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電化學水處理方法

 電化學水處理方法是以電化學的基本原理為 基礎，利用電極反應及其相關過程，通過直接和間 接的氧化還原、凝聚絮凝、吸附降解和協同轉化等綜合作用，對水中的硬度、重金屬、懸浮物、膠體、 細菌、藻類、色度、硝酸鹽等污染物有效去除。由 于電化學無需向水中投加藥劑、水質凈化效率高、 無二次污染、使用方便、易于控制，在工業水處理、 生活污水處理和回用、飲用水凈化等方面，表現出 巨大的發展潛力。

 水（H2O）是最基本的電解質，液態的水可以 發生電離反應生成 H+ 和 OH- ：

在直流電流的作用于下，兩極會發生化學反 應，這種過程稱之為電解。電解是將電能轉化成化 學能的過程。電解水處理過程中所發生的化學變化 與水中的化學組成、物質濃度、電極材料等因素密 切相關，兩極上析出物質的量和通過的電量成正比。

 在水處理中，針對具有不同化學組成的水質條 件，通過改變不同的電極材料、電極布置方式、反 應室結構、電極作用過程和催化氧化還原措施等， 可以獲得不同的電解凈水效果。

 HGEST電解水處理器的特點:

? 電解是在外部電流作用下一個電子導體 （特種金屬制成的電極）和一個離子導體（水中的 電解質）之間發生的系列化學反應。

 ? 電解制造了一個氧化反應和還原反應分 別進行的環境。

 ? 電解過程可以控制和測量，從而可以精確 預知處理后水的水質。

 ? 不用任何化學藥劑，因此沒有任何污染。

 ? 環境友好。

 ? 處理效果不隨被處理水的條件或組成而 發生變化。

 ? 被批準用于飲用水的處理。

 3.2  HGEST電解水處理器工作原理

 HGEST電解水處理器 通過旁流處理的方式，取一定比例的冷卻 循環水流過 EST 反應室，以便拿掉適當的礦物質和 殺死細菌，然后回到冷卻塔中。通過精確的分析測 試，通過 EST 的結垢礦物質含量得到了可以看得見 的降低。在 EST 中發生的這種實際的化學反應，區 別于任何一種其他的機械式和電磁式的處理方式。

 通過電解，水中的礦物質在 EST 反應室內壁上 沉淀出來并通過機械裝置去除，這就是 EST 的工作 原理。反應室中維持一定的工作電流。結果是，在 陰極（反應室內壁）附近形成高濃度的氫氧根，這 種升高的 pH 環境（pH 大約為 13），讓易結垢的礦 物質預先結垢，并從水中析出。實際上，陰極附近 局部的高氫氧根濃度形成的化學環境，和用石灰處 理形成的冷石灰軟化環境類似。冷石灰軟化處理主 要用來給水去除鈣、鎂和硅。

 與此同時，電流也將一小部分的氯離子轉化成 游離氯，部分氫氧根氧化成微量臭氧。這兩個產物 提供了殺生效應，結合安培電流及局部高的和低的 （陽極）pH 區域，維持了 EST 之外的一個事實的 消毒環境。

根據水蒸發濃縮過程中帶來的水中碳酸鈣飽 和指數（LSI）的變化，將碳酸鈣控制在過飽和狀 態，在管道和設備內壁形成很薄的一層保護層，從 而保護管道和設備不和冷卻水中的溶解氧接觸，防 止腐蝕現象的發生。同時，EST 可以除掉冷卻水中 的鐵、銅離子以及其他重金屬離子，隨排垢時一起 排出冷卻循環系統之外，而這些離子是加速腐蝕的 罪魁禍首。

 在反應室內壁（陰極）附近發生的主要化學反 應有：

2H2O (l) + 2e- → H2 (氣) + 2OH- (aq)

堿性溶液中發生的反應（陰極附近）

 CO2(aq)+ OH- (aq) → HCO3 - (aq)

HCO3 - (aq) + OH- (aq) → CO3 2-(aq) + H20(液)

Ca2+(aq) 鈣離子可能形成

氫氧化鈣: Ca(OH)2(垢)

 碳酸鈣: CaCO3(垢)

 陽極附近發生的化學反應有：

 生成氧氣

4HO- → O2(g) + 2H20 + 4e-

游離氯 Cl- – e- → Cl0

  2Cl-(aq) → Cl2(g) + 2e-

 臭氧 O2 + 2HO- – 2e- → O3(g) + H2O

 自由基 OH- – e- → OH0

過氧化氫 2H2O – 2 e- → H2O2 + 2H+

氧自由基2H2O – 2e- → O0 + 2 H+