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摘要：在經(jīng)濟發(fā)展中，相關(guān)企業(yè)在為城市不斷提供便捷的同時也產(chǎn)生了很多污染環(huán)境的廢水，工業(yè)廢水難以降解和處理是企業(yè)和相關(guān)部門面臨的重要問題。電催化氧化技術(shù)因其對有機物可以進行很好的處理，受到大家的廣泛關(guān)注。本文通過對某市污水處理廠工藝改造的背景和應(yīng)用到的電催化氧化技術(shù)進行分析，簡要闡述了通過建立電催化氧化體系來進行工藝的改進，以達到的出水標(biāo)準(zhǔn)，希望對相關(guān)人士有所幫助。

關(guān)鍵詞：電催化氧化；污水處理；多維體系

重工業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的來源之一，但由此帶來的高污染、高排放也是相關(guān)部門對重工業(yè)建設(shè)的痛點，尤其是廢水的排放具有數(shù)量龐大、成分復(fù)雜、難以降解的特點，為污水處理部門帶來很大的工作難度。應(yīng)用電催化氧化技術(shù)，對相關(guān)工業(yè)企業(yè)排放的廢水進行良好、快速的降解和處理，可以提高出水的質(zhì)量，對環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展作出貢獻。

1某市污水處理廠改造的背景和意義

某市污水處理廠作為市工業(yè)園區(qū)的主要污水處理設(shè)施，肩負著工業(yè)園區(qū)污水處理的重任，而該區(qū)擁有一家制藥廠和一家造紙廠，這兩家工廠因生產(chǎn)工藝的特殊會排放出大量難以降解的污水，當(dāng)前污水處理廠中使用的生物降解辦法很難對這兩家工廠排出的廢水進行徹底降解處理，而這些廢水的濃度比較高、成分也很復(fù)雜，如果不能及時處理會對周邊人民的生活造成不良影響，同時也因為這些污水成分的復(fù)雜，簡單處理后就排出會影響周圍水體的質(zhì)量，對水生植物也造成很大的損害。相關(guān)部門通過對該家污水處理廠的情況進行分析，現(xiàn)有的生物降解技術(shù)已經(jīng)不能滿足日常污水處理的需求，同時考慮到污水處理的成本和實用性。電催化氧化法因其操作簡單、處理速度快、實施成本較低的優(yōu)點被采納到改造中，試圖通過引進該降解辦法的引入提高對制藥廠、造紙廠的污水的處理質(zhì)量，同時也保證了污水處理廠的運營成本在可承受的范圍內(nèi)。對污水處理廠進行合理、有效的改造，不但可以加強對該工業(yè)園區(qū)污水的處理效果，同時通過技術(shù)和設(shè)備的更迭也可以提高對污水處理的效率，這樣可以排放可以達到國家排水工藝標(biāo)準(zhǔn)。出水可以得到良好的運用，對城市綠化的園林景觀、市政設(shè)施用水等提供良好的幫助，這也符合可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略對相關(guān)行業(yè)的要求。

2電催化氧化技術(shù)

2.1電催化氧化技術(shù)的原理。顧名思義，電催化氧化技術(shù)是將催化氧化技術(shù)與相關(guān)電化學(xué)進行結(jié)合，原本可以通過相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)降解、交換等目的，后來再通過外加電場等方式，通過電極的作用實現(xiàn)電解質(zhì)不斷的交換、反應(yīng)，實現(xiàn)了催化化學(xué)反應(yīng)的目的。電催化氧化技術(shù)在實際應(yīng)用中會根據(jù)不同的化學(xué)式、不同的電子轉(zhuǎn)移方式分為以下兩種氧化法：2.1.1 直接氧化法。直接氧化法是相對比較簡單、容易處理的方法，也就是說電子通過傳遞可以直接在電極上進行氧化反應(yīng)。通過在污水處理系統(tǒng)中設(shè)置電極，污染物會受到電場作用被吸附到陽極附近，這時可以根據(jù)污染物的濃度來確定處理方法，當(dāng)污染物沒有完全、充分的氧化時通過電化學(xué)反應(yīng)給予相應(yīng)的催化，促使其快速反應(yīng)轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)，也可以通過電極附近電子的輔助控制燃燒相應(yīng)有機物，直接將難以降解的有機物氧化為水和二氧化碳。2.1.2 間接氧化法。則屬于一種中間轉(zhuǎn)換的方式來協(xié)助污水處理，在污水處理的電催化過程中，會產(chǎn)生羥基、氫離子等氧化劑，這些離子可以與有機物進行充分的反映，將難以降解的有機物變?yōu)橄鄬Ρ容^好處理的有機污染物。在大量的氧化反應(yīng)中，產(chǎn)生物與有機物進行反應(yīng)，可以良好氧化分解，通過產(chǎn)生二氧化碳、水和其他小分子物質(zhì)的形式完成污染物的降解工作。2.2電催化氧化技術(shù)的特點。與其他污水處理辦法相比，電催化氧化技術(shù)具有以下幾個優(yōu)點：（1）控制反應(yīng)范圍，電催化技術(shù)的電子轉(zhuǎn)移只在污水中進行，避免了因為收集污水統(tǒng)一處理再排放造成的二次污染。（2）反應(yīng)條件較少，相對于其他應(yīng)用化學(xué)方式進行污水處理的技術(shù)來說，電催化氧化技術(shù)的反應(yīng)原理更為簡單，通過降解污水實現(xiàn)對有機物的分解，產(chǎn)生水和二氧化碳。（3）設(shè)備安裝簡易，由于電催化氧化技術(shù)所需要的技術(shù)易于實現(xiàn)，所以相對于其他技術(shù)來說這樣的設(shè)備更加易于安裝和維護。（4）設(shè)備占地較小，作為污水清潔工藝的一種，該技術(shù)實現(xiàn)的設(shè)備占地較少，可以靈活運用到各種類型的污水處理廠、工廠污水排放出口等各類場景，對于環(huán)境較小、污水處理壓力較低的情況下可以實現(xiàn)就地的異步處理，同時還可以與其他污水處理工藝同時使用，提高污水處理的質(zhì)量。（5）反應(yīng)全程可控，電催化氧化工藝的整個化學(xué)反應(yīng)過程是可控的，隨著電催化的增大和減小，整個反應(yīng)的速度都會得到控制，整個體系較為職能可控，并可以根據(jù)出口水質(zhì)的分析對反應(yīng)條件進行相應(yīng)的改變，通過改變電壓的形式影響電催化反應(yīng)的速度。2.3三維電催化氧化反應(yīng)技術(shù)。在簡易的二維電解裝置中，由于裝置過于簡單難免會造成污染物傳輸距離過短，不能進行良好的降解，所以相關(guān)人士著手利用第三個電極的引入，來推動電催化氧化的發(fā)展。與普通兩級電解裝置相比，該技術(shù)電極表面積更大，粒子電極之間距離也相對較小，對有機物降解的效率更高。

3某市污水處理廠改造中對電催化氧化技術(shù)的應(yīng)用

3.1設(shè)備組成。整個電催化氧化裝置由緩存緩沖罐、粉碎泵、電催化氧化處理器和電氣控制系統(tǒng)組成。其中電催化氧化處理器是整個系統(tǒng)的核心，可以通過電催化單元和電磁單元進行電解水，產(chǎn)生的羥基可以快速對有機物進行分解反應(yīng)。而電氣控制系統(tǒng)中包含著參數(shù)采集系統(tǒng)和報警系統(tǒng)，這樣可以方便相關(guān)人員及時獲知設(shè)備運行的各項參數(shù)，同時也能對污水處理的各流程進行跟蹤，當(dāng)污水處理異常或者設(shè)備故障時可以及時報警，在最短時間內(nèi)進行故障的定位和排查。3.2技術(shù)應(yīng)用。在本次工藝的改造中，通過對污水樣本進行采樣和分析，結(jié)合不同電解質(zhì)濃度和電流密度在不同樣本中對處理效果進行的影響，最終采用間接氧化的工藝進行改造。在對樣本進行分析中發(fā)現(xiàn)電極中電流密度對污水處理的速度影響很大，隨著電流的增大，污水中有機物分解的速度逐步加快。但是考慮到整個處理設(shè)備的運行成本，要控制電流密度在120mA/m2以內(nèi)，同時在測試中發(fā)現(xiàn)當(dāng)電流密度持續(xù)過高時，會對電極進行腐蝕影響使用壽命，所以在電氣控制系統(tǒng)中對電流密度進行了控制。3.3改造后效果。該污水處理廠在最終的參數(shù)制定中，確定電流密度為120mA/m2，水力停留時間為20min，電解質(zhì)采用氯化鈉，污水與含有氯化鈉的水總量相等。整個污水系統(tǒng)集成在一起，易于安裝和移動，同時維護也比較方便。通過對污水處理廠的排出水進行監(jiān)測，BOD、COD等污染指標(biāo)均符合國家一級排放標(biāo)準(zhǔn)，污染物去除率及有機物降解率達到80%。

4結(jié)束語

本文通過對某污水處理廠的電催化氧化工藝改造進行分析，通過改造后效果可以看到利用該工藝可以對難以降解的有機物進行有效的處理，同時保證了污水處理廠運營成本在可接受的范圍內(nèi)，這樣有效處理了該工業(yè)園區(qū)造紙廠、制藥廠排出的工業(yè)廢水，對當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境的保護作出積極貢獻，由此可見，電催化氧化工藝的處理速度快、降解效果好，完全可以滿足目前城市污水的處理工作。相關(guān)部門和從業(yè)人員也應(yīng)不斷完善自身知識，靈活運用新技術(shù)、新工藝，對設(shè)備的運行參數(shù)做到熟悉和理解，這樣可以更好地將該技術(shù)運用到污水處理工作中，為城市建設(shè)作出自己的貢獻。

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作者:張杰 楊冰川 劉港 單位:1.東營市不動產(chǎn)登記中心 2.聊城大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院