1.水的污染

地球總水量約計1.4* 億,但97.3%（體積分?jǐn)?shù)）為人們尚不能利用的海洋咸水，人類生產(chǎn)和生活所能利用的地表淡水僅占地球的總水量的0.01%，其他淡水中有2/3以上被固定在兩極地帶的冰蓋中和山區(qū)冰川中，另外近1/3帶溜在地下含水層里。人類不但面臨全球性危機(jī)，而且隨著工農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和人口增長，排放的污水量則急劇增加，只事許多江、河、湖、庫甚至地下水都遭受不同純度的污染。有害污染物包括需氧有機(jī)物、難降解有機(jī)污染物、重金屬、植物營養(yǎng)物質(zhì)、酸堿和無機(jī)鹽及石油類漂浮物。

需氧有機(jī)物包括淀粉、糖類、蛋白質(zhì)、脂肪、纖維素、氨基酸、脂肪酸、脂類等，主要來自生活污水、、肉類加工廢水、食品以及造紙、制革、制糖、印染、焦化、石油化等工業(yè)廢水。需氧有機(jī)物本沒有毒性，它們在生化作用下易難解，分解時需要大量消耗水中溶解氧，故通常用生化需氧量BOD(mg/L)來表示需氧有機(jī)物的濃度，一般常用水溫在20℃時5天的生化需氧量作為統(tǒng)一指標(biāo)，用來反映需氧有機(jī)物的含量與水體污染的關(guān)系。

污染水體的重金屬主要有汞、鎘、鉛、鉻、銅等，砷雖不屬重金屬，但毒性與重金屬相似，故常歸在重金屬類討論。對地表水和地下水污染比較普遍的重金屬有汞、鎘、砷和鎘，1~10mg/L重金屬即可對人體產(chǎn)生毒性效應(yīng)。重金屬在水體中不能被微生物化解，只能發(fā)生各種形態(tài)之間的相互轉(zhuǎn)化以及分散和富集，重金屬化合物在地表水體中的溶解度很小，往往經(jīng)過絮凝。沉淀等作用而沉積于水底，其濃度比水體高幾個數(shù)量級。重金屬離子由于帶正電，在水中易被荷負(fù)電的膠體顆粒吸附，吸附重金屬的顆粒很快沉降下來。

酸、堿和一般無機(jī)鹽水體pH值發(fā)生變化，造成酸、堿、鹽污染。自然環(huán)境對污染物都有一定的承受量，即環(huán)境容量。水體可以在它的環(huán)境容量范圍以內(nèi)，經(jīng)過水體的物理、化學(xué)和生物的作用，是排入的一定數(shù)量的污染物質(zhì)濃度降低，逐步恢復(fù)原有的水質(zhì)，這一過程稱為水體自凈。自凈過程使天然水體中的無機(jī)懸浮物與酸堿廢水反應(yīng)生成鹽類，但當(dāng)pH值小于6.5或pH值大于8.5時，水中微生物的生長受到抑制，則降低水體對需氧有機(jī)物的凈化能力。

2.電催化氧化法處理廢水

TiO2催化氧化法

近年來，多相光催化氧化技術(shù)日益引起國內(nèi)外的重視。在多相光催化反應(yīng)所應(yīng)用的半導(dǎo)體催化劑中，TiO2以其無毒、催化活性高、穩(wěn)定性好以及抗氧能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)而受到重視。

無論時生物處理發(fā)，還是高級氧化發(fā)，都存在各種各樣問題，人們把目光集中到電催化氧化法。

電解法是利用電解過程的電化學(xué)反應(yīng)，使各種污水中的有害雜質(zhì)去除的處理方法，或稱電催化氧化法，或稱電化學(xué)法，對水，包括生活污水、工廠廢水進(jìn)行處理，由于不造成二次污染，因而被稱為環(huán)境友好型水處理技術(shù)，或稱綠色水處理技術(shù)。

從專業(yè)角度來說，所謂電化學(xué)水處理技術(shù)就是利用外加電場作用，在特定的電化學(xué)反應(yīng)器內(nèi)，通過一系列設(shè)計的化學(xué)反應(yīng)、電化學(xué)過程或物理過程，達(dá)到預(yù)期的去除廢水中污染物或回收有用物質(zhì)的目的。

3.電化學(xué)法處理廢水原理

直接電解

直接電解可分為陰極過程和陽極過程。陽極過程指污染物在陽極表面氧化而轉(zhuǎn)化成毒性較低的物質(zhì)或易生物降解物質(zhì)，甚至發(fā)生有機(jī)物無機(jī)化，從而達(dá)到削減污染的目的，陰極過程是指污染物質(zhì)在陰極表面還原而得以去除，主要用于鹵代烴的還原脫鹵和重金屬的回收。

4.材料的選擇對電解法處理廢水的作用

電極材料的選擇

電極材料不同，降解反應(yīng)機(jī)理不同。有機(jī)物在金屬氧化物陽極上的氧化反應(yīng)機(jī)理和產(chǎn)物選擇性同陽極金屬化物的價態(tài)和表面上的氧化物種有關(guān)。

5.有機(jī)廢水的降解處理

去除COD主要靠陽極表面的氧化反應(yīng)，直接在陽極表面上氧化降解有機(jī)物，陽極電位必須高于有機(jī)物的分解電位。通常有機(jī)物分解電位要高于水中析出氧氣的電位，所以陽極上進(jìn)行的是有機(jī)物氧化和析氧兩個競爭反應(yīng)，電極具有較高的析氧電位，就能提高有機(jī)物直接被氧化的幾率。