李新宇

摘要：本文從微電解技術(shù)的應(yīng)用原理入手，對工業(yè)廢水處理中應(yīng)用該技術(shù)和與其他技術(shù)藕合聯(lián)用的情況進(jìn)行分析，并進(jìn)一步就微電解技術(shù)應(yīng)用中尚存的問題和該技術(shù)的應(yīng)用前景和未來發(fā)展進(jìn)行了總結(jié)闡述。

關(guān)鍵詞：微電解技術(shù)；工業(yè)廢水處理；應(yīng)用

一、微電解技術(shù)原理概述

微電解技術(shù)，又叫內(nèi)電解、鐵屑過濾法、零價鐵法等。它是根據(jù)金屬所具有的腐蝕性特點(diǎn)，使擁有電極電位差的金屬和金屬（或非金屬）在有較好傳導(dǎo)性的廢水中接觸，形成原電池效應(yīng)或發(fā)生電解反應(yīng)來進(jìn)行廢水處理的工藝?？沙潆婋娊赓|(zhì)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(jì)80年代，我國才開始引入該技術(shù)用于染料、引燃、農(nóng)藥、制藥、重金屬和油分等的廢水預(yù)處理。在利用微電解技術(shù)對廢水進(jìn)行處理時，其作用機(jī)理會因需要處理的各種廢水的性質(zhì)而發(fā)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(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

1.染料廢水的處理

染料廢水在工業(yè)廢水中占很大比重，因其稠環(huán)以苯環(huán)為主、雜環(huán)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(diǎn)。在利用該技術(shù)進(jìn)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(chǎn)生的[H]和[O]對所需處理廢水的酸堿性進(jìn)行調(diào)節(jié)，并通過進(jìn)一步的氧化反應(yīng)使染料中間體分子中的發(fā)色基團(tuán)褪色，再通過二價鐵離子和三價鐵離子水解成絡(luò)離子，混凝廢水中分散染料和膠體物質(zhì)及氧化廢水中還原性物質(zhì)，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(chǎn)生的廢水主要特點(diǎn)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(shù)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(huán)芳徑類化合物較多，在進(jìn)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(xué)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(yè)生產(chǎn)中污染的重要源頭，具有污染物多、毒性強(qiáng)、重金屬離子（鉻、鎳鎘、銅、鋅）或氰化物含量高等特點(diǎn)，因此該類廢水具有超強(qiáng)的致癌性、致畸性和致突變性，嚴(yán)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(yán)重的資源損失。當(dāng)前較為普遍應(yīng)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(tài)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(guī)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(jīng)過絡(luò)合作用進(jìn)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(fā)生站、機(jī)械加工等多工業(yè)部門，所含油類物質(zhì)較多，具有高COD、高BOD、有色有味、易燃易氧化、難溶于水等特點(diǎn)，如未經(jīng)處理排入流動水體中，不斷造成水污染，甚至?xí)绊懰锏纳?。含油廢水的 處理工藝多以“混凝-沉降-過濾”為基礎(chǔ)，微電解技術(shù)及其組合工藝在該領(lǐng)域的應(yīng)用尚屬先例，但也取得了不錯的應(yīng)用效果。

三、微電解技術(shù)應(yīng)用中的問題及未來的發(fā)展趨勢

經(jīng)過諸多專家學(xué)者十幾年來對微電解技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的不懈研究，已經(jīng)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(jìn)一步去探討，筆者在此總結(jié)幾點(diǎn)自己對微電解技術(shù)應(yīng)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(guān)于基礎(chǔ)理論研究

在微電解技術(shù)在工業(yè)廢水處理方面的應(yīng)用研究中，學(xué)者們的共識只停留在宏觀理論方面，而在電極上實際發(fā)生的氧化還原過程、反應(yīng)機(jī)理、反應(yīng)產(chǎn)物和反應(yīng)物力學(xué)等微觀理論方面仍存在較大分歧，未來研究中仍有待做進(jìn)一步的探討。

2.關(guān)于實踐應(yīng)用研究

在微電解技術(shù)的實際應(yīng)用中，為提高廢水處理效率，降低運(yùn)行成本，未來還有很多需要研究的內(nèi)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(xiàn)的鐵屑的改性、活性、再生和堵塞等問題；（3）如何研發(fā)出省錢、省時、省力的新型助劑和催化劑等。

3.關(guān)于新型反應(yīng)器的設(shè)計研究

為使微電解技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的優(yōu)勢得以更好發(fā)揮，我們應(yīng)正視當(dāng)前所應(yīng)用的微電解反應(yīng)器設(shè)計的不足，為提高其處理效果，未來應(yīng)將研究工作的重點(diǎn)之一應(yīng)放在反應(yīng)器結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和改良方面。雖然已有一些研究人員相繼研發(fā)出了新式反應(yīng)器，（如磁混凝微電解反應(yīng)器、曝氣固定床微電解反應(yīng)器、滾筒式固定床微電解反應(yīng)器、立體分級膨脹床微電解反應(yīng)器、轉(zhuǎn)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(xiàn)的填料板結(jié)問題，但與此同時，也暴露了諸如能耗大、維護(hù)難等新弊端。至此，微電解技術(shù)也步入了科研瓶頸期，如何及時設(shè)計出新的反應(yīng)器將是破除這一發(fā)展瓶頸的關(guān)鍵。

4.關(guān)于微電解技術(shù)的耦合研究

正因為微電解技術(shù)本身所具有的運(yùn)行成本低、操作方便、使用面廣、處理效果好等優(yōu)點(diǎn)才被廣泛應(yīng)用到工業(yè)廢水的處理中，更因其“以廢治廢”的特性產(chǎn)生了極高的應(yīng)用價值。如何使微電解技術(shù)和光、聲、磁等技術(shù)進(jìn)行耦合，開發(fā)出更高效合理的工業(yè)廢水處理回用工藝，將是未來研究的重點(diǎn)方向。

結(jié)語

綜上，本文通過對微電解技術(shù)在工業(yè)廢水中的應(yīng)用和機(jī)理分析，進(jìn)一步對其優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了總結(jié)，并指明了未來研究的方向，相信在更多學(xué)者的潛心研究和改進(jìn)下，微電解技術(shù)將更好的為工業(yè)廢水的處理服務(wù)，發(fā)揮其更高效、更節(jié)能的應(yīng)用優(yōu)勢。

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