电化学技术在环保领域的应用(3)

化工厂、热电厂在生产中会排放出许多含有毒、有害物质(如Cl2,H2S,SO2,NOx,CO2等)的气体。这些污染物大多是电活性的,因此可以采用电化学技术处理。

电化学技术处理废气包括两个步骤[10] :(1)使气体中的有害物质溶解在液体中;(2)用电解法将其转化为无害的物质。其工艺可分为槽内工艺和槽外工艺[4] ,槽内工艺是气体直接经吸附转移到电化学反应器内并被处理;槽外工艺是气体先被吸附到独立的容器中,再转移到电化学反应器中进行处理。 采用三维填充床电极,辅以多孔渗水隔膜或离子交换膜的槽内直接电化学方法已经成功应用于含Cl2、SO2的废气净化。Cl2的氧化或还原反应可能 直接发生在电极上,或是通过间接电氧化(还原)来完成[11] 。SO2是燃气产生的主要污染物之一,已尝试用多种电化学手段将其从燃气中除去。其中最成 功的方法是ISPRAMARK过程[12] ,其原理是利用阳极氧化将HBr氧化成Br2,然后Br2与SO2和水反应制得硫酸。硫酸具有市场意义,Br2作为中间体是完全循环的。最近研究较多的是对同时含有SO2和氮氧化物的废气进行处理。如Ce4+ 辅助工艺是以Ce4+ 为均相氧化还原媒介,将SO2和氮氧化物同时 分别转化为硫酸和硝酸;PbO2、连二亚硫酸盐工艺也可有效处理SO2和氮氧化物废气[11] 。

2.3 土壤的电化学修复

利用电化学技术可以除去土壤中的无机、有机污染物。该法只需将电极插入土壤中并通以直流电,使离子以电迁移、对流和扩散的方式在土壤中运动。重金属离子会在阴极电沉积后被除去,有机污染物会随着含带电离子的液体做电渗流动,然后通过辅助方法如离子交换膜法或化学沉淀法去除。目前,已有人采用电化学方法去除土壤中的多种重金属、甲苯、二甲苯、酚类化合物和含氯有机化合物等[10]。

2.4 环境监测控制

通过选择不同的电极和电解池,电化学技术还可用于环境监测控制,如应用于传感器、监测器和控制 器的设计和制造,用于H+ 、O2、CO2、SO2及金属离子的分析[11] 等。这种技术可以满足环境监测和控制的不同要求,并且与其它的物理手段结合起来,易于实现环境监测和控制的高灵敏性、快速和自动化。

2.5 其它方面的应用

电化学技术还可用于对金属仪器和设备的防腐。通过施加电位,用阴极保护或用阳极氧化使金属钝化的办法,可以使腐蚀停止或减慢,从而达到防腐的目的。相对于其它类型的防腐方法来说,这种方法价格低、效果好,因而在世界各国已得到了广泛的应用。

3 结语

电化学技术在环境保护中的应用还处在发展阶段,但凭借其许多独特的优点已成为十分活跃的研究领域。虽然有些电化学方法只是处于小试阶段,但随着电化学技术研究的发展、新型电极材料与新型电极的开发以及与其它方法的联用,电化学技术在环保领域中将显示出更广阔的应用前景。

参 考 文 献

1 崔晓丽,赵汝琪,范小振等.电化学技术在环境保护中 的应用.河北化工,1999,(1):32～34 2 冯玉杰,李晓岩,尤宏等.电化学技术在环境工程中的 应用.北京:化学工业出版社,2002 3 王翠,史佩红,杨春林等.电化学氧化法在废水处理中 的应用.河北工业科技,2004,21(1):49～52

4 侯峰岩,王为.电化学技术与环境保护.化工进展, 2003,22(5):471～476

5 张英,徐章法,徐伯兴.电化学工艺在废水处理领域的 应用.上海化工,2002,13:6～9 6 甘莉.电凝聚水处理技术的新进展.工业水处理,2002, 22(5):5～7

7 谢光炎,梁开文,肖锦.废水净化的电化学方法进展. 给水排水,1998,24(1):64～68

8 周集体,杨凤林,杨卫身等.连续吸附—电解再生污水 处理设备.中国,CN1201759A,2002

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