含盐有机废水浓度高、毒性大、色度高，较难处理。由于此类废水中含有Na+，Ca2+，Cl等无机离子，使得废水具有较高的导电特性，因此电催化氧化技术用于含盐废水处理颇具优势。电催化氧化技术对难降解有机物处理效率高，无二次污染，反应条件温和，反应器可控性强，操作不繁琐，可与其他技术组合应用，极具有发展潜力。
本文介绍了电催化氧化技术的基本原理，总结了电催化氧化技术用于处理含不同污染物废水的研究现状，展望了电催化氧化技术未来的主要研究方向。
1、电催化氧化技术的原理
电催化氧化处理技术的基本原理是氧化还原反应。采用外加电场，反应在电极/溶液界面进行，阳极反应直接降解有机物或产生·OH、Cl2、O2及O3等氧化性物质降解有机物，因降解途径不同分为直接氧化法和间接氧化法。
1.1 直接氧化法
在有机物被直接降解的途径中，最初是金属阳极材料与H2O或·OH形成的氢氧自由基反应生成高价氧化物，见式(1)~(2)：
废水中的有机污染物R与上述生成的高价氧化物反应，有机污染物被降解，见式(3)~(4)：
1.2 间接氧化法
间接氧化法是通过阳极反应生成氧化性质的中间体、、等，这些中间体分布在溶液中降解污染物，污染物被降解成小分子物质。
2、电催化氧化技术用于含盐有机废水的处理
目前处理含盐有机废水的方法主要有物理法、生物法及化学法等。在实际应用中，物理法和化学法处理成本高、设备易损坏、容易引起二次污染，而利用生物系统处理工业废水技术上是可行的，但生物法具有工艺启动慢、驯化周期长等缺点。电催化氧化技术能对环状或长链状大分子有机污染物进行有效降解，适于各种含盐有机废水的处理。
2.1 石油废水
在原油开采及炼化过程中会产生大量含油废水，主要含有石油碳氢化合物(TPH)、氯化钠、难溶的钙盐和镁盐等。电催化氧化技术去除石油废水中烃类有机物时，去除率达93%~95%，去除效果明显。在实际应用中主要研究如何提高效率，节约成本。YAVUZ等采用电催化氧化技术、电Fenton技术和电絮凝技术对石油精炼废水进行处理，阳极为掺硼金刚石薄膜电极和钌混合金属氧化物电极。结果表明：电Fenton法处理效率最高，但存在二次污染，处理成本较高;其次是掺硼金刚石薄膜电极的电催化氧化技术，在5mA/cm2的电流密度下，苯酚去除率达99.53%，COD去除率达96.04%。
阚连宝等利用Ti/IrO2-Ta2O5-SnO2阳极对大庆油田某采油厂联合站的含油废水进行电催化氧化处理，除油率达93.9%，气相色谱分析结果表明，废水中总石油烃成分已由大分子物质分解为小分子物质，或被矿化为CO2。GARGOURI等比较了Ta/PbO2电极和掺硼金刚石薄膜电极对石油勘探废水的处理效果，COD去除率分别为85%和96%，掺硼金刚石薄膜电极因其禁带宽和物理性质稳定而比Ta/PbO2电极具有更高的氧化率和更长的使用寿命。
DASILVA等采用Ti/IrO2-Ta2O5电极和掺硼金刚石薄膜电极处理含氯离子的石化含盐废水，发现氯离子促进了Cl2和HClO/ClO的电生化效率，使处理效率提高。在相同的操作条件下，掺硼金刚石薄膜电极的COD去除率更高，Ti/IrO2-Ta2O5电极的能耗和运行成本更低。
2.2 制药废水
药物在生产过程中都会以原始或代谢物的形式排放出去，其中的许多药物活性化合物是持久性有机污染物。
夏伊静利用PbO2电极电催化氧化处理阿司匹林生产废水，在阿司匹林初始质量浓度500mg/L、电解质Na2SO4浓度0.1mol/L、电流密度50mA/cm2、电极间距4cm的最佳工艺条件下电解150min后，阿司匹林去除率为64.07%，COD去除率为53.53%。MOOK等比较了电催化氧化法和生物电化学技术中阴极硝酸盐还原和阳极氧化的效果，发现电催化氧化法可以高效率(≥99%)去除污染物，同时对环境影响最小。
OUARDA等研究了膜生物反应器和电催化氧化技术组合工艺对含有卡马西平(CBZ)、布洛芬(IBU)、雌二醇(EE)和文拉法辛(VEN)4种药物的制药废水的处理效果，结果表明，电催化氧化技术作为后处理时，在电流为0.5A的条件下，反应40min后，4种药物的去除率均达到97%，此种组合工艺与电催化氧化技术作为预处理相比，更经济高效。
对于水溶性较大的药物活性化合物，通常采用三维复极性反应器来提高电催化氧化技术的处理效果。刘峻峰等采用二维和三维电催化反应器对制药厂二级出水进行处理，当电流密度为5mA/cm2时，反应60min后，三维电催化体系废水COD去除率达78.3%，优于二维电催化体系。
由于Na2SO4为惰性电解质，只起导电作用，而NaCl在电解过程中参与电极反应，Cl在阳极氧化转变为HClO，可以直接氧化降解有机物。LI等分别采用Ti/Sb-SnO2、Ti/Sb-SnO2/Pb3O4和Ti/Sb-SnO2/PbO23种电极考察了Na2SO4和NaCl电解质对苯胺废水的处理效果，结果表明：在Na2SO4电解液中，苯胺去除率为95.9%，COD去除率为91.1%;在NaCl电解液中，苯胺去除率为97.7%，COD去除率为96.8%;苯胺较易去除，但要进一步氧化为CO2较为困难。
2.3 含氨氮废水
徐丽丽等采用电催化氧化法对循环移动电解浴中的氧化氨废水进行处理，发现氨氮流量对氨氮去除效果影响不大，而电流密度对氨氮去除效果影响较大。李锦景采用涂层钛(DSA)阳极，通过复极性三维电极反应器处理模拟氨氮废水和实际焦化废水，结果表明：模拟氨氮废水的氨氮去除率可达81.4%;实际焦化废水的氨氮去除率为98.1%，COD去除率为83.8%。
AOUDJ等采用Ti/RuO2-IrO2DSA电极电催化氧化处理初始氨氮质量浓度为500mg/L的高氨氯废水，Cl质量浓度4000mg/L，电流密度15mA/cm2，电解2h，氨氮去除率达99.9%。
2.4 其他废水
纺织染料废水的COD从250mg/L到1400mg/L。由于其导电性高，可在不添加电解质的情况下进行电催化氧化降解。氯的存在促进了氯活性物质的生成及活性氧物质的介入，有利于对持久性有机污染物进行电化学处理。CHATZISYMEON等采用Ti/TaIrPt阳极电催化氧化处理染料废水，180min内脱色率达85%;加入0.5%(w)NaCl，20min内脱色率达100%。MALPASS等采用Ti/Ru0.3Ti0.7O2DSA电极电催化氧化处理真空纺丝废水，当加入0.033mol/LNa2SO4时，TOC和色度去除率不明显;当加入0.1mol/LNaCl时，可完全脱色，COD去除率提高近8倍。杨蕴哲等采用DSA为阳极、石墨为阴极电催化氧化处理高含盐染料废水，最佳条件下废水脱色率为100%，但TOC基本不变。CHEN等采用电催化氧化技术与膜分离组合工艺对染料废水进行处理，电催化氧化对难降解有机污染物去除率达89.9%，后通过膜分离工艺处理后出水COD降至18.2mg/L，处理后废水达到回用要求。
纸浆和造纸废水具有高COD、低生物降解性，常含有有机卤化物、有色化合物、酚类化合物、添加剂、溶剂等。CHANWORRAWOOT等采用Ti/RuO2活性阳极对纸浆和造纸废水进行电催化氧化处理，初始废水pH为11.87，NaCl质量浓度为2.0g/L，在电流密度2.53mA/cm2条件下电解3h后，色度去除率为98%，BOD5去除率为98%，COD去除率为97%，能耗为70kWh/m3，处理后废水可达标排放。EL-ASHTOUKHY等采用分批式搅拌釜作为电化学反应器，用非活性PbO2作为阳极处理造纸废水，COD从5500mg/L降至160mg/L，能耗为15kWh/m3。
雷庆铎等采用电催化氧化技术处理焦化废水，可使废水的COD、SCN和挥发酚含量明显降低，为后续的生化处理提供了保障。DAGHRIR等采用电催化氧化技术在中试规模下处理含难降解有机物的生活污水，在电流密度为26.53mA/cm2的情况下，COD去除率为78.2%，TOC去除率为70%，脱色率为89.5%。DONG等将石墨烯负载在多孔碳黑气体扩散电极上，在温和条件下对水中持久性污染物进行处理，结果表明，质量浓度为20mg/L的双酚A在20min内完全降解，矿化电流效率为74.60%。GARCíA-MOALES等将电催化氧化法与臭氧氧化法联用来处理某污水处理厂的实际废水，仅采用臭氧氧化时COD去除率约45%，仅采用硼掺杂金刚石阳极的电催化氧化时COD去除率达99.9%，但反应需要2h;当两个技术联用时，反应时间缩短到1h，同时色度和浊度也大部分被去除。
3、结语与展望
电催化氧化技术对有机物去除率较高，废水中无机离子的存在有助于电催化氧化反应的进行。该技术已广泛应用于实际废水的处理，对COD和TOC处理效果显著。
电催化氧化技术未来有3个主要的研究方向：
a)研发新型电催化阳极材料，以获得更经济的催化电极，目前DSA阳极与其他电极相比优势明显，掺硼金刚石薄膜电极虽然处理效果好，但成本较高，限制了其实际应用;
b)开发高效电解反应器，目前电催化氧化技术的研究大多是在实验室阶段，所用的电极和反应器都是小试规模，未来应加强在中试和工业装置中进行实际应用的研究;
c)探索电催化氧化技术与其他处理工艺组合联用，增加预处理或后处理，以确保该技术发挥最大作用。(来源：中国石化北京化工研究院环境保护研究所)
