微電解技術在工業廢水處理中的應用研究

李新宇

摘要：本文從微電解技術的應用原理入手，對工業廢水處理中應用該技術和與其他技術藕合聯用的情況進行分析，并進一步就微電解技術應用中尚存的問題和該技術的應用前景和未來發展進行了總結闡述。

關鍵詞：微電解技術；工業廢水處理；應用

一、微電解技術原理概述

微電解技術，又叫內電解、鐵屑過濾法、零價鐵法等。它是根據金屬所具有的腐蝕性特點，使擁有電極電位差的金屬和金屬（或非金屬）在有較好傳導性的廢水中接觸，形成原電池效應或發生電解反應來進行廢水處理的工藝。可充電電解質的材料是多樣的，可以是鑄鐵屑和惰性碳（包括石墨、活性炭、焦炭或煤等），為增加處理效果，還可以適量加入鋁-炭、鐵-銅等組合體。

直到20世紀80年代，我國才開始引入該技術用于染料、引燃、農藥、制藥、重金屬和油分等的廢水預處理。在利用微電解技術對廢水進行處理時，其作用機理會因需要處理的各種廢水的性質而發生變化，但萬變不離其宗，主要包括氧化還原作用、鐵離子的絮凝沉淀作用、微電場作用、物理吸附作用和氣浮作用等方面。

二、微電解技術在工業廢水處理中的應用

1.染料廢水的處理

染料廢水在工業廢水中占很大比重，因其稠環以苯環為主、雜環難降解等因素致其生物毒性和致癌性極高，一次也成為處理的難點。在利用該技術進行處理時，主要工作如下：一，用活性炭吸附已溶解的污染物；二，用陰極產生的[H]和[O]對所需處理廢水的酸堿性進行調節，并通過進一步的氧化反應使染料中間體分子中的發色基團褪色，再通過二價鐵離子和三價鐵離子水解成絡離子，混凝廢水中分散染料和膠體物質及氧化廢水中還原性物質，使硫化染料和還原染料沉淀，讓廢水的可生化性得以提高。

2.化工廢水的處理

化工廠所產生的廢水主要特點為排量大、毒性高、高COD，鹽性高、色度大、難降解等，而因其富含可利用資源多，所以稱為水處理技術研究中炙手可熱的方面。因該類廢水中硝基苯類、酚類、氯代苯類、多環芳徑類化合物較多，在進行處理時所采用的物理法多為過濾、沉淀、氣浮和吸附；而化學法則多采用混凝和氧化法。所用到的微電解工藝為：鐵碳層的過濾→鐵屑和活性炭的吸附→H2的氣浮→鐵離子、[H]和[O]的氧化還原。

3.電鍍廢水的處理

電鍍廢水是工業生產中污染的重要源頭，具有污染物多、毒性強、重金屬離子（鉻、鎳鎘、銅、鋅）或氰化物含量高等特點，因此該類廢水具有超強的致癌性、致畸性和致突變性，嚴重危害人類健康。而同時其中又含有金銀等貴重金屬，所以一旦處理不好就會給人帶來極大的傷害，并造成嚴重的資源損失。當前較為普遍應用的電鍍廢水處理法除了氧化還原、沉淀、吸附和膜法處理外，還興起了電解法來提高去污效率，減少二次污染和提高貴金屬的回收利用價值。動態廢水處理裝置就是利用該原理研制而成的。微電解工藝處理電鍍廢水工作包括：利用金屬活動表的規律，將鐵及其后邊的金屬通過氧化還原降低毒性，再將其置入弱酸性溶液中，通過吸附作用去除金屬和重金屬，最后再經過絡合作用進行沉淀，減少水污染。

4.含油廢水的處理

含油廢水的來源廣泛，涉及石油、石油化工、鋼鐵、焦化、煤氣發生站、機械加工等多工業部門，所含油類物質較多，具有高COD、高BOD、有色有味、易燃易氧化、難溶于水等特點，如未經處理排入流動水體中，不斷造成水污染，甚至會影響水生物的生存。含油廢水的 處理工藝多以“混凝-沉降-過濾”為基礎，微電解技術及其組合工藝在該領域的應用尚屬先例，但也取得了不錯的應用效果。

三、微電解技術應用中的問題及未來的發展趨勢

經過諸多專家學者十幾年來對微電解技術在工業廢水處理中的不懈研究，已經取得了十分顯著的成果，但其中還存在一些問題有待我們進一步去探討，筆者在此總結幾點自己對微電解技術應用的問題和未來趨勢的展望，希望能對以后的研究工作有所幫助。

1.關于基礎理論研究

在微電解技術在工業廢水處理方面的應用研究中，學者們的共識只停留在宏觀理論方面，而在電極上實際發生的氧化還原過程、反應機理、反應產物和反應物力學等微觀理論方面仍存在較大分歧，未來研究中仍有待做進一步的探討。

2.關于實踐應用研究

在微電解技術的實際應用中，為提高廢水處理效率，降低運行成本，未來還有很多需要研究的內容。如：（1）如何提高電極氧化還原、混凝、吸附和電附集等作用；（2）如何解決廢水處理中出現的鐵屑的改性、活性、再生和堵塞等問題；（3）如何研發出省錢、省時、省力的新型助劑和催化劑等。

3.關于新型反應器的設計研究

為使微電解技術在工業廢水處理中的優勢得以更好發揮，我們應正視當前所應用的微電解反應器設計的不足，為提高其處理效果，未來應將研究工作的重點之一應放在反應器結構的優化和改良方面。雖然已有一些研究人員相繼研發出了新式反應器，（如磁混凝微電解反應器、曝氣固定床微電解反應器、滾筒式固定床微電解反應器、立體分級膨脹床微電解反應器、轉鼓式微電解流化床、臥式分級攪拌微電解流化床等），它們有效地緩解了廢水處理中所出現的填料板結問題，但與此同時，也暴露了諸如能耗大、維護難等新弊端。至此，微電解技術也步入了科研瓶頸期，如何及時設計出新的反應器將是破除這一發展瓶頸的關鍵。

4.關于微電解技術的耦合研究

正因為微電解技術本身所具有的運行成本低、操作方便、使用面廣、處理效果好等優點才被廣泛應用到工業廢水的處理中，更因其“以廢治廢”的特性產生了極高的應用價值。如何使微電解技術和光、聲、磁等技術進行耦合，開發出更高效合理的工業廢水處理回用工藝，將是未來研究的重點方向。

結語

綜上，本文通過對微電解技術在工業廢水中的應用和機理分析，進一步對其優點進行了總結，并指明了未來研究的方向，相信在更多學者的潛心研究和改進下，微電解技術將更好的為工業廢水的處理服務，發揮其更高效、更節能的應用優勢。

參考文獻：

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