高頻電化學(xué)在廢水處理中的應(yīng)用及研討

崔文軍 龐新生 馮國娜

摘 要 當(dāng)前，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常迅速，但是帶來的環(huán)境問題也較為嚴(yán)重。為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，需要進(jìn)一步強(qiáng)化環(huán)境治理。文中從廢水處理出發(fā)，探討了高頻電化學(xué)在廢水處理中應(yīng)用。

關(guān)鍵詞 催化反應(yīng);高頻電芬頓;高頻電絮凝;膜技術(shù);生化處理

2019年三部委行文[2019]52號，要求近三年內(nèi)城鎮(zhèn)污水提質(zhì)增效，以便遏制環(huán)境惡化的趨勢。在環(huán)保治理中，多采用膜技術(shù)、生化處理及多效蒸發(fā)器，處理結(jié)果：投資增加、運行費用提高、不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，且存在很多后遺癥。膜技術(shù)一般采用超濾、反滲透、電滲析等，共同點是利用微孔進(jìn)行過濾，過濾通過的是水分子和小于微孔溶性物質(zhì)。監(jiān)測結(jié)果：出水顯示COD大大降低，而高濃度的有機(jī)廢水通過膜孔的最大量約40%，60%未通過膜孔的濃水，處理起來難度更大，只好將濃水或摻煤燒掉，或進(jìn)焚燒爐燒掉，由于環(huán)保的干預(yù)，濃水只好花大價錢采用多效蒸發(fā)器解決[1]。

生化處理在污水處理中普遍使用，做出了歷史性貢獻(xiàn)，由于細(xì)菌和微生物的酶轉(zhuǎn)化作用，對于生活污水處理場都能夠穩(wěn)定達(dá)到一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。但當(dāng)工業(yè)廢水同時進(jìn)入時，帶進(jìn)了高分子有機(jī)化合物、高氨氮、高磷、金屬離子時，原生化系統(tǒng)就顯得無能為力了。隨之出現(xiàn)了MBR或MBBR技術(shù)，這些技術(shù)的介入使廢水排放標(biāo)準(zhǔn)大大提升，甚至可以達(dá)到地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。但由于MBR的微孔只有0.02微米，當(dāng)廢水中存在油脂、易結(jié)垢因子及污泥和細(xì)菌膠團(tuán)時，微孔隨時間推移很容易被堵塞，此時凈水的滲透物理作用很難得到保證。

高頻直流電化學(xué)技術(shù)在廢水處理中應(yīng)運而生，由于直流電壓和電流是可控的，與微電解工藝相比處理廢水有很大進(jìn)步，但對高分子有機(jī)物、苯類雜苯類、高氨氮、高COD、高磷、高鹽廢水、混合型重金屬廢水處理，處理效果并不理想。針對普通電化學(xué)處理存在的問題，經(jīng)過多年實踐，研制開發(fā)的超強(qiáng)氧化還原廢水處理裝置已經(jīng)面世，并獲得國家級科技評價，結(jié)論“達(dá)到國際先進(jìn)水平”。

處理工藝：

該裝置依據(jù)廢水特點及使用條件，可分為高頻電絮凝和高頻電芬頓兩種處理工藝。該技術(shù)對有機(jī)廢水處理充分顯示了切割瓦解——氧化還原——脫色脫臭脫毒——深度氣浮——深度絮凝等五項功能，這有賴于電解槽中的極板反應(yīng)、催化反應(yīng)、高頻反應(yīng)。對重金屬廢水，一次處理可達(dá)到《電鍍污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》表三標(biāo)準(zhǔn)，且殺菌消毒作用十分明顯。處理后的水清澈透明、無色無味。

實踐證明，對各種有機(jī)物和重金屬廢水，特別是難降解的有機(jī)物，廢水治理都取得了很好效果[2]。

某垃圾滲透液處理COD8756mg/L，采用高頻電絮凝+生化處理（A/O工藝），處理結(jié)果COD<20mg/L、重金屬未檢出、總氮<0.03mg/L、糞大腸菌群<120個，運行費用3.4元/噸水。

某電鍍廠廢水處理，含鉻、鎳、銅離子，采用高頻電絮凝技術(shù)，一次性處理后，Cr+60.8mg/L降為0.032mg/L、Ni+21.5mg/L降為0.05mg/L、Cu+2 2mg/L降為0.014mg/L、COD150mg/L降為24mg/L，產(chǎn)生污泥量3公斤/噸水（干泥），運行費用1.6元/噸水。

某焦化廠廢水處理，采用高頻電絮凝+高頻電芬頓+生化（A/O工藝），處理結(jié)果：COD20000mg/L降為60mg/L、色度500降為5（倍）、SS350mg/L降為10mg/L，運行費用9.5元/噸水。

某養(yǎng)牛場廢水處理，采用高頻絮凝+生化（A/O工藝），處理結(jié)果：COD6395mg/L降為40mg/L、總磷5mg/L降為0.03mg/L、SS250mg/L降為3mg/L，運行費用2.3元/噸水。

上述實例證明：高頻直流電化學(xué)技術(shù)，在廢水治理中顯示了巨大的功能，針對重金屬廢水采取高頻電絮凝技術(shù)，一次即可達(dá)到表三標(biāo)準(zhǔn)，對于各種有機(jī)廢水采用一級、多級，或電絮凝和電芬頓混合使用，皆可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

高頻直流電化學(xué)技術(shù)的問世，使廢水處理由復(fù)雜變?yōu)楹唵?，由不可能變?yōu)榭赡?，由不可進(jìn)生化變?yōu)轫樌M(jìn)生化，由一級A排放標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)改造為地表水Ⅲ、Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)成為現(xiàn)實，且占地面積小、投資省、易管理維修、使用壽命長、處理費用低等優(yōu)勢，在環(huán)保治理中將會產(chǎn)生巨大的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

參考文獻(xiàn)

[1] 滕洪輝，高澤，韓丹丹，等.三維電極電催化氧化技術(shù)處理工業(yè)廢水研究進(jìn)展[J].水處理技術(shù)，2020，46（4）：12-15.

[2] 姜智超，楊國超，劉孟.電化學(xué)氧化法處理四氧化三錳生產(chǎn)廢水中的氨氮[J].工業(yè)水處理，2020，40（3）：23-26.