電化學技術在冶金廢水處理中的應用研究

工業化的發展促進了冶金企業進步，在大規模冶金的過程中往往產生了很多冶金廢水

。經過調查發現

，目前產生的冶金廢水的酸度很高，且含有懸浮物，在大多數的冶金廢水中都含有較多的重金屬

，例如鉛、鋅等。這些重金屬如果不經處理就排放出來很可能對人體產生非常嚴重的影響

，因此為了避免冶金重金屬廢水對人體和環境造成巨大的影響，需要使用恰當的方法進行處理。國家也頒布了相關的法律法規

，監督和保障重金屬處理的效果。

兩下總算是談妥了，馮一余每天出20塊錢，周一到周五，大爺負責幫他占住車位。馮一余怕夜長夢多，提出先付一個月的錢。大爺卻不要，說，占一天算一天，而且要先占后付錢。馮一余堅持先付錢后占位，左說右說，大爺才收下了頭一次的20塊錢，揣到口袋里，走了。

在冶金廢水處理的過程中，為了解決廢水成分復雜、微生物技術難以處理的問題，研究人員引入了電化學技術，電化學技術可以根據需要的處理結果設計相應的處理電極，保證經該電極處理的廢水可以發生某些特定的化學反應，從而達到廢水處理的目的，這種技術往往依賴電化學處理系統，具有成本低，效率高，且能實現實時控制的優勢，除此之外，該技術不受微生物毒性所影響，可以有效減少二次污染。因此，為了有效處理冶金過程中產生的廢水，充分降低廢水色度，降低處理成本，需要研究電化學技術在冶金廢水處理中的應用。

1 電化學技術的原理及方法

在冶金污水處理的研究中，經歷了多重變革，電化學技術脫穎而出，電化學技術可以利用特定的反應容器，在其中添加符合處理需求的電極，引發化學反應，促進污染物降解，保證污染物的含量在標準的范圍內，由于電化學技術具有操作簡單，設備需求量低，且產生的污染物可以忽略不計的優點，其可以很好的避免出現二次污染，在反應中，可以實現分層控制，保證反應發生的穩定性。將其與生物化學處理進行對比可以發現，電化學技術不受到生物毒性控制，可以直接發生處理反應，保證了污染處理的有效性。

在發生化學反應時，電化學技術可以添加電子，設計標準的電場，即可發生反應，無須添加其他的污染材料，只需要配比特定的電壓電流比。除了上述優點外，電化學技術在進行污水處理時可以有效的降低污水的色度，增加處理的轉化速率，因此，該技術在多種廢水處理中起著重要作用。

在電化學技術進行反應的初期，往往利用了電極氧化反應，在電場作用力影響下，添加了自由基，保證污染物可以在自由基上被氧化，研究人員曾經將污染物指數分別為0.01236、0.54454、0.54997、0.13478、0.14544的污水利用電化學技術進行處理，處理后經過檢測可以發現，進行電化學處理后的污水污染物的含量分別為0.00012、0.00035、0.00147、0.00584、0.00014，證明處理后的污水污染物含量確實有所降低，檢測這幾組污水的污染物排放量指標，分別為0.00123、0.00141、0.00065、0.00012、0.00023，可以發現經過電化學技術處理后的污染物排放量可以忽略不計，證明該技術可以有效避免二次污染，更具有使用意義。

第三種類型時電鍍漂洗法，這種類型的處理方法對重金屬處理有明顯優勢，可以利用EDI技術，結合電化學處理原則創造一個酸性的處理環境進行處理，可以有效地去除重金屬污染廢水中的重金屬，還可以結合光催化作用增加反應的效率。為了降低電化學處理中的處理消耗成本，可以使用電場協助，電場協助可以進行輔助催化降解，將電化學與電極氧化相結合，保證光電離子始終在催化劑的表面，以此來增加化學反應的速率。

在行政管理實踐中，關于物質激勵和精神激勵關系問題的討論由來已久。現在，人們形成的共識是：“人生的基本問題是在物質生活和精神生活之間保持平衡。”有專家分析稱，“幸福指數”越來越受到一些國家政府部門的重視，體現了其執政理念的變化。此前的“GDP（國內生產總值）至上論”將轉向更多元的評價標準，目的是要在國民的物質需求和精神需求方面達到一種平衡。國際上，人們推崇“不丹”模式，這個國家的第四代國王旺楚克提出：“社會發展的目標應該是提高‘國民幸福指數總值’，而不只是提高國民生產總值。”

電化學技術在化工生產中可以增加污染物的降解率，減少污染物處理的能耗，為此研究了不同種類電極下污染物的處理效果，首先是二氧化鉛電極，在降解污染物，增加氧化性方面有明顯優勢，其次是其他種類的電極，需要與其他技術混合使用才能實現高效降解，根據電化學技術的具體狀態，對其進行分析，得到電化學技術的主要類型。

第一種類型時鐵碳微電解法，該方法可以在簡單的工業設備條件下進行，設備要求條件低，價格較低，且處理效果較明顯，但其在污水處理的過程中可能形成板結，產生微型原電池，影響微電解的活性，除此之外，該類型在進行污水處理時經常產生各種類型的鐵離子，形成陰極，導致電化學產物增多，可以在其中添加碳粒料，保證在微電解的情況下仍能進行污水處理。

第二種類型是填充床電滲析，該方法在進行處理中對水質的要求較高，該方法必須利用熱網回收床和鈉離子交換系統，利用該方法處理可以增加污染物的處理效率，但其對設備的要求高，成本消耗高，不建議在冶金污水處理中應用。

研究該技術在礦化方面的作用，發現經過電化學技術處理后的金屬基體上幾乎都產生了一定厚度的氧化膜，為了驗證該理論的正確性，分別檢驗經過電化學處理的5塊金屬的氧化膜厚度，分別為0.1234mm、0.1564mm、0.4789mm、0.4873mm、0.1723mm，證明氧化膜的厚度得到了不同程度的增加。此時分貝檢驗電極的穩定性，發現即時在析氧電位過高的情況下，電極依然能保證穩定性。

根據上述的處理方法，進行處理工藝設計，首先，調整處理中的廢水比值，將含有砷的冶金廢水與酸性較高的冶金廢水的比值設置為1：4，其次將兩種廢水輸入到均化池中，與中和劑發生中和反應，然后分離廢水中的固態物質，此時冶金廢水的PH值在標準的范圍內。提取反應后的上清液，進行再次反應，將冶金廢水的PH值調整到堿性后，輸送至沉淀池，進行金屬離子脫除，然后再進行PH二次調節，調節好的廢水此時可以輸入設計的電化學處理系統，發生的反應如下圖1所示。

2 電化學技術在冶金廢水處理中的應用

2.1 冶金廢水處理技術對比

冶金廢水處理的技術種類很多，為了研究電化學技術在冶金廢水處理中的應用，將常用的廢水處理技術進行對比，對比表如下表1所示。

由表1可知，以上幾種冶金廢水的處理技術中，電化學技術具有明顯優勢，可以將污染物分解處理，實現高效低損耗處理。

2.2 水質分析

選取某冶煉股份有限公司的冶金重金屬廢水，改造該公司原有的污水處理站，增加污水處理站的處理能力，該處理站共有幾個入水口，主要處理冶金制酸車間廢水和電解廢水，此時的水質指標如下表2所示。

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根據表2的水質指標可知，此時的污染離子數量較多，包含銅、鋅等重金屬離子，該水質指標是根據冶金企業污水水質標準制定的，符合指標中的三級標準，此時冶金污水在進站時的各項重金屬指標都較高。

3 處理方法及工藝設計

3.1 處理方法

首先，需要利用電場作用產生的自由基，進行電極電氧化，避免產生二次污染廢水，需要在自由基中布設金屬氧化膜，保證電極的活性，其次利用微電解法，設計微陰電極，形成電解處理原電池，保證冶金廢水可充分進行氧化還原反應，為了保證該步驟處理的效果需要在進行冶金廢水處理前，進行廢水沉淀，濾除廢水中的雜質，提高反應的效率，最后使用電滲析法搭建電化學處理系統，實現冶金廢水的實時高效處理。

由圖1可知，首先將廢水輸送到曝氣池，進行電解凝聚還原反應，生成部分氫氧化沉淀物，然后將反應后的廢水輸送到斜板沉淀池，去除上一步產生的沉淀物后，將其輸送至濃密機中，去除碳酸鈣沉淀，進入沉降槽，輸送至壓濾機，完成廢水處理。

“譯者行為”狹義上指的是譯者身份下譯者所應具有的譯者角色行為，是源語文本意義的再現者，彰顯的是其語言性，包括譯者身份下譯者的社會性角色行為，譯者是目的語文本的調試者，彰顯的是其社會性。譯者行為批評是指以譯者行為為切入口，在翻譯內將譯者看成語言人，在翻譯外將譯者看作凸顯某種社會性的社會人兩者結合的研究。譯者行為批評思想可以粗略地圖解為：

3.2 工藝設計

第四種類型目前的應用范圍較廣，可以將生物技術與電化學技術相融合，設置含有生物膜的反應電極，添加光催化離子，在反應速率的影響下光子的吸收率得到了有效的激發，即可以利用生物膜的優點，又可以實現高效降解。將其與標準的電化學處理方法進行對比，原本的處理指數為0.1654、0.3946、0.4859、0.8633、0.1545，處理后，化學污染物指數變為0.00165、0.00459、0.00146、0.00487、0.00645，經過對比可以看出，此時的化學污染物指數明顯降低，可以證明將微生物電解技術與電化學電解技術相結合對冶金污水進行處理可以有效降低處理后各個污染物的含量，提升污染物處理的效果，十分有效，因此后續進行了電化學技術在冶金廢水中的處理實驗。

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3.3 參數選取

根據上述的工藝設計，對涉及的反應處理裝置的參數進行設置選取，第一步是選取均化池的參數，為了保證均化池調節水質，保證處理裝置正常運行的作用，本文將均化池的水池容量參數設置為2000m

/h，調節功率設置為5.54W/m

。第二步設計電化學處理系統的參數，本文設計的電化學處理系統選用了可溶性鐵電極，便于重金屬的沉淀，該系統的處理量設計為5500m

/d，第三步，設計曝氣池參數，將曝氣池的尺寸調整為7m×4m，即總面積28m

，深度約為8m，第四步，設計斜板沉淀池的參數，為了保證斜板沉淀池的沉淀效果，需要適當增加沉淀池的平面尺寸，因此本文設計的沉淀池尺寸約為268m

，保證污水處理中生化池的污泥量，最后，設計電化學處理設備間參數，保證其滿足該冶金廠的電化學處理需求。

在單因素試驗結果的基礎上，對紫薯粉添加量、白糖添加量、黃油添加量和檸檬酸添加量4個因素進行L9（34）正交試驗（見表3）。由正交試驗結果可知，影響紫薯酥性餅干的主要因素是檸檬酸添加量＞紫薯粉添加量＞白糖添加量＞黃油添加量，最佳工藝組合為A2B3C2D2，即紫薯粉40%，白糖25%，黃油40%，檸檬酸0.4%，其它輔料與基本配方相同。

4 實驗結果

使用本文設計的PLC污水處理控制系統進行污水處理，通過系統的遠程監控與局部控制功能，檢測應用電化學處理后水質的變化狀態，實驗結果如下表3所示。

由表3可知，應用電化學技術進行污水處理后，冶金廢水的水質得到了明顯的改善，證明應用電化學技術進行污水處理的去除率高，處理效果好。

5 結論

在電化學處理系統正常運行的情況下，對整個電化學處理的成本進行計算，發現電化學處理產生的成本比微生物處理的成本低，且重金屬的脫除率高，脫除效果好，因此，電化學技術在冶金廢水處理中具有重要的應用價值。

6 結語

綜上所述，本文對某冶金公司連續5天的產生的冶金廢水進行研究，利用電化學技術進行廢水處理，檢驗廢水處理的效果，經過實驗證明，電化學技術進行污水處理后，冶金廢水的水質得到了明顯的改善，證明應用電化學技術進行污水處理的去除率高，處理效果好，且對電化學技術的處理成本進行研究，發現其處理成本也較低，因此電化學技術對后續的冶金廢水處理有重要意義，可以作為后續處理的參考。

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