電化學法處理工業(yè)廢水和生活污水的研究與應用

摘 要：隨著生產發(fā)展，工業(yè)廢水和生活污水中的組成越來越復雜，可以采取電化學法對其進行處理。本文通過分析電化學法處理廢水的研究進展以及多種廢水處理法的作用原理，進一步說明電化學法在處理生活污水、高鹽度廢水等方面的具體應用，并對電化學法今后的走向趨勢進行展望。

關鍵詞：電化學法；污水；應用

城市建設的不斷加快和經濟的快速發(fā)展，造成了極其嚴重的水污染問題，致使可持續(xù)發(fā)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

1.1 污水的復雜性

工業(yè)在推動地區(qū)經濟發(fā)展的同時亦成為了污染環(huán)境的主要因素，污水問題更是工業(yè)污染問題的重中之重。工業(yè)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。

1.2 超排、偷排現象泛濫

企業(yè)違法偷排污水的現象已是見怪不怪，再加上相關部門監(jiān)管不力等因素，造成了大量污染物在短時間內聚集的情況，從而導致了污染物嚴重超標、生化處理工藝潰敗等一系列問題的滋生。

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(huán)境友好技術，受到大眾的普遍關注，該技術的優(yōu)點也是顯而易見：①無二次污染；②即開即停；③電子轉移，無需外加藥劑；④受外界環(huán)境影響小；⑤組合靈活；⑥氣浮、絮凝、消毒作用；⑦設備輕巧，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(fā)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(fā)展。近年來，許多研究人員從性能穩(wěn)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(lián)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(yǎng)豬廢水進行處理，結果發(fā)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(yè)中含鉻廢水

鉻以Cr（VI）和Cr（III）的形式存在于工業(yè)廢水中，具有較強的毒性，是冶金行業(yè)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(huán)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(yè)。

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（0.5 g/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45 mg/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(yōu)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(yōu)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(yōu)于國家《污水綜合排放標準》（GB 8978-1996）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(huán)境問題一直備受關注，電解法具有裝置體積小、處理效果穩(wěn)定、維護操作簡單、水力停留時間短、維護費用低等優(yōu)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(huán)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(yè)工業(yè)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(fā)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。

參考文獻：

[1]高盼.城市污水再生回用基礎設施優(yōu)化研究[D].大連：大連理工大學，2016.

作者簡介：

王雙（1989- ），女，畢業(yè)于齊齊哈爾大學化學工程與工藝專業(yè)，現就職于大慶油田水務研究設計院，主要從事水質檢測、油田污水處理、一些常用油田化學劑的復配及應用等工作。