电解法在处理废水过程中,具有消毒杀灭微生物和净化的作用。电解时有阴、阳极,两极间产生电位差,废水中负离子移向阳极,在阳极放出电子,即进行氧化反应;废水中正离子移向阴极,在阴极得到电子,即进行还原反应。电解过程是电能转为化学能的氧化还原反应。
如废水中的Cl-,在电解过程的阳极放电中生成Cl2,Cl2水解产生HClO、ClO-氧化剂,对废水有机物氧化分解有重要作用。此外,电解过程中,如果电极材料选择恰当,有可能产生许多强氧化剂,如O3、HO-、HO2-、H2O2、O等,不仅有氧化有机物的作用,而且有消毒杀灭微生物的作用。
电解时,使水溶液形成一个电场,废水中微生物受电场作用,对细胞形成一个跨膜电位,当电位高于1V时,细胞膜会被穿透,导致细胞质外泄而死亡。电场也改变了微生物生存环境,使微生物不适应环境而死亡,或者是电极间电子的频繁传递,造成细胞呼吸系统失调也会导致死亡。废水中许多微生物带有负电,在电场作用下,迁移至阳极,造成生物放电死亡。由此可知,电解是具杀生作用的。
电解时,如果选用碳钢作为阳极,在阳极区,碳钢失去电子以二价离子进入废水中:
Fe-2e-→Fe2+
在阴极区:
O2+2H2O+4e-→4OH-
二价铁在水中反应生成氢氧化铁的白色沉淀:
Fe2++2OH-→Fe(OH)2↓
在阳极上电离形成的氢氧化物对废水的胶体物质起到絮凝作用,产生沉淀而分离,使废水净化。
电解过程中,H+迁移到阴极:
2H++2e-→H2↑
即阴极放出H2,以极小的气泡(20~100μm)上浮,起到电解气浮作用,废水中的悬浮颗粒黏附在氢气泡上,随其上浮至水面而去除,达到净化目的。
利用上述的电解法产生的三种效应,即电解氧化反应、电解絮凝和电解气浮,可以处理废水的多种有机物、重金属等,例如对制药废水、肉类加工废水、电镀废水等的处理都有显著效果。