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    電化學法處理工業廢水

     城市建設的不斷加快和經濟的快速發展,造成了極其嚴重的水污染問題,致使可持續發展的進程受阻,甚至威脅到人民健康。因此,必須加強對污水廢水的處理,以達到人與自然和諧共存。

      1、目前污水處理中存在的問題

      工業在推動地區經濟發展的同時亦成為了污染環境的主要因素,污水問題更是工業污染問題的重中之重。工業污水比普通的生活污水復雜得多,污染物的組成成分和特征不同,所呈現的問題也不同。污水污染物存在著含量較大、有毒性、復合型、壓縮型等特點,其特殊性質也導致了處理工藝的高難度性和復雜性。

      2、電化學技術在廢水處理上的研究進展

      電化學技術是一種新型的環境友好技術,受到大眾的普遍關注,該技術的優點也是顯而易見:

     ?、贌o二次污染;

     ?、诩撮_即停;

     ?、垭娮愚D移,無需外加藥劑;

     ?、苁芡饨绛h境影響小;

     ?、萁M合靈活;

     ?、逇飧?、絮凝、消毒作用;

     ?、咴O備輕巧,操作簡便。

      電化學方法處理廢水的首次提出是在上世紀40年代,但由于經濟條件落后、電力資源緊張等因素,該項技術一直難以取得突破性發展。隨著電極材料的不斷成熟,該技術在70年代后得到了較快的發展。近年來,許多研究人員從性能穩定的電極材料入手,研究了各類有機污染的氧化效率,探索了不同有機物在降解時的機制,考察了與其他處理技術聯用的機制,并運用于實際,使得廢水處理技術取得了較大的突破。

      近年來,國內的不少學者也對電化學方法處理實際廢水進行了廣泛的研究。王鵬等曾采用電化學氧化與上流式厭氧污泥床相結合處理垃圾滲濾液,并得出最好的實驗條件,即pH=9,氯離子濃度2000mg/L,電流密度32.3mA/cm2,電解6h后,氨氮和COD的去除率可分別達到100%和87%。楊慧敏等采用電化學氧化法處理微污染河水,在最佳工藝條件下,氨氮和總氮去除率分別可達74.2%和63.8%。歐陽超等選用Ti/Ti-Ru02-Ir02電極,在85mA/cm2電流密度,8g/L氯離子濃度的情況下對養豬廢水進行處理,結果發現,氨氮先于COD得到去除,反應3h內去除率可到98.22%。

      3、電化學法在廢水處理中的應用

      3.1 采用電化學法處理冶金行業中含鉻廢水

      鉻以Cr(VI)和Cr(III)的形式存在于工業廢水中,具有較強的毒性,是冶金行業中常見的重金屬污染因子。尤其是Cr(VI),毒性為Cr(III)的100倍,可致畸、致癌,對環境有持久危害性。含鉻廢水主要來源于金屬礦山、有色冶金、制革等行業。

      對某廠酸洗和電鍍車間產生的最高P[Cr(VD)]為60mg/L的含鉻廢水進行了模擬試驗采用投加氯化鈉(0.5g/L)的方式增大污水的電導率,1h取5次樣品進行分析,結果顯示:電解槽的電壓基本不變,電流逐漸減小;pH值從3.5上升到了7.5,Cr含量從45mg/L降至0.3mg/L,滿足廢水排放標準,處理效果明顯。利用鐵屑內電解法處理Cr(VI),極板鈍化、銹蝕、損耗等問題均有所減輕,分析和優化停留時間、進水pH值、鐵碳比和鐵屑粒徑等污染物去除效率的主要影響因素,并用鐵屑內電解+斜管沉淀池+微孔過濾機這一工藝流程配合優選方案對某廠電鍍車間含鉻廢水進行處理,取得明顯效果,對Cr(VI)的去除率達到99.6%,優于國家《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級排放標準。

      3.2 采用電化學法處理海上平臺生活污水

      海上石油開采產生的環境問題一直備受關注,電解法具有裝置體積小、處理效果穩定、維護操作簡單、水力停留時間短、維護費用低等優勢,可以同時處理黑水和灰水(生物難降解),也可以隨時停開機,在海上平臺的特殊環境下也具有良好的適應性。使用電化學法處理污水,鐵板作為陽極,將生活污水與海水按1:1進行混合,提高其電導率,保留1h,即可將COD值在1300mg/L左右的污水處理成符合GB4914-2008要求的300mg/L以下的水質,外排水COD檢測結果顯示COD處理效率可達88.46%。

      4、結語

      目前,電化學法已經應用于冶金行業工業廢水和生活污水的處理工藝之中,但由于廢水水質和目標污染物屬性差異較大,反應器無法進行模式化和標準化設計。電化學方法存在著能源消耗量大、成本高等問題,因此新能源和新型高效陽極材料的研發亟待開展。未來將進一步推進電化學法的實用性和經濟性,使其更廣泛地應用于廢水處理中。


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