設備體積小，占地面積少，操作簡單靈活，排污量小，在處理重金屬廢水和有機廢水方面，尤其是一些難生化降解有機廢水中得到了廣泛的應用。但電化學方法存在能耗大、成本高及電解時容易析出氧氣、氫氣或氯氣等不安全氣體的缺點。隨著電力工業的發展，特別是近代大力發展的水力發電和核電工業，使電能成本降低，為電化學方法在治理廢水方面的應用開辟了很好的前景。
電解質溶液在直流電作用下，在兩電極上分別發生氧化反應和還原反應的過程，叫做電解。電解時，把電能轉變為化學能的裝置叫電解槽。在電解槽中，與電源正極相連接的是陽極，與電極負極相連接的是陰極。通直流電后，陰陽兩極之間產生電位差，驅使陰離子移向陽極，在陽極失去電子被氧化；陽離子移向陰極，在陰極得到電子被還原。這種在電極上得到或放出電子的過程叫做放電。影響電解產物的因素有標準電極電勢、離子濃度及超電勢(實際電極電勢與理論電極電勢的差值)的大小。
廢水處理中的電化學法有電化學氧化、電化學還原、電氣浮和電解凝聚等幾種。
2.1 電氣浮法
電氣浮工藝是一種運用電化學方法去除固態微粒、油污的廢水處理單元操作方法。其原理是通過電解水產生氫氣、氧氣和氯氣(有氯離子時)攜帶廢水中的膠體微粒、油污共同上浮，達到分離凈化的目的。
電氣浮是在加壓氣浮法處理廢水的基礎上發展起來的一種新方法，較擴散氣體氣浮法和溶解氣體浮選法優越，原因是電氣浮法所產生的氣泡粒子直徑比較小，因而與廢水中的雜質相對接觸面積較大，氣泡粒子的吸附能力也較強。電氣浮法既可單獨用于分離廢水中的有害成分，也可作為單元操作步驟與化學藥劑法、pH調節法或電凝聚法聯合一起使用。只要電極結構設計合理，電極材料選用恰當，并采用有效的浮選工藝，電氣浮就能發揮出電凈化廢水的極大優勢。
2.2 電絮凝法
電絮凝法是一種廢水處理技術，它結合了電化學和絮凝的原理，利用電解過程中產生的金屬離子（如鐵、鋁離子）與廢水中的污染物發生混凝作用，形成大顆粒沉淀，便于分離去除懸浮物、膠體及部分溶解性有機物。
工作原理：在電絮凝系統中，通常設置一對或多對電極（常見為鐵、鋁電極）浸入廢水中，當外加電壓時，電極上的金屬開始電解，釋放出金屬離子（如Fe2+、Al3+）到溶液中。這些金屬離子作為絮凝劑，通過壓縮雙電層、吸附架橋、卷掃沉降等多種機制，與廢水中的顆粒物、膠體、染料分子等污染物相結合，形成較大的絮體。隨后，這些絮體可以通過重力沉降或過濾等方法從水中分離出去，從而達到凈化水質的目的。
過程步驟
·電解反應：直流電通過電極，在陽極金屬（如鋁或鐵）上發生氧化反應，釋放出金屬離子。
·絮凝劑形成：釋放的金屬離子水解并聚合形成高活性的絮凝劑。
·污染物吸附與絮凝：絮凝劑與廢水中的顆粒物、有機物等污染物通過物理化學作用結合，形成易于沉淀的大絮體。
·沉淀與分離：絮體在重力作用下沉降或通過過濾設備去除，凈化后的水從上部流出。
優點
廣譜性：適用于多種類型的廢水處理，包括工業廢水、城市污水等。
無需添加化學藥劑：減少了化學藥劑的使用，降低了處理成本和二次污染風險。
操作簡便：可通過調節電流、電壓等參數控制處理效果，自動化程度高。
重金屬回收：對于含重金屬廢水，電絮凝過程中的金屬沉淀可視為資源回收。
缺點
能耗較高：電解過程消耗較多電能，可能增加運行成本。
電極消耗與維護：電極材料會逐漸消耗，需要定期更換和維護。
污泥處理：產生的金屬氫氧化物污泥需進一步處理處置。
電絮凝法因其高效、環境友好的特點，在廢水處理領域得到了廣泛應用，尤其適合處理含有懸浮物、乳化油及部分有機污染物的廢水。
2.3 電解氧化法：通過外加電流使水中的污染物在電極表面直接氧化，或產生強氧化性的自由基（如·OH）間接氧化有機物和無機物，有效去除COD、氨氮、重金屬等。
2.4 電芬頓反應：結合電化學和芬頓試劑的作用，電極產生的H2O2與Fe2+在電場作用下加速生成·OH自由基，增強氧化能力，適用于難降解有機物的處理。
內電解法，又稱為內電解或內電位電解，是一種廢水處理技術，特別適用于含有難降解有機物和重金屬離子的工業廢水處理。該方法利用了具有微電解和電池作用的特殊填料，在不外加電流的情況下，通過原電池反應進行廢水處理。
微電解法，又稱微電解處理技術，是一種廢水處理技術，主要用于處理含有難降解有機物和重金屬的工業廢水。其基本原理是利用鐵碳微電解填料在酸性或中性條件下自發產生的微電解效應和電池效應，實現對廢水中污染物的去除和水質的改善。
2.5 電化學還原法：是一種利用電化學反應中電子轉移的原理，促使水中的污染物在陰極上發生還原反應，從而實現污染物轉化或去除的廢水處理技術。這種方法特別適用于處理含有硝酸鹽、鹵代有機物、染料以及某些重金屬的廢水。
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