电化学催化技术的发展历程

      电化学技术在水处理领域的应用可以追溯到20世纪60年代，当时研究人员开始探索利用电化学氧化还原反应去除水中的污染物。20世纪90年代，随着电极材料的改进和反应器设计的优化，电化学技术逐渐从实验室走向工业化应用。进入21世纪后，电化学技术在处理难降解有机物和高浓度废水方面展现出独特优势，成为废水处理领域的重要研究方向。

      电化学技术的核心原理是通过电极表面的氧化还原反应降解污染物，氧化分成直接氧化和间接氧化。在阳极上，污染物直接被氧化（如有机物被氧化为CO₂和H₂O），或通过电解水产生的羟基自由基（·OH）间接氧化；在阴极上，重金属离子（如Cr⁶⁺、Cu²⁺）被还原为低价态或单质。

      例如，Cr⁶⁺在阴极被还原为Cr³⁺的反应式为：

Cr₂O₇²⁻ + 14H⁺ + 6e⁻ → 2Cr³⁺ + 7H₂O。

      电化学技术不仅能高效去除COD和氨氮，还能实现深度脱色，特别适用于印染、制药、电镀等行业的高浓度废水处理。在印染废水处理中，电化学技术对色度的去除率可达95%以上，COD去除率超过80%。

      与常见的高级催化氧化工艺（如铁碳微电解、芬顿氧化）相比，电化学技术具有显著优势。铁碳微电解和芬顿氧化虽然对有机物降解效果较好，但需要投加大量化学药剂（如H₂O₂、Fe²⁺），容易产生二次污染，且运行成本较高。而电化学技术无需添加化学药剂，反应条件温和，设备占地面积小，能同步实现多种污染物的去除。

      此外，电化学技术的电极材料寿命长，运行稳定，也显著降低了运行成本。随着电极材料的不断改进和反应器设计的优化，电化学技术的经济性和适用性正在进一步提升。未来，电化学技术有望在更多高难度废水处理场景中发挥其独特优势，为工业废水治理提供更加高效、环保的解决方案。