微电解法在重金属工业废水处理中研究

论文导读：
摘要：随着社会的进步与发展，我国水处理技术也得到了新的突破，微电解法就是近年来应用较为广泛的污水处理技术。本文在介绍微电解法的技术原理基础上，详细总结了微电解法在污水处理中的应用现状，并对该法存在的问题及发展趋势谈谈自己的一些看法。
关键词：污水处理；微电解法；原理；去除率；存在的问题
众所周知，水是生命的源泉，没有水人类就无法生存和发展。近年来，工业的发展使得水不可避免的受到污染。在治理污染的问题上，一方面我国采取果断措施，关闭一大批生产效率低、污染耗能高的项目；另一方面加强技术研究。微电解法是近年来发展起来的污水处理技术，具有工艺简单、处理效果好、成本低廉及不会产生二次污染等特点受到越来越多的研究人员的青睐，现已广泛应用于印染、化工、电镀等领域的污水处理，取得了很好的效果。
1微电解法的技术原理
微电解法处理废水过程中涉及的作用机理因废水的性质不同亦不同。一般可概括为以下几个方面：
（1）氧化还原作用：铁碳微电解是基于电化学中的电池反应，当将铁和碳浸入电解质溶液中时，阳极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力，可使某些有机物的发色基团—NO2、—NO还原成—NH2,胺基类有机物的可生化性明显高于硝基类有机物；同样其也可使某些不饱和发色基团(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-)的双键打开，破坏发色基团而除去色度，将部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性；阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，从而消除了有机废水的色度，提高了废水的可生化性。
（2）铁离子的絮凝沉淀作用：微电解反应体系中产生大量二价和三价铁离子，特别是二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性，在有氧或碱性条件下可形成氢氧化物，Fe(OH)3水解产生的Fe(OH)2+、Fe(OH)2+等络合离子，吸附废水中的悬浮或胶体状态的小颗粒及有机高分子，可进一步降低废水的色度，同时去除部分有机污染物质，使废水得到净化。
（3）微电场作用：在微电解反应体系中，由于Fe和C之间存在1.2V的电极电位差，因而会形成无数的微电池系统，在其作用空间构成一个电场，并且两极间的电位差越大微电场作用越明显。在微电场作用下，废水中分散的不溶性的胶体颗粒、极性分子及微小污染物聚集在电极上，形成大颗粒后沉淀。
（4）物理吸附作用：活性炭是多孔吸附剂，具有巨大的比表面积，铁屑也具有多孔的结构，二者都具有较强的活性，能吸附废水中的有机污染物和多种重金属离子，达到净化废水的目的。
（5）气浮作用：在酸性或微酸性的溶液中，阴极产生的H2使的废水中有大量的微小气泡产生，使得废水中的微小悬浮污染物依附到气泡之上并上浮至水表面，另外还可以起到搅拌的作用，加速各种反应的进行。
2微电解法在重金属工业废水处理中的研究
对工业废水采用微电解工艺处理可明显降低废水COD及色度，并能显著提高废水的可生化性，再与其他物化、生物处理工艺耦合联用，可以达到良好的处理效果。

2.1处理染料废水

染料废水是工业废水的主要贡献者，长期以来一直是工业废水处理的难点。其中含大量以苯环为核心的稠环、杂环等难降解的且具有较大的生物毒性和致癌性的化合物，如蒽醌染料和树脂以及二氧化硫脲、阴离子表面活性剂、烷基苯磺酸钠和异丙醇等清洗辅料。
微电解工艺对染料废水的处理一般是通过以下几个方面完成的：利用活性炭吸附废水中溶解的污染物；利用阴极产生的[H]和[O]调节废水的酸碱度，同时新生态[H]和二价铁离子能与废水中许多组分发生氧化还原反应，破坏染料中间体分子中的发色基团(如偶氮基团)，使其脱色，降低废水的色度；通过二价铁离子和三价铁离子水解生成的络离子混凝废水中分散染料和胶体物质及氧化废水中还原性物质，使硫化染料和还原染料沉淀下来，同时提高废水的可生化性。
采用铁碳微电解处理模拟染料废水，实验所用的染料具有双偶氮结构的成品直接红染料，研究表明，在pH值5～6之问，反应时间为1h，色度的去除率可达到95％以上，同时COD的去除率也达到了73％，废水的生物可降解性有显著的提高。对于双偶氮直接红染料，苯环和与双偶氮基相连的共轭体系是其主要发色体。经微电解处理后，红色基本消除，对废水进行紫外-可见光扫描发现苯环间的发色基团偶氮双键被断开，生成了其他的相关衍生物。
采用铁炭微电解法处理染料实际生产高COD、高盐度、高色度的废水，以废铁屑的焦炭为反应材料，原废水pH为0.5～6、COD为6000～10000mg/L、色度为8000～20000倍，实验调节进水pH为1，反应0.5h，COD去除率为60%左右，色度的去除率为94%以上，对处理后水样进行紫外可见光吸光度测定，认为主要是通过氧化还原反应和絮凝作用去除COD和色度的。
研究了微电解-源于：论文的格式要求www.7ctime.com
Fenton工艺对难降解染料工业废水预处理的效果，研究结果表明，当pH=2，Fe/GAC体积比为l，反应时间60min，H202采用连续投加，体积投加量为0.14%，pH=3，反应时间为30min的条件下，COD去除率达75%以上，废水的可生化性从0.08提高到0.46。
微电解-SBR组合工艺是由微电解作为预处理工艺，SBR生化处理为主体工艺组合起来的，适用于高COD，高色度的印染废水处理。
对漂染废水的处理研究表明，微电解预处理的废水BOD5/COD比值由0.22～0.26提高到0.35～0.57，再经过SBR法和炉渣吸附处理后，COD的去除率达到83%以上，BOD5的去除率达到92%以上，总色度去除率达到92%以上,各项水质指标均达GB8978-88《污水综合排放标准》中纺织印染工业的一级标准。

2.2处理化工废水

化工产品生产过程中产生的废水表现为：排放量大、毒性大、高COD、高盐度、高色度、难降解化合物含量高、治理难度大，但同时废水中也含有许多可利用的资源，是目前水处理技论文导读：等，化学法为混凝，氧化等。微电解工艺通过铁碳层的过滤作用，铁屑和活性炭的物理吸附过程，H2的气浮作用及铁离子、和的氧化还原作用实现对化工废水的处理。将铁炭微电解法应用至有机化工废水的处理中，原水水质：CODcr500～900mg/L、色度600～2500倍、pH11.0～1

2.0。调节进水pH为3，铁碳质量比为6，利用搅拌代替曝气，转速为150r/m

术方面研究的热点和重点。
化工废水中含大量硝基苯类，酚类，氯代苯类，多环芳烃类等化合物，常用的物理处理方法为过滤、沉淀、气浮和吸附等，化学法为混凝，氧化等。微电解工艺通过铁碳层的过滤作用，铁屑和活性炭的物理吸附过程，H2的气浮作用及铁离子、[H]和[O]的氧化还原作用实现对化工废水的处理。
将铁炭微电解法应用至有机化工废水的处理中，原水水质：CODcr500～900mg/L、色度600～2500倍、pH11.0～12.0。调节进水pH为3，铁碳质量比为6，利用搅拌代替曝气，转速为150r/min，处理后废水的色度及CODcr的去除率分别为84%和60%。
单独微电解工艺处理工业废水的研究基础上，利用两步曝气微电解+絮凝沉淀处理高浓度化工废水，原水CODcr为14689mg/L，BOD5为2729mg/L，实验结果表明，两步曝气微电解处理的CODcr去除率为45%，废水的可生化性由0.18提高至0.38，为后续生化处理工艺奠定了良好基础。

2.3处理电镀废水