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篇1

關(guān)鍵詞：污水處理；微電解法；原理；去除率；存在的問題

中圖分類號：[TU992.3]文獻標(biāo)識碼： A 文章編號：

眾所周知，水是生命的源泉，沒有水人類就無法生存和發(fā)展。近年來，工業(yè)的發(fā)展使得水不可避免的受到污染。在治理污染的問題上，一方面我國采取果斷措施，關(guān)閉一大批生產(chǎn)效率低、污染耗能高的項目；另一方面加強技術(shù)研究。微電解法是近年來發(fā)展起來的污水處理技術(shù)，具有工藝簡單、處理效果好、成本低廉及不會產(chǎn)生二次污染等特點受到越來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程中涉及的作用機理因廢水的性質(zhì)不同亦不同。一般可概括為以下幾個方面：

（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，陽極反應(yīng)產(chǎn)生的新生態(tài)二價鐵離子具有較強的還原能力，可使某些有機物的發(fā)色基團—NO2、—NO還原成—NH2,胺基類有機物的可生化性明顯高于硝基類有機物；同樣其也可使某些不飽和發(fā)色基團(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-)的雙鍵打開，破壞發(fā)色基團而除去色度，將部分難降解環(huán)狀和長鏈有機物分解成易生物降解的小分子有機物而提高可生化性；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)，使有機大分子發(fā)生斷鏈降解，從而消除了有機廢水的色度，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)生大量二價和三價鐵離子，特別是二價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)的小顆粒及有機高分子，可進一步降低廢水的色度，同時去除部分有機污染物質(zhì)，使廢水得到凈化。

（3）微電場作用：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，因而會形成無數(shù)的微電池系統(tǒng)，在其作用空間構(gòu)成一個電場，并且兩極間的電位差越大微電場作用越明顯。在微電場作用下，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)，二者都具有較強的活性，能吸附廢水中的有機污染物和多種重金屬離子，達到凈化廢水的目的。

（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)的進行。

2微電解法在重金屬工業(yè)廢水處理中的研究

對工業(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)廢水的主要貢獻者，長期以來一直是工業(yè)廢水處理的難點。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。

微電解工藝對染料廢水的處理一般是通過以下幾個方面完成的：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，同時新生態(tài)[H]和二價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(如偶氮基團)，使其脫色，降低廢水的色度；通過二價鐵離子和三價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，同時提高廢水的可生化性。

采用鐵碳微電解處理模擬染料廢水，實驗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，反應(yīng)時間為1h，色度的去除率可達到95％以上，同時COD的去除率也達到了73％，廢水的生物可降解性有顯著的提高。對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，對廢水進行紫外-可見光掃描發(fā)現(xiàn)苯環(huán)間的發(fā)色基團偶氮雙鍵被斷開，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，實驗調(diào)節(jié)進水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，對處理后水樣進行紫外可見光吸光度測定，認為主要是通過氧化還原反應(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)時間60min，H202采用連續(xù)投加，體積投加量為0.14%，pH=3，反應(yīng)時間為30min的條件下，COD去除率達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的，適用于高COD，高色度的印染廢水處理。

對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SBR法和爐渣吸附處理后，COD的去除率達到83%以上，BOD5的去除率達到92%以上，總色度去除率達到92%以上,各項水質(zhì)指標(biāo)均達GB8978-88《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中紡織印染工業(yè)的一級標(biāo)準(zhǔn)。

2.2處理化工廢水

化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中產(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)方面研究的熱點和重點。

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

將鐵炭微電解法應(yīng)用至有機化工廢水的處理中，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%。