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篇1

關(guān)鍵詞：污水處理；微電解法；原理；去除率；存在的問(wèn)題

中圖分類(lèi)號(hào)：[TU992.3]文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：

眾所周知，水是生命的源泉，沒(méi)有水人類(lèi)就無(wú)法生存和發(fā)展。近年來(lái)，工業(yè)的發(fā)展使得水不可避免的受到污染。在治理污染的問(wèn)題上，一方面我國(guó)采取果斷措施，關(guān)閉一大批生產(chǎn)效率低、污染耗能高的項(xiàng)目；另一方面加強(qiáng)技術(shù)研究。微電解法是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的污水處理技術(shù)，具有工藝簡(jiǎn)單、處理效果好、成本低廉及不會(huì)產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)受到越來(lái)越多的研究人員的青睞，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于印染、化工、電鍍等領(lǐng)域的污水處理，取得了很好的效果。

1微電解法的技術(shù)原理

微電解法處理廢水過(guò)程中涉及的作用機(jī)理因廢水的性質(zhì)不同亦不同。一般可概括為以下幾個(gè)方面：

（1）氧化還原作用：鐵碳微電解是基于電化學(xué)中的電池反應(yīng)，當(dāng)將鐵和碳浸入電解質(zhì)溶液中時(shí)，陽(yáng)極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價(jià)鐵離子具有較強(qiáng)的還原能力，可使某些有機(jī)物的發(fā)色基團(tuán)—NO2、—NO還原成—NH2,胺基類(lèi)有機(jī)物的可生化性明顯高于硝基類(lèi)有機(jī)物；同樣其也可使某些不飽和發(fā)色基團(tuán)(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-)的雙鍵打開(kāi)，破壞發(fā)色基團(tuán)而除去色度，將部分難降解環(huán)狀和長(zhǎng)鏈有機(jī)物分解成易生物降解的小分子有機(jī)物而提高可生化性；陰極反應(yīng)產(chǎn)生大量新生態(tài)的[H]和[O]，在偏酸性的條件下，這些活性成分均能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，使有機(jī)大分子發(fā)生斷鏈降解，從而消除了有機(jī)廢水的色度，提高了廢水的可生化性。

（2）鐵離子的絮凝沉淀作用：微電解反應(yīng)體系中產(chǎn)生大量二價(jià)和三價(jià)鐵離子，特別是二價(jià)鐵離子具有更高的吸附-絮凝活性，在有氧或堿性條件下可形成氫氧化物，F(xiàn)e(OH)3水解產(chǎn)生的Fe(OH)2+、Fe(OH)2+等絡(luò)合離子，吸附廢水中的懸浮或膠體狀態(tài)的小顆粒及有機(jī)高分子，可進(jìn)一步降低廢水的色度，同時(shí)去除部分有機(jī)污染物質(zhì)，使廢水得到凈化。

（3）微電場(chǎng)作用：在微電解反應(yīng)體系中，由于Fe和C之間存在1.2V的電極電位差，因而會(huì)形成無(wú)數(shù)的微電池系統(tǒng)，在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)，并且兩極間的電位差越大微電場(chǎng)作用越明顯。在微電場(chǎng)作用下，廢水中分散的不溶性的膠體顆粒、極性分子及微小污染物聚集在電極上，形成大顆粒后沉淀。

（4）物理吸附作用：活性炭是多孔吸附劑，具有巨大的比表面積，鐵屑也具有多孔的結(jié)構(gòu)，二者都具有較強(qiáng)的活性，能吸附廢水中的有機(jī)污染物和多種重金屬離子，達(dá)到凈化廢水的目的。

（5）氣浮作用：在酸性或微酸性的溶液中，陰極產(chǎn)生的H2使的廢水中有大量的微小氣泡產(chǎn)生，使得廢水中的微小懸浮污染物依附到氣泡之上并上浮至水表面，另外還可以起到攪拌的作用，加速各種反應(yīng)的進(jìn)行。

2微電解法在重金屬工業(yè)廢水處理中的研究

對(duì)工業(yè)廢水采用微電解工藝處理可明顯降低廢水COD及色度，并能顯著提高廢水的可生化性，再與其他物化、生物處理工藝耦合聯(lián)用，可以達(dá)到良好的處理效果。

2.1處理染料廢水

染料廢水是工業(yè)廢水的主要貢獻(xiàn)者，長(zhǎng)期以來(lái)一直是工業(yè)廢水處理的難點(diǎn)。其中含大量以苯環(huán)為核心的稠環(huán)、雜環(huán)等難降解的且具有較大的生物毒性和致癌性的化合物，如蒽醌染料和樹(shù)脂以及二氧化硫脲、陰離子表面活性劑、烷基苯磺酸鈉和異丙醇等清洗輔料。

微電解工藝對(duì)染料廢水的處理一般是通過(guò)以下幾個(gè)方面完成的：利用活性炭吸附廢水中溶解的污染物；利用陰極產(chǎn)生的[H]和[O]調(diào)節(jié)廢水的酸堿度，同時(shí)新生態(tài)[H]和二價(jià)鐵離子能與廢水中許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，破壞染料中間體分子中的發(fā)色基團(tuán)(如偶氮基團(tuán))，使其脫色，降低廢水的色度；通過(guò)二價(jià)鐵離子和三價(jià)鐵離子水解生成的絡(luò)離子混凝廢水中分散染料和膠體物質(zhì)及氧化廢水中還原性物質(zhì)，使硫化染料和還原染料沉淀下來(lái)，同時(shí)提高廢水的可生化性。

采用鐵碳微電解處理模擬染料廢水，實(shí)驗(yàn)所用的染料具有雙偶氮結(jié)構(gòu)的成品直接紅染料，研究表明，在pH值5～6之問(wèn)，反應(yīng)時(shí)間為1h，色度的去除率可達(dá)到95％以上，同時(shí)COD的去除率也達(dá)到了73％，廢水的生物可降解性有顯著的提高。對(duì)于雙偶氮直接紅染料，苯環(huán)和與雙偶氮基相連的共軛體系是其主要發(fā)色體。經(jīng)微電解處理后，紅色基本消除，對(duì)廢水進(jìn)行紫外-可見(jiàn)光掃描發(fā)現(xiàn)苯環(huán)間的發(fā)色基團(tuán)偶氮雙鍵被斷開(kāi)，生成了其他的相關(guān)衍生物。

采用鐵炭微電解法處理染料實(shí)際生產(chǎn)高COD、高鹽度、高色度的廢水，以廢鐵屑的焦炭為反應(yīng)材料，原廢水pH為0.5～6、COD為6000～10000mg/L、色度為8000～20000倍，實(shí)驗(yàn)調(diào)節(jié)進(jìn)水pH為1，反應(yīng)0.5h，COD去除率為60%左右，色度的去除率為94%以上，對(duì)處理后水樣進(jìn)行紫外可見(jiàn)光吸光度測(cè)定，認(rèn)為主要是通過(guò)氧化還原反應(yīng)和絮凝作用去除COD和色度的。

研究了微電解-Fenton工藝對(duì)難降解染料工業(yè)廢水預(yù)處理的效果，研究結(jié)果表明，當(dāng)pH=2，F(xiàn)e/GAC體積比為l，反應(yīng)時(shí)間60min，H202采用連續(xù)投加，體積投加量為0.14%，pH=3，反應(yīng)時(shí)間為30min的條件下，COD去除率達(dá)75%以上，廢水的可生化性從0.08提高到0.46。

微電解-SBR組合工藝是由微電解作為預(yù)處理工藝，SBR生化處理為主體工藝組合起來(lái)的，適用于高COD，高色度的印染廢水處理。

對(duì)漂染廢水的處理研究表明，微電解預(yù)處理的廢水BOD5/COD比值由0.22～0.26提高到0.35～0.57，再經(jīng)過(guò)SBR法和爐渣吸附處理后，COD的去除率達(dá)到83%以上，BOD5的去除率達(dá)到92%以上，總色度去除率達(dá)到92%以上,各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)GB8978-88《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中紡織印染工業(yè)的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2處理化工廢水

化工產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢水表現(xiàn)為：排放量大、毒性大、高COD、高鹽度、高色度、難降解化合物含量高、治理難度大，但同時(shí)廢水中也含有許多可利用的資源，是目前水處理技術(shù)方面研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn)。

化工廢水中含大量硝基苯類(lèi)，酚類(lèi)，氯代苯類(lèi)，多環(huán)芳烴類(lèi)等化合物，常用的物理處理方法為過(guò)濾、沉淀、氣浮和吸附等，化學(xué)法為混凝，氧化等。微電解工藝通過(guò)鐵碳層的過(guò)濾作用，鐵屑和活性炭的物理吸附過(guò)程，H2的氣浮作用及鐵離子、[H]和[O]的氧化還原作用實(shí)現(xiàn)對(duì)化工廢水的處理。

將鐵炭微電解法應(yīng)用至有機(jī)化工廢水的處理中，原水水質(zhì)：CODcr500～900mg/L、色度600～2500倍、pH11.0～12.0。調(diào)節(jié)進(jìn)水pH為3，鐵碳質(zhì)量比為6，利用攪拌代替曝氣，轉(zhuǎn)速為150r/min，處理后廢水的色度及CODcr的去除率分別為84%和60%。