关于化工安全生产中电化学水处理技术的应用分析

卞广涛，刘信刚，李 娜

（山东临化生物科技有限公司，山东 临沂 276002）

0 引言

随着我国社会经济的蓬勃发展，化工企业的规模也越来越大，为经济发展提供必要的支持。化工企业作为环境污染的重点企业，应该在其生产中注意的各种安全问题，才能保证可持续发展的理念，在行业发展中，得到贯彻和实施。在化工安全生产中的电化学水处理技术的应用，是非常重要的。但是我国对于电化学水处理的相关研究，具有一定的延迟性和不全面性[1]。因此还需要社会对这个技术给予重视，使化工企业的安全问题，能够得到更好处理，电化学水技术更能够促进化工生产的发展，与环境的保护更加协调[2]。

1 化工安全生产中的电化学处理技术意义

1.1 化工安全生产特点

化工企业生产具有其独特的性质。首先生产的材料是要经过化学反应和变化的，化学反应是具有一定的不稳定性，要求极高的准确性，否则可能带来爆炸或者反应失败的问题。化工生产步骤是较为复杂和特别的，对生产环境要求较高。其次，化学工厂一般是大规模生产，对生产的技术和设备专业性要求较高，生产效率也是非常高，因此安全的风险性较高。最后也是最重要的一个特点，化工企业对周边的环境影响是需要控制的，因此化工安全生产中需要应用电化学水处理技术，确保很大程度上使企业与环境更友好地发展。

1.2 电化学水处理技术的重要性

电化学水处理技术在化工安全生产中能够起到非常积极且有效的影响。电化学水处理技术不仅可以对化工安全生产提高利率和把控质量，而且能对环境质量安全起到很大的促进作用。电化学水处理过程中对促进电化学反应器的效果更佳，缩短化工安全生产中反应器的传质时间，从而提升化工生产效率。电化学水处理技术的应用对水源的保护和净化效果更有效。在电能消耗问题中，也可以用电化学水处理技术来应对，达到减少能耗，促进化工企业安全发展的目的。

2 电化学水处理技术类型

电化学水处理技术在应用过程中，是用电化学反应机制或者电化学间接转化的方式，对通过电极对污染物进行处理，这个过程称为降解或者称为消除作用。化工企业安全生产通过电化学水处理技术可以保护环境。

2.1 电化学水处理技术中的电氧化法

电化学水处理技术中，有直接与间接氧化的方式，用高电位中的阳极来对溶液中有毒的化合物进行降解，这称为电氧化法。其中CN-在电镀工厂中的废水，通过直接氧化的方式可以达到杀菌和脱硫的效果[2]。湖水中的细菌，通过直接氧化的方法，通过具有10 V 电压的电化学水处理方式，用时5 min，仅剩下2%的细菌，通过这个方法可以祛除水中藻类。那些通过Ag2+、Co3+和Fe3+作为氧化中介，可以对苯、苯酚和油等较难分解的化学活性物质，通过间接氧化，在阳极中达到降解作用。通过实验发现，反应的效率较高。

2.2 电化学水处理技术中的电还原法

在化工安全生产中，化工废水里含有高纯度的重金属物质，此时需要对重金属进行回收，就可以用氯化烃的还原脱氯和重金属，进行重金属回收。废水提出重金属采用这种方式，能够降低水中氯化烃的还原脱氯和重金属含量。

电还原法主要用于氯化烃的还原脱氯和重金属的回收。它能从废水中得到纯度很高的重金属，这种方法不仅费用低廉，而且高效。

2.3 电化学水处理技术电凝聚法

Fe2+、Fe3+等利用电解技术，从铁屑和铁板中生成，铝板也可以用这个方法，生成或Al3+。这个过程中，Fe（OH）2、Fe（OH）3、Al（OH）3等再絮凝生成，此时水中的污染物也被祛除。在化工安全生产中的供水，可以有一部分用铁，通过电凝聚法溶解。这是通过Fe2+氧化成Fe3+的作用机理，利用它们与新生态氧和溶解氧的不溶性阳极反应进行的。电化学水处理技术进而水解，从而形成氢氧化铁的胶体，还要砂滤去除。同时OH-引起pH 值上升，这是阴极反应造成的。过滤条件也由于从产生的微气泡中高铁胶体集聚成较大的颗粒，而得到改善。电化学水处理中电流密度4.0m A/cm2、通电率为50%，就可以由4.0 mg/L 含铁量降至0.3 mg/L。这个过程，非常适合小规模的供水系统，没有任何化学药剂添加，不易造成污染[3]。在75.11%、80%和80%以上的COD、SS 及色度去除率，表明双铝电极电凝聚气浮强化一级电化学水处理方式，非常有价值。

2.4 电化学水处理技术电气浮法

在电化学水处理中，采用电气浮法对化工厂废水进行处理，通过阳极和阴极上，由电解产生的氧气和氢气生成的微气泡，这个方法可以达到94%的脱色率，98%的SS 去除率和75%COD 去除率。95%浮油去除率，92%乳化油去除率，91.2%LAS 去除率，这都是通过气泡粘附在胶体或者絮体上。

2.5 电化学水处理技术微电解（内电解）法

微电解就是铁屑也就是铁-碳合金，通过微电池回路方式，在废水中进行的一种内部的电解反应过程。内电解法中，铁屑会与碳粒发生接触，形成大原电池，这些碳粒是石墨、焦炭、活性炭、煤等一些惰性碳[4]。在化工废水安全处理中，电解难降解的二硝基氯苯和偶氮染料活性蓝、络合染料活性绿等物质，93%的脱色率，50%COD 去除率，同时增大BOD5/COD，工艺处理效率得到提高，水资源也得到保护。

3 电化学水处理技术的具体应用

3.1 电化学水处理技术硝基苯类化合物废水处理

化工安全生产中，对硝基苯类化合物废水处理，是一个较为困难的问题，传统的废水处理方法效率较低，达到的效果并不理想。采用电化学水处理技术中DSA 阳极，作为一个催化剂的方式，从而对硝基苯类化合物废水进行处理。这种方式可以在大范围电流密度下，对硝基苯类化合物废水进行降解，并且发生一系列反应。因此化工安全生产中，硝基苯类化合物废水过程中，电化学水处理技术的应用是非常重要的。

3.2 电化学水处理技术持久性有机污染物处理

重金属是化工生产污水中常见的排放物，对环境的影响非常大，因此对化工厂安全生产中的污水处理的要求是非常严格的。包含重金属元素的污水要求的处理技术较高，此时采用电化学氧化反应方式，通过废水中的化学物质进行氧化的方式，降解其中的重金属元素，从而减少重金属元素对周边环境的污染和破坏[5]。化工厂安全生产中，通过采用电化学水处理技术，重金属有机物污水的处理效率，也可以得到提高。

3.3 电化学水处理技术酚废水的处理

含酚废水是化工生产中较难处理的一种废水，它的处理过程较为繁杂，技术要求较高。当前化工厂采取电化学水处理方式，通过电压调整，进行氧化反应的方式，从而调整水中的pH 值，这样能够快速处理含酚废水，从而使水变得干净，同时，时间越长，废水处理效果更好，效率更高。

4 电化学水处理技术发展前景

电化学水处理在我国化工安全生产中推广较晚，当前技术不够先进，因此在我国开展电化学水处理技术研究，是非常必要的，这也是非常有发展前景的一项技术。

4.1 电化学水处理技术材料研究

电极材料能够影响电化学水处理反应速度，从而被称为电催化。电极材料不仅对电化学水处理的反应效率有影响，同时对发生反应的数量有影响[6]。例如高析氧电位是用Sb2O3覆盖的Ti/SnO2电极，进行有机化工污水处理，通过活性炭纤维与铁，进行导电和吸附，加入催化和氧化还原，气浮等性能，实现污水处理。当前高效催化电极的炭黑催化剂等相关研究，还不够完善，需要深入研究。

4.2 电化学水处理技术反应器结构发展

非常处理中的电解质溶质浓度，对电化学水处理非常重要，当导电率太低时，就需要对电化学反应器进行结构改进，复极性固定床电催化反应器，应该是当前研究的主流。

4.3 电化学水处理技术供电方式研究

电化学水处理中，采取电化学脉冲方法，对溶液中化合物的活性凝聚方法，是优于其他絮凝剂的使用，因此可以进行高电压、小电流脉冲供电和高压脉冲电凝法研究。

4.4 电化学水处理技术与其他技术结合创新

电化学水处理技术，可以结合膜辅助方法、磁电解方法、超声波电解法和生物膜电极法，进行废水处理。

5 结语

电化学水处理技术对化工安全生产具有重大的意义，也非常具有研究价值。当前推广电化学水处理技术，不仅能够促进化工厂的发展，同时也是贯彻环境保护的可持续发展理念的要求。电化学水处理技术的应用，不仅对化工企业发展意义重大，对整个社会环境来说，同样重要。社会人工智能化的发展趋势对能耗和资源的需求更高，对各方面技术要求也更高，通过电化学水处理技术应用，能够降低化工生产的成本，减少对化学药剂的使用，达到可持续发展的目标。