工業(yè)廢水處理微電解技術(shù)

在我國經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，工業(yè)廢水排放量也與日俱增，超過了重污染水量的70%，為環(huán)境帶來了極大的破壞。工業(yè)廢水成分非常復(fù)雜，可生化性差，含有大量的COD、鹽分及有毒物，不同工業(yè)廢水中污染物存在形態(tài)有很大差異。針對工業(yè)廢水中含有氨氮、總磷、總氮、苯胺和重金屬等物質(zhì)，通過利用微電解技術(shù)達(dá)到有效果處理，滿足污水排放標(biāo)準(zhǔn)。

1、鐵碳微電解原理

鐵碳微電解也叫做內(nèi)電解和零價(jià)鐵法，由鐵屑與活性炭、焦炭等惰性碳形成原電池，并包括氧化還原、電富集、物理吸附及絮凝沉降等作用。鐵碳微電解除了能夠有效將工業(yè)廢水中部分難降解物質(zhì)去除以外，還能夠讓部分有機(jī)物形態(tài)與結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，有著工藝簡單與操作方便等優(yōu)點(diǎn)。微電解技術(shù)運(yùn)用金屬腐蝕的原理，通過形成原電池來處理工業(yè)廢水，其在不通電的條件下，利用廢水中填充的微電解材料形成的高低電位差，實(shí)現(xiàn)對廢水的電解處理，從而讓有機(jī)污染物得到降解。這里面鐵為陽極、碳為陰極，以下為具體電極反應(yīng)：

陽極：Fe-2e→Fe2+E0(Fe2+/Fe)=0.44(V)

陰極：4H++4e→2→2H2

E0(H+/H2)=0.00(V)

處于中性與偏酸性條件下，微電解劑本身與其形成的新生態(tài)、Fe2+等，與工業(yè)廢水內(nèi)各組分產(chǎn)生氧化還原反應(yīng)。如可以將有色廢水內(nèi)有色物質(zhì)的發(fā)色和助色基團(tuán)破壞，并斷鏈，能夠脫色，讓CODcr減少，實(shí)現(xiàn)可生化性提升，并氧化金屬離子，讓毒性得到控制?；钚蕴靠梢猿蔀樵姵仃帢O進(jìn)行電極反應(yīng)，也具備還原吸附的功能，因?yàn)殡姵仉姌O周圍會產(chǎn)生電場效應(yīng)，在電場作用下溶液內(nèi)帶電粒子會定向移動，在電極上附積，讓水中污染物得到去除。

2、微電解技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用分析

2.1 印染廢水處理

紡織行業(yè)生產(chǎn)中會形成大量廢水，由染料、中間體生產(chǎn)行業(yè)中的各種產(chǎn)品、結(jié)晶母液和生產(chǎn)期間流失的物料構(gòu)成，具備成分復(fù)雜、PH變化范圍大和COD及固體懸浮物濃度高等特點(diǎn)。

在印染廢水中應(yīng)用微電解處理技術(shù)時(shí)，通過二價(jià)和三價(jià)鐵離子水解形成鉻離子混凝廢水中的還原性物質(zhì)，并沉淀與還原硫化染料。活性炭具備較強(qiáng)吸附能力，可以對廢水內(nèi)溶解的污染物進(jìn)行吸附，且陰極形成氫離子、氧離子可以對廢水酸堿度進(jìn)行調(diào)節(jié)，并與廢水內(nèi)一些組分形成氧化還原反應(yīng)，不僅去除了水色度，還讓廢水可生化性得到提升。

2.2 化工廢水處理

化工廢水在COD、色度和鹽度等方面都較高，含有大量的難以降解的化合物，且毒性也很大?；U水內(nèi)包括硝基苯類、酚類和氯代苯類化合物，這要求我們用到多種處理方法，如沉淀、氣浮、吸附、過濾和混凝、氧化等，尤其是要注重對微電解技術(shù)的應(yīng)用，讓化工廢水得到高標(biāo)準(zhǔn)、高質(zhì)量的處理。

2.3 重金屬離子廢水的處理

弱堿性條件下應(yīng)用微電解技術(shù)，微碳粒和鐵屑表面有較高活性，可以對廢水內(nèi)多種金屬離子進(jìn)行吸附和去除。同時(shí)鐵離子非?；钴S，可以把金屬活動順序表內(nèi)排在鐵后面的金屬置換，以沉淀形式處于鐵金屬表面，此時(shí)其他具備較強(qiáng)氧化性的化合物、離子等也將被二價(jià)、三價(jià)鐵離子還原成毒性小的狀態(tài)。接下來鐵離子和重金屬離子絡(luò)合產(chǎn)物的反應(yīng)，將產(chǎn)生沉淀。

3、微電解技術(shù)處理工業(yè)廢水中的鉻離子實(shí)驗(yàn)

3.1 材料與裝置

應(yīng)用鐵碳微電解技術(shù)處理工業(yè)廢水中的鉻離子，主要用到鐵屑、惰性碳和少量的酸等原材料，這種方法不僅材料非常簡單，且成本也不高。如圖1所示，為鐵碳微電解技術(shù)處理工業(yè)廢水中的鉻離子過程，實(shí)驗(yàn)中不用設(shè)置其他特殊裝置，但會用到過濾網(wǎng)和廢水收集池等。

3.2 工業(yè)廢水的水質(zhì)分析

要重點(diǎn)關(guān)注含鉻工業(yè)廢水的水質(zhì)情況，必須在掌握含鉻工業(yè)廢水水質(zhì)的條件下，才能有效應(yīng)用鐵碳微電解技術(shù)進(jìn)行處理，這樣才能將工業(yè)廢水的污染性確定下來，清楚其中各污染物含量狀況。通常來說在電鍍期間會讓廢水中鉻含量增加，第一，主要在清洗期間出現(xiàn)廢水，電鍍的時(shí)候?yàn)楸苊鈱ο乱环N溶液帶來污染，或者是制成品中出現(xiàn)很難清除的雜質(zhì)，此時(shí)需要進(jìn)行清洗。第二，電鍍的過程中通過對溶液的更換會形成廢水，廢水中除了鉻離子還有其他金屬離子。若是廢水在未經(jīng)處理的前提下直接向農(nóng)田排放，不僅會影響農(nóng)作物的正常生長，還會為魚類造成巨大危害，并導(dǎo)致牲畜與乳制品質(zhì)量降低，甚至威脅著人們的身體健康，這要求在工業(yè)廢水處理中，必須在鉻含量達(dá)標(biāo)的情況下方可排放。

3.3 各金屬離子含量的測定

由含鉻工業(yè)廢水水質(zhì)狀況可知，其中也包括很多其他金屬離子雜質(zhì)，因此還不需要測定廢水中各金屬離子的含量。微電解中重金屬離子被氧化還原反應(yīng)和膠體絮狀物、吸附及鐵氧體絡(luò)合沉淀作用去除，由實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虻贸?，?dāng)PH值與水環(huán)境條件較好時(shí)，應(yīng)用鐵碳微電解技術(shù)能夠綜合處理含鉻、鎳等重金屬的工業(yè)廢水，并讓最終處理結(jié)果滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。同時(shí)應(yīng)用微電解技術(shù)，還能夠處理一定濃度內(nèi)含有二價(jià)銅離子、鋅離子、鎳離子和鉻離子的混合溶液，并結(jié)合各金屬實(shí)際性質(zhì)來測定其含量。

3.4 結(jié)果與討論

將100kg含有六價(jià)鉻離子濃度為100mg/L的工業(yè)廢水排放至廢水池內(nèi)，通過上述裝置與實(shí)驗(yàn)過程來處理，在處理后對工業(yè)廢水中六價(jià)鉻離子濃度進(jìn)行測量，滿足0.2mg/L標(biāo)準(zhǔn)后進(jìn)行排放。用鐵碳微電解技術(shù)處理含鉻的工業(yè)廢水后，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)情況對實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出討論與分析。

（1）鐵碳微電解技術(shù)處理Cr(V1)的情況。通過鐵碳微電解技術(shù)處理含鉻工業(yè)廢水，在六價(jià)鉻離子的處理上可以獲得較好的效果，當(dāng)工業(yè)廢水內(nèi)鉻離子濃度為100mg/L，實(shí)驗(yàn)后鉻離子濃度降低至0.2mg/L，通過這種處理方法達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。在整個實(shí)驗(yàn)的過程中，對鉻離子進(jìn)行處理時(shí)不會造成二次污染，處理后有害物質(zhì)以沉淀形式被過濾。

（2）鐵碳微電解技術(shù)處理其他金屬離子的情況。在工業(yè)廢水處理中應(yīng)用微電解技術(shù)，還能夠有效處理其中的鋅離子、鎳離子和銅離子等重金屬離子，上述重金屬離子化學(xué)性質(zhì)較為懶惰，極易形成沉淀被過濾清除。當(dāng)工業(yè)廢水內(nèi)鋅離子含量是2.9mg/L、鉛離子含量是1.5mg/L時(shí)，且溫度在35-45℃范圍內(nèi)，那么利用微電解技術(shù)在鋅、鉛等去除率上超過了99%，可見其對工業(yè)廢水中其他金屬離子也有較好的去除效果。

（3）進(jìn)出水中總鐵量的變化情況。進(jìn)出水中總鐵量通常有著很大的變化，要想將進(jìn)水中的各金屬離子去除，溶液鐵離子的含量較多，但是進(jìn)出水中鐵離子都與容易內(nèi)其他物質(zhì)出現(xiàn)了反應(yīng)，并以沉淀形式析出，導(dǎo)致出水內(nèi)鐵離子含量較低。

4、結(jié)語

總之，工業(yè)廢水的污染性和毒性較大，這要求我們不斷提升處理的標(biāo)準(zhǔn)，確保符合污水排放的規(guī)定。而微電解技術(shù)作為一種處理工業(yè)廢水中氨氮、重金屬等的先進(jìn)方法，只有科學(xué)合理應(yīng)用到實(shí)際中，才能保證廢水處理質(zhì)量得到提升。今后我們還要繼續(xù)深入研究污水治理技術(shù)，不斷提升微電解技術(shù)水平，能夠與污水處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，確保在提升污水處理治理的基礎(chǔ)上，能夠讓微電解技術(shù)在更大范圍內(nèi)應(yīng)用。（來源：浙江勁光實(shí)業(yè)股份有限公司）