工業(yè)廢水處理中微電解技術(shù)的應(yīng)用探討

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(河源市污水處理廠 廣東 517000)

微電解技術(shù)也稱為鐵碳內(nèi)電解技術(shù)、鐵碳法、零價(jià)鐵法等，主要是使用工業(yè)加工中產(chǎn)生的鐵屑、鑄鐵屑以及活性炭顆粒等來(lái)處理制藥、焦化、印染以及電鍍等領(lǐng)域中產(chǎn)生的廢水，這是一種對(duì)環(huán)境非常友好的技術(shù)。微電解技術(shù)能夠通過(guò)鐵離子絮凝作用、氧化還原反應(yīng)以及鐵碳電極反應(yīng)作用等來(lái)實(shí)現(xiàn)難生物降解有機(jī)物的脫色、斷鏈，有效改善廢水水質(zhì)、提高可生化性的同時(shí)，降低后續(xù)處理的負(fù)荷。相對(duì)于其他廢水處理技術(shù)，微電解技術(shù)具有運(yùn)行費(fèi)用低、以廢治廢、適應(yīng)性強(qiáng)、效果穩(wěn)定等特點(diǎn)。

1.微電解技術(shù)原理

微電解技術(shù)使用的主要是金屬腐蝕原理，能夠?qū)⒕哂须娢徊畹慕饘倥c非金屬（金屬）在傳導(dǎo)性較好的廢水中，通過(guò)接觸形成電解反應(yīng)或原電池效應(yīng)來(lái)處理廢水的一種工藝，電解材料大多采用惰性碳或鑄鐵屑等材質(zhì)，部分情況下也采用鐵-銅、鋁-碳的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)處理效果的提升。我國(guó)于上世紀(jì)八十年代開(kāi)展該技術(shù)的引用，而且已經(jīng)在制藥、農(nóng)藥、重金屬、印染等廢水的預(yù)處理，根據(jù)廢水性質(zhì)的不同，我們可以將作用機(jī)理概括為五個(gè)方面，分別是：

(1)氧化還原作用

鐵碳微電解是基于電化學(xué)反應(yīng)上的一種電池反應(yīng)，能夠在鐵、碳同時(shí)進(jìn)入在電解質(zhì)溶液中時(shí)，在電池系統(tǒng)的陽(yáng)極產(chǎn)生大量具有還原能力的二價(jià)鐵離子，能夠與發(fā)色基團(tuán)反應(yīng)還原生成-NH2，與胺基類(lèi)有機(jī)物相比較，硝基類(lèi)有機(jī)物的可生化性要明顯降低；與此同時(shí)，該電池系統(tǒng)還能夠打開(kāi)部分不飽和發(fā)色基團(tuán)的雙鍵，繼而達(dá)到破壞發(fā)色基團(tuán)、去除色度的目的，將難以降解的有機(jī)物分解成小分子有機(jī)物，提高可生化性；此外，電池系統(tǒng)的陰極處還能夠生成大量的氧離子、氫離子，在偏酸性的反應(yīng)環(huán)境下，能夠與溶液中的其他組分自發(fā)進(jìn)行氧化還原反應(yīng)，在降解有機(jī)大分子的同時(shí)，去除廢水中的色度，全面實(shí)現(xiàn)廢水可生化性的提高。

(2)微電場(chǎng)作用

微電解反應(yīng)體系中由于存在電極電位差，因此會(huì)形成無(wú)數(shù)個(gè)微電池系統(tǒng)，構(gòu)成了一個(gè)電場(chǎng)，而且兩極間的電位差越大，電場(chǎng)作用也會(huì)越明顯。通過(guò)微電場(chǎng)的作用，會(huì)在電極上聚集廢水中分散的不溶性極性分子、微小污染物以及膠體顆粒，形成一個(gè)大顆粒后沉淀。

(3)絮凝沉淀作用

微電解反應(yīng)會(huì)生成大量二價(jià)、三價(jià)鐵離子產(chǎn)物，其中的二價(jià)鐵離子吸附-絮凝活性能力非常優(yōu)秀，而且在有氧、堿性的反應(yīng)條件下，能夠生成氫氧化物，繼而水解反應(yīng)產(chǎn)生的絡(luò)合離子進(jìn)一步對(duì)廢水中的有機(jī)高分子以及小顆粒進(jìn)行吸附，去除色度的同時(shí)，減少?gòu)U水中的有機(jī)物，有效處理工業(yè)廢水。

(4)氣浮作用

在酸性或微酸性的反應(yīng)條件下，電池系統(tǒng)的陰極除了產(chǎn)生氫離子、氧離子，還會(huì)產(chǎn)生一定量的氫氣，這些氫氣會(huì)以氣泡的形式存在，在上升的過(guò)程中能夠在表面吸附部分懸浮物，而且還能夠起到一定程度的攪拌作用，進(jìn)一步推動(dòng)反應(yīng)的進(jìn)行。

(5)物理吸附作用

活性炭是一種多孔吸附劑，而且具有極大的比表面積，此外鐵屑也是一種多孔結(jié)構(gòu)，兩者的活性都比較強(qiáng)，能夠有效吸附廢水中的多種重金屬離子和有機(jī)污染物實(shí)現(xiàn)凈化廢水的目標(biāo)。

2.微電解技術(shù)的應(yīng)用

微電解技術(shù)能夠在工業(yè)廢水處理過(guò)程中得到廣泛應(yīng)用，具體的途徑有下列幾種，分別是：

(1)印染廢水的處理

紡織行業(yè)產(chǎn)生的廢水是工業(yè)廢水中的重要組成部分，主要有染料、中間體生產(chǎn)行業(yè)中的各種產(chǎn)品、結(jié)晶母液、地面沖刷水以及生產(chǎn)過(guò)程中流失的物料等組成，并且具有色度、溫度、COD及固體懸浮物濃度高、PH變化范圍廣、成分復(fù)雜等特點(diǎn)。微電解技術(shù)對(duì)印染廢水的處理方法包括：利用二價(jià)、三價(jià)鐵離子水解產(chǎn)生絡(luò)離子混凝廢水中的還原性物質(zhì)，繼而沉淀、還原硫化染料；利用活性炭的強(qiáng)吸附能力吸附廢水中溶解的污染物。此外，陰極產(chǎn)生的氫離子、氧離子還能夠調(diào)節(jié)廢水酸堿度，與廢水中部分組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，去除廢水色度的同時(shí)，提高廢水的可生化性。

(2)化工廢水的處理

石化行業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了社會(huì)的進(jìn)步，但是生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水給環(huán)境保護(hù)工作帶來(lái)了極大的難題，特別是化工廢水COD高、毒性大、色度高、鹽度高而且難降解化合物的含量也較高，因此我們必須對(duì)處理工作予以足夠重視?；U水中由于含有硝基苯類(lèi)、酚類(lèi)以及氯代苯類(lèi)化合物，因此需要使用多種物理和化學(xué)處理方法，主要有：沉淀、氣浮、吸附、過(guò)濾以及混凝、氧化等方法。微電解技術(shù)通過(guò)上述技術(shù)方法的使用，能夠有效處理化工廢水。

(3)含油廢水的處理

含油廢水主要來(lái)自冶煉、煉油、化工、機(jī)械加工等行業(yè)中，由于這類(lèi)行業(yè)的特殊性，使用到焦油、石油、動(dòng)植物油以及大量的石油產(chǎn)品，因此這類(lèi)廢水具有難溶于水、COD高、BOD高、輕于水等特點(diǎn)。對(duì)于這類(lèi)含油廢水，如果不經(jīng)過(guò)處理直接排放，不僅會(huì)造成資源的浪費(fèi)，還會(huì)對(duì)自然水源產(chǎn)生嚴(yán)重污染。現(xiàn)階段，我國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)于這類(lèi)廢水都是以混凝-沉降-過(guò)濾為基礎(chǔ)，但是伴隨著化工行業(yè)的不斷發(fā)展，其中的組分日趨復(fù)雜，傳統(tǒng)的工藝已經(jīng)難以滿足使用需求。隨著微電解技術(shù)被應(yīng)用，特別是由于其充分利用了鐵離子、活性炭以及鐵屑的混凝、吸附作用，能夠有效去除其中的不可再生資源。

(4)重金屬離子廢水的處理

工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水，其中絕大部分的廢水中都會(huì)含有重金屬離子，這類(lèi)廢水具有氰化物、重金屬離子含量高以及毒性大等特點(diǎn)，會(huì)對(duì)自然環(huán)境以及人類(lèi)的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重的威脅。對(duì)于重金屬離子廢水的處理，我們可以采用沉淀法、氧化還原法以及吸附和膜法，能夠有效回收沉淀的金屬，而且還具有去除率高、無(wú)二次污染等特點(diǎn)，近年來(lái)被廣泛應(yīng)用在重金屬離子廢除的處理過(guò)程中。通過(guò)微電解技術(shù)的使用，我們需要采取下列方法來(lái)進(jìn)行重金屬離子廢水的處理，在弱堿性的環(huán)境下，微碳粒以及鐵屑表面活性非常高，能夠吸附廢水中的多種金屬離子，通過(guò)吸附去除廢水中的部分金屬；而且鐵離子的活躍能夠?qū)⒔饘倩顒?dòng)順序表中排在鐵之后的金屬置換并沉淀在鐵金屬表面，而且過(guò)程中其他氧化性較強(qiáng)的化合物以及離子也會(huì)被二價(jià)、三價(jià)鐵離子還原為毒性較小的狀態(tài)；最后再通過(guò)鐵離子與重金屬離子絡(luò)合產(chǎn)物的反應(yīng)，就會(huì)形成沉淀。

結(jié)論

綜上所述，鑒于工業(yè)廢水的巨大污染性、毒性，我們必須對(duì)其進(jìn)行高標(biāo)準(zhǔn)的處理，以滿足污水排放要求，由于微電解技術(shù)的技術(shù)領(lǐng)先性，我們?cè)谑褂闷渌夹g(shù)的同時(shí)，組合應(yīng)用微電解技術(shù)，能夠有效實(shí)現(xiàn)廢水處理質(zhì)量的提高。此外，我們還需要加大對(duì)污水治理技術(shù)的研究，通過(guò)進(jìn)一步研究、提升微電解技術(shù)，實(shí)現(xiàn)污水處理技術(shù)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在提高污水處理質(zhì)量的同時(shí)，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。

?【參考文獻(xiàn)】

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