化学反应原理：电解槽在废水处理中的应用与原理

化学反应原理：电解槽在废水处理中的应用与原理

化学反应原理报告

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废水电解处理示意图

电解槽上装有极板，极板一般用普通钢板制成，极板间距适当，以确保耗电量低，且安装、操作和维护方便。电解槽按极板与电源连接方式不同，又分为单极型和双极型。双极电极电解槽的特点是中间电极靠静电感应产生双极性，这种电解槽与单极电极电解槽相比，电极连接更简单，操作更安全，耗电量明显降低。阳极接整流器阳极，阴极接整流器阴极。接通电源后，在外电场作用下，阳极失去电子发生氧化反应，阴极获得电子发生还原反应。

废水流经电解槽，作为电解液，在阳极和阴极分别发生氧化和还原反应，有害物质被去除。这种直接在电极上发生的氧化或还原反应称为一次反应。以含氰废水为例，其在阳极表面的电化学氧化过程为：

CN-+2OH--2e─→CNO-+H2O

2CNO-+4OH--6e─→2CO2↑+N2↑+2H2O 氰化物转化为无毒、稳定的无机物质。

电解处理废水还可以采用间接氧化和间接还原的方法，即利用电极氧化还原产物与废水中的有害物质发生化学反应，生成不溶于水的沉淀物，从而分离去除有害物质。

电解过程中，废水中大量氢离子被消耗，氢氧离子浓度升高，废水由酸性转为碱性，并析出氢氧化铬和氢氧化铁等物质：

Cr3++3OH-─→Cr(OH)3↓

Fe3++3OH-─→Fe(OH)3↓

将沉淀物从水中分离出来，即可除去铬离子，净化废水。上述反应式中，除铁阳极的阳极溶解为初级反应外，其余均为次级反应。

在上述电解过程中，除处理废水的初级和次级反应外，由于水的电解作用，在阴极和阳极分别产生氢气和氧气。这两个初级生态系统[H]和[O]能化学还原和氧化废水中的污染物，并能产生微小的气泡，使絮凝剂或油类附着在气泡上，浮到液面，以利于去除。这种方法称为电浮选。此外，由于溶解在铁或铝金属阳极中的离子进一步水解，可变成不溶于水的金属氢氧化物如氢氧化亚铁或氢氧化铝的活性混凝剂。这种物质具有多孔凝胶结构，具有表面电荷效应和强吸附作用，能将废水中的有机或无机污染物凝聚凝聚，使污染物相互凝聚而从废水中分离出来。这种方法称为电絮凝处理。

可以看出，废水电解处理包括电极表面的电化学作用、间接氧化与间接还原、电浮选和电凝聚等过程，对废水中的污染物去除效果不同。

优势报告

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采用低压直流电源，无需使用大量化学药剂；常温常压下操作，管理简单；若废水中污染物浓度发生变化，只需调节电压、电流，即可保证出水水质稳定；处理装置占地面积不大。但处理大量废水时，电耗、电极金属消耗较大，分离出的沉淀物不易处理利用。

电解应用报告

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电解法主要用于处理含铬废水、含氰废水，此外还用于去除废水中的重金属离子、油及悬浮物；还可凝聚、吸附废水中胶体或溶解状态的染料分子，通过氧化还原反应破坏发色基团，达到脱色效果。利用电解法处理含酚、镉、硫、有机磷等废水及食品工业废水的实验研究也正在进行中[1]。

加工过程报告

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聚合氯化铝

聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，是由氢氧离子的架桥作用和多价阴离子的聚合而产生的分子量大、电荷大的混凝剂。具有稳定性好、对水域适应性广、水解速度快、吸附能力强、矾花大、沉淀快、出水浊度低、脱水性能好等优点。在同样的水质条件下，喷雾干燥的聚合氯化铝用量减少，特别是在水质较差的条件下，喷雾干燥产品比滚筒干燥的聚合氯化铝用量可减少一半，不仅减轻了工人的劳动强度，更重要的是降低了用户的制水成本。本产品能除菌、除臭、除氟、铝、铬、油、浊度、重金属盐、放射性污染物，在净化各类水源过程中有广泛的用途。

特征

1、絮凝体形成速度快、活性好、过滤性好。

2.无须添加碱性添加剂，即使潮解，其效果也不会改变。

3、对pH值的适应性广，用途广泛。

4.处理后的水含盐量较少。

5、能去除水体中重金属及放射性物质造成的污染。

6、有效成分高，易于储存和运输。

使用

1、城市给排水净化：河水、水库水、地下水。

2、工业水净化。

3、城镇污水处理。

4、从工业废水、废渣中回收有用物质，促进洗煤废水中煤粉的沉降，淀粉制造工业中回收淀粉。

5、各种工业废水处理：印染废水、皮革废水、含氟废水、重金属废水、含油废水、造纸废水、洗煤废水、采矿废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水、污水处理。

6.造纸施胶。

7.糖液精制。

8. 选角。

9.防止织物起皱。

10.催化剂载体。

11. 药物精炼

12.速凝水泥。

13.化妆品原料[2]。