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活性污泥法微生物相诊断技术

作者：张工注册给排水工程师

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上一篇文章中给大家简单介绍了一下臭氧催化氧化技术的一种最新型的玩法：超重力-臭氧催化氧化技术，假如水友们还有兴趣了解更多，可以留言。今天小编想跟大家聊一聊另外一种工艺，也是近期比较流行的工艺：电化学工艺。

说起电化学水处理技术，其应用历史可谓长久，从最开始的电絮凝、电气浮技术，到电芬顿、电催化技术，乃至在循环水领域火爆的电化学循环水处理技术、电吸附脱盐技术，颇受环保研究人员的青睐。

不过对于不少的水友们来说，往往不太容易理解这几种电化学技术之间的区别，下面小编就简单梳理一下有关于电絮凝、电芬顿、电气浮、电催化这4种污水处理中常用的电化学水处理技术之间的异同。

说起电絮凝、电芬顿、电气浮、电催化这4种技术，其实它们有一个共同的名字：电解！且大家对于电解这个名词可谓相当熟悉，毕竟这个名词从中学化学的试验课堂上，大家就都接触过了，无外乎就是在一台直流电源的正负两极分别接上导电材料（铁、铝、石墨等），插入溶解了一定盐份的水中，能够产生一定现象（冒泡或者絮凝体产生，要看不同电极材料）。

▲典型的电解CuCl2溶液原理图

其实对于电絮凝、电芬顿、电气浮、电催化这4种技术，其技术原理也是基于直流电通入水中，电路中的自由电荷在电极的固液交界面上转变为离子电荷时所产生的化学变化，唯一不同的地方，就是应用不同电极时会产生不同现象，就成了电絮凝、电芬顿、电气浮和电催化。

01 电絮凝

电絮凝是以铝、铁等活泼金属为阳极，在直流电的作用下，阳极铁铝原子优于O2-、Cl-等离子参与反应，产生Al、Fe等离子，在经一系列水解、聚合及亚铁的氧化过程，发展成为各种羟基络合物、多核羟基络合物以至氢氧化物，使废水中的胶态杂质、悬浮杂质凝聚沉淀而分离。同时带电的污染物颗粒在电场中泳动，其部分电荷被电极中和而促使其脱稳聚沉。

▲实际工业应用中的电絮凝装置，可以看到极板间隔阳极氧化腐蚀

总结电絮凝技术一般采用铁铝阳极，利用产生的铁铝絮体去除污水中的悬浮状污染物，一般不能去除溶解性有机物。

02 电芬顿

1893年，化学家Fenton发现，过氧化氢与二价铁离子的混合溶液具有强氧化性，能氧化多种有机物，后人为纪念他，于是将亚铁盐和过氧化氢的组合称为Fenton试剂，它能有效的氧化去除传统废水处理技术无法去除的难降解有机物，但是缺点是经过了调节酸碱过程后会产生大量的铁泥，随着如今环保要求越来越严格，这部分铁泥一旦被定位为危废，其处理成本将会大大上升，成为这一古老技术在未来继续应用的最致命缺点。

芬顿试剂能有效氧化去除难降解有机物，其实质是双氧水在亚铁离子的催化作用下生成羟基自由基（·0H），羟基自由基具有强氧化性和很强的亲电加成性能，可将大多数有机物氧化分解成小分子物质。

▲左边阳极提供亚铁离子，右边ACF阴极提供双氧水

假如把铁作为阳极进行通电电解，同时再阴极曝气，这样就会在阳极产生亚铁离子，在阴极产生双氧水，同样可以构成芬顿体系，并且由于没有外加双氧水，其处理成本较低，但是处理效果也较传统芬顿差；假如额外加入双氧水的话，则可以提升整体处理效果，并且由于阴极可以加速三价铁离子还原成为二价铁离子，因此外加双氧水的电芬顿技术其产生的铁泥量也大大少于传统芬顿技术。

03 电气浮

废水应用电气浮技术时，一方面在阳极、阴极表面上产生氢气、氧气、氯气等气体，可用于浮载废水中大量的悬浮物和油类，以达到去除浮油的目的；同时也可以在阳极生成各类强氧化剂，为杀菌、氧化去除部分菌类创造了条件。电气浮技术尤其适用于水中矿化度比较高的情况，可以满足电解所需要的必备条件，节约了气浮过程需要投加的大量药剂的费用，且阳极端产生的氯气可有效抑制水中微生物的滋生，同时兼具了气浮、杀菌、脱色等作用。

▲工业用电气浮设备

总结电气浮一般会选用惰性阳极，也就是在阳极区域，水中的阴离子会优先参与反应，产生各类气体，而不像电絮凝一样产生铁铝的二价离子等絮体。

04 电催化氧化

电催化氧化也是一种电解技术，不过和其他三种电解技术不同的是，电催化氧化技术有其专用的电极板：DSA形稳阳极，这种阳极以钛为极板载体，其上涂覆具备催化活性点位的钌、铱、钽、锡等贵金属氧化物，能够在通电状态下产生以羟基自由基为代表的强氧化剂，高效彻底的分解水中有机物。

▲工业用单极式电催化氧化设备的内部极板排列形式

对于电催化氧化技术来说，其阴极材质一般没有特别要求，且阴极区域同样会产生以氢气为代表的微小气泡，这点和以上三种电解技术相同。

总结以上内容，电絮凝是采用铁阳极或者铝阳极，一般采取较小的电流密度，通过产生铁铝絮体去除水中悬浮物的电解技术；电芬顿是利用铁阳极产生亚铁离子，外加双氧水（或者阴极区域曝气）构成芬顿体系的电解技术，并且在阴极会还原一部分铁离子为亚铁离子，因此能够大大降低铁泥产生；电气浮是利用阴阳极产生的微小气泡上浮水中悬浮物，同时能够兼顾杀菌脱色功能；电催化氧化利用DSA形稳阳极，产生以羟基自由基为代表的的超强氧化物氧化去除水中溶解态有机物的电解技术。

好了那关于这个问题咱们就说到这里，小伙伴们还有其他问题的话，可以在留言区留言，小编将在第一时间回复大家，这样才能够最快的提升大家的技术水平哦！