電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù)在化工生產(chǎn)過程中的應(yīng)用

王軍輝 郭志勇

摘要：綠色可持續(xù)發(fā)展是當(dāng)前時(shí)代的發(fā)展理念，也是我國經(jīng)濟(jì)活動(dòng)發(fā)展的重要方向，化工領(lǐng)域在為我國經(jīng)濟(jì)活動(dòng)作出突出貢獻(xiàn)的同時(shí)，環(huán)境破壞力度也越來越大。因此，為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，提升核心競爭力，化工企業(yè)應(yīng)該在綠色可持續(xù)發(fā)展理念的指導(dǎo)之下，加強(qiáng)電化學(xué)處理運(yùn)用技術(shù)的引入力度，利用該技術(shù)處理手段對(duì)自身的生產(chǎn)活動(dòng)進(jìn)行進(jìn)一步優(yōu)化。相對(duì)于西方發(fā)達(dá)國家而言，我國將電化學(xué)水處理技術(shù)應(yīng)用在化工生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中的起步比較晚。因此，相關(guān)單位還需要不斷加強(qiáng)這方面的技術(shù)研究，充分了解每一種電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù)的類型以及特點(diǎn)，將其運(yùn)用到化工生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，降低化工生產(chǎn)領(lǐng)域的能源消耗量，并進(jìn)一步降低污染物的排放，以此來推動(dòng)我國化工事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù);化工生產(chǎn);應(yīng)用

1電化學(xué)水處理技術(shù)的原理

電化學(xué)技術(shù)處理廢水是一個(gè)復(fù)雜的過程，在特定的電化學(xué)反應(yīng)器中，由于電場的作用，反應(yīng)器中的電子在該作用下會(huì)進(jìn)行定向的轉(zhuǎn)移，因此水中的污染物會(huì)在其中發(fā)生特定的物理和化學(xué)反應(yīng)，從而被去除。物理過程主要包含對(duì)污染物的吸附、絮凝和分離，化學(xué)過程可分為直接電解和間接電解。直接電解從字面就可以理解，就是指污染物直接在電極中被還原或氧化，而這一過程又包括了陽極以及陰極這兩種處理過程。當(dāng)反應(yīng)發(fā)生在陽極表面，且污染物被氧化成毒性低、容易被生物降解甚至可以直接礦物化的物質(zhì)，通過這種途徑來使得水中的污染物含量降低或者被徹底去除。陰極過程主要用于回收重金屬、還原鹵化烴。其中污染物在陰極表面被減少和消除。間接電解是間接的反應(yīng)，指需要借助強(qiáng)氧化產(chǎn)物或者由電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的中間還原物質(zhì)來對(duì)污染物進(jìn)行轉(zhuǎn)化或降解。電化學(xué)水處理技術(shù)被稱為“綠色”水處理技術(shù)，因此其與傳統(tǒng)的水處理技術(shù)相比，具有很突出的優(yōu)點(diǎn)。首先，其反應(yīng)裝置構(gòu)造簡單，也比較靈活，既可以單獨(dú)處理污水，也可作為與其他處理技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)預(yù)處理工藝使用;其次，電化學(xué)的處理技術(shù)與其他技術(shù)相比，更加易于操控，其只需控制電流與電壓，更加易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化;此外，該技術(shù)不需要特殊的反應(yīng)條件，且常溫常壓就可以實(shí)現(xiàn)，而且其所需投加的藥劑量相較于傳統(tǒng)工藝大大減少，不僅節(jié)省了藥劑投加量，還避免了二次污染。

2電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù)對(duì)化工生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生的積極影響

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)以及現(xiàn)代信息技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，我國化工領(lǐng)域的發(fā)展規(guī)模越來越大，但是在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的化學(xué)污染也越來越嚴(yán)重，而要想改變這一現(xiàn)狀就必須要加大化工生產(chǎn)過程中水處理技術(shù)的研究，充分利用電化學(xué)處理手段來提升化工生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，減少生產(chǎn)過程中的污染物。將電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù)運(yùn)用到化工生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，可以有效提升化工生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，能夠進(jìn)一步提高電化學(xué)反應(yīng)器的應(yīng)用效果。在化工生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，工作人員會(huì)利用電化學(xué)水處理技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)器展開對(duì)應(yīng)的化工生產(chǎn)活動(dòng)，能有效提高化學(xué)反應(yīng)器的傳質(zhì)效率，提升實(shí)際工作當(dāng)中的反應(yīng)效果。其次，電化學(xué)水處理技術(shù)可以進(jìn)一步提高化學(xué)生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中的傳質(zhì)效率，尤其是在水源凈化方面。在化工生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中會(huì)消耗大量的電源，然后借助各種電解質(zhì)材料展開對(duì)應(yīng)的工作，但長期下來會(huì)造成大量的能源消耗，而電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù)的引入，能夠進(jìn)一步提升電解過程的效率，進(jìn)而減少對(duì)電能的消耗，讓化工生產(chǎn)更環(huán)保。

3電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù)的具體類型

電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù)主要?jiǎng)澐譃槿箢愋停謩e是電滲析、電凝聚法以及電化學(xué)氧化，不同處理應(yīng)用技術(shù)的特點(diǎn)是不同的，在化工生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中工作人員需要根據(jù)具體的化工生產(chǎn)內(nèi)容，再結(jié)合電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù)的特點(diǎn)，有目的性地引入電化學(xué)處理技術(shù)。

首先，電滲析法是直接借助直流電進(jìn)行工作的，將其投放到水環(huán)境當(dāng)中可以通過離子交換膜對(duì)水源當(dāng)中的各種化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行電解處理，對(duì)水中的雜質(zhì)進(jìn)行分離。而在化工生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中，工作人員會(huì)利用電滲析法控制電化學(xué)水處理當(dāng)中的水壓，進(jìn)而減少化工生產(chǎn)中對(duì)各種傳統(tǒng)能源的需求，能夠達(dá)到節(jié)能減排的目的。

其次，電凝聚法主要是以系統(tǒng)陽極外部電壓為基礎(chǔ)，然后產(chǎn)生相關(guān)陽離子進(jìn)而開展最硬的電解以及化學(xué)反應(yīng)，對(duì)于水源當(dāng)中的膠體污染物進(jìn)行分離。因?yàn)樵摷夹g(shù)在應(yīng)用過程中會(huì)產(chǎn)生氫氣，而氫氣在水中會(huì)呈現(xiàn)上升的狀態(tài)，進(jìn)而將水中的一些污染物帶離水面，從而達(dá)到分離的目的。

最后，電化學(xué)氧化技術(shù)應(yīng)劃分為兩種類型，分別是直接電解和間接電解。在直接電解活動(dòng)當(dāng)中，工作人員主要是直接利用電進(jìn)行氧化反應(yīng)，進(jìn)而清除工業(yè)廢水當(dāng)中的一些污染物，而間接電解需要借助一些機(jī)械設(shè)備，在具體工作理論的指導(dǎo)之下，對(duì)廢水當(dāng)中的物質(zhì)進(jìn)行分解，相對(duì)于直接電解而言這一種方法更復(fù)雜，流程較多。在實(shí)際工作當(dāng)中，工作人員通常會(huì)將直接電解和間接電解法結(jié)合起來，以這種方式來提高化工生產(chǎn)中污水處理的質(zhì)量和效率，進(jìn)一步提升污水的純度。

4電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù)在化工生產(chǎn)活動(dòng)中的具體應(yīng)用

4.1從硝基苯類化合物廢水處理活動(dòng)的角度進(jìn)行分析

電化學(xué)水處理技術(shù)被廣泛運(yùn)用在硝基苯類化合物廢水處理活動(dòng)當(dāng)中，硝基苯類化合物是化工生產(chǎn)活動(dòng)中常見的一種化學(xué)物質(zhì)，同時(shí)也是廢水處理活動(dòng)中比較難的一個(gè)領(lǐng)域，在工作當(dāng)中，如果工作人員所使用的是傳統(tǒng)的水處理技術(shù)，那么處理的效率是非常低的。在這種情況之下，就可以借助電化學(xué)水處理技術(shù)，快速處理掉廢水當(dāng)中的硝基苯類化合物。這是因?yàn)樵陔娀瘜W(xué)水處理技術(shù)活動(dòng)當(dāng)中有一種DSA陽極，這種陽極可以作為一種催化劑，在大范圍電流密度之下就可以快速和硝基苯類化合物產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)而對(duì)這些化合物進(jìn)行降解。

4.2從持久性有機(jī)污染物處理的角度進(jìn)行分析

在化工生產(chǎn)污水排放活動(dòng)中，除了含有大量的有害化學(xué)物質(zhì)以外，還含有很高的重金屬，而這些重金屬對(duì)人體以及周邊的自然環(huán)境都會(huì)造成嚴(yán)重的破壞，因此，這些廢水需要通過專業(yè)的處理才能排放到自然河道當(dāng)中。重金屬元素的持久性比較強(qiáng)，同時(shí)一般的水處理技術(shù)是很難高效率清除水中的重金屬元素，甚至還會(huì)帶來更大范圍的污染。因此，工作人員需要充分借助電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù)，來提高重金屬有機(jī)物污水處理的效率。在具體工作中，工作人員主要在電化學(xué)氧化反應(yīng)的基礎(chǔ)之上，借助對(duì)應(yīng)的催化劑，對(duì)廢水當(dāng)中的重金屬元素進(jìn)行氧化，從而快速降解廢水當(dāng)中的有機(jī)物，最終達(dá)到凈化物廢水的目的。

4.3從酚廢水的角度進(jìn)行分析和探討

在化工生產(chǎn)廢水活動(dòng)中，還有一種廢水類型屬于含酚廢水，這一種廢水和上述兩種廢水的特點(diǎn)是不同的，廢水處理的難度比較高，流程比較復(fù)雜。因此，需要借助現(xiàn)代電化學(xué)水處理運(yùn)用技術(shù)來提升廢水處理的質(zhì)量和效率。工作人員主要利用電化學(xué)水處理技術(shù)在廢水當(dāng)中產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的氧化反應(yīng)，然后對(duì)水中的電壓以及pH值進(jìn)行調(diào)節(jié)，進(jìn)而快速清除水中的酚化學(xué)物質(zhì)。一般而言，電化學(xué)處理的時(shí)間越久，廢水的凈化率就越高，處理效果越佳。

5電化學(xué)水處理技術(shù)的前景分析

電化學(xué)水處理技術(shù)在化工生產(chǎn)廢水處理活動(dòng)當(dāng)中有著非常廣的應(yīng)用前景，可以有效提高化工廢水處理的質(zhì)量和效率，同時(shí)也能進(jìn)一步減少化工生產(chǎn)過程中對(duì)各種資源和能源的消耗。因此，相關(guān)單位應(yīng)不斷加強(qiáng)這方面的研究。在未來，電化學(xué)水處理技術(shù)首先會(huì)向著自動(dòng)化以及智能化的方向發(fā)展，通過各種自動(dòng)化控制設(shè)備，對(duì)廢水當(dāng)中的化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步細(xì)化和分解，同時(shí)也可以對(duì)廢水當(dāng)中的細(xì)菌生長進(jìn)行控制。另外，其會(huì)朝向節(jié)能的方向發(fā)展，進(jìn)一步降低電化學(xué)技術(shù)的使用標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)使用過程當(dāng)中的電流和電位進(jìn)行有效控制。除此之外，在電化學(xué)水處理技術(shù)活動(dòng)中，還會(huì)進(jìn)一步減少對(duì)各種催化劑以及化學(xué)藥劑的依賴，進(jìn)一步降低化工生產(chǎn)污水處理的成本。

結(jié)語

綜上所述，相對(duì)于傳統(tǒng)的水處理技術(shù)而言，電化學(xué)水處理應(yīng)用技術(shù)能夠進(jìn)一步提升化工生產(chǎn)領(lǐng)域中廢水處理的質(zhì)量和效率，能進(jìn)一步減少對(duì)各種傳統(tǒng)能源的依賴。因此，為了推動(dòng)化工生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，化工企業(yè)應(yīng)進(jìn)一步響應(yīng)我國節(jié)能減排的發(fā)展目標(biāo)，化工生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)該加強(qiáng)電化學(xué)水處理技術(shù)的應(yīng)用，做好相關(guān)技術(shù)的研究工作，以此來推動(dòng)該行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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