污水微电解处理技术应用研究

摘要 微电解处理技术是我国污水治理中的一个技术新突破。本文首先论述了污水微电解处理技术的概念及工作原理，接着探讨了技术应用中的一些难题解决方式和手段，最后指出微电解技术在我国目前的主要应用领域。

关键词 污水；微电解；铁炭；反应器

中图分类号X703 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）39-0133-02

近年来我国经济飞速发展，在经济增长的同时也使我们付出了沉重的环境代价。随着人们环保意识的逐渐增强，治污问题越来越为社会所重视。我国在发展环境污染处理技术的同时，也力使环境污染治理力度和治理标准同世界发达国家相接轨。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；另一方面加强污染治理技术的资金投入，加强技术研究。

1 污水微电解处理技术的概念及工作原理

微电解技术又称内电解法，它是目前我国高浓度有机废水处理的一种非常实用的技术。它的工作原理是通过填充在废水中的微电解材料自身产生1.2V电位差对废水进行电解处理，在自身并不通电的情况下，最终达到净化有机污染物的目的。系统内部通水后会形成无数的微电池系统，在其作用空间形成一个电场，它具有超强的吸附能力，这种能力远远高于一般的药剂水解产生的氢氧化铁胶体。该种方法具有适用范围广泛的特点，其对污水的处理效果也十分的好，并且成本低廉，操作维护也非常方便，不消耗电能。经过该种工艺处理后的高浓度废水其COD和色度得到大幅度降低，废水的可生化性提高。

1.1 微电解的概念

微电解处理是指在低压直流状态下的电解除去水中的钙、镁离子而达到降低水的硬度，产生可灭菌消毒的活性氢氧自由基和活性氯，吸附、杀死细菌等一系列应用技术的总称。

1.2 微电解技术的工作原理

将铁屑和碳粒浸在酸性废水中，利用铁和碳之间的电极电位差，废水当中便会形成无数的微原电池。以低电位成为阴极的铁与以高电位形成阳极的碳在酸性电解质水溶液中发生化学反应，化学反应的结果是铁受到腐蚀变成二价的铁离子而进入溶液。调节电解反应器的出水，把pH值调到9左右，这时候由于铁离子有混凝作用，它与污染物中带微弱负电荷的微粒相互吸引，便会形成比较稳定的絮凝物而去除。为了增加电位差加速铁离子的释放，可以在铁--碳床中加入一定比例铜粉或铅粉，经过微电解，我们会发现BOD/COD升高了，这是由于一些难降解的物质被碳粒吸附或经铁离子的絮凝而减少的缘故。

若要让铁碳床有分解有机大分子的能力，我们可以通过下述方式为之：加入过氧化氢，在这种情况下酸性废水与铁发生化学反应生成亚铁离子，亚铁离子与过氧化氢形成Fenton的物质，生成羟基自由基，它具有极强的氧化性能，在很大程度上它能将难降解的大分子有机物分解成小分子有机物等，这种反应只有在酸性的条件下才能进行。它的工作原理是成为阳极的低电位铁与成为阴极的高电位碳发生电化学反应。反应中，产生的了初生态的二价Fe和原子H，它们具有高化学活性，能改变废水中许多有机物的结构和特性，使有机物发生断链、开环等作用。根据工程实验，铁碳床微电解技术在刚开始应用的效果十分理想，特别是对酸性的有机废水的处理， 但运营一段时间后效果急剧下降。综合分析主要有以下两个方面的原因，一方面是由于铁泥堵塞；另一方面由于炭的吸附饱和。通过反冲洗可缓解铁泥堵塞，但解决不了根本问题，这时候则需要更换填料， 其工作量也是非常大的。

2 技术应用中的难题探讨

2.1 动态铁炭微电解反应器的技术处理问题

通过电解反应器，采用特殊的机械搅拌方式对铁炭填料进行搅拌，可以有效阻止铁炭板结，这有利于彻底解决填料容易板结的问题，并使之能够利用一般的铁刨花就能将废水进行处理，达到不结垢、不堵塞、可连续运行、性能稳定、操作简便等目的。

2.2 动态铁炭微电解反应器工作特点

1）其针对的有机污染物质范围十分广范，具体包括：含有偶氟、碳双键、硝基、卤代基结构的难除降解有机物质等，经它的处理后都有很好的降解效果；

2）流程简便易懂、工作时间长、投资少、操作维护方便等。处理过程中只消耗少量的微电解反应剂。微电解剂只需定期添加而无需更换，添加操作也非常的方便，添加时也无需进行活化，直接将其投入即可；

3）经微电解处理后的废水会在水中形成一种原生态的亚铁或铁离子，它具有比其它普通混凝剂更好的混凝作用，无需再加铁盐等混凝剂，对COD的去除率高，并且不会因此带来水的二次污染；

4）确保废水稳定达标排放。对已建成未达标的高浓度有机废水处理工程，运用该技术对已建工程废水进行预处理，在降解COD的同时提高废水的可生化性的同时，可以确保废水处理后稳定达标排放。也可以对生化后废水进很行微电解或微电解联合生物滤床的工艺进行深度处理；

5）使用方式灵活。该技术在各单元中不仅可以作为单独处理方法使用，而且也可作为生物处理的前处理工艺，利于污泥的沉降和生物挂膜。该方法既达到化学沉淀除磷的效果，又可以通过还原除重金属。

3 微电解处理应用技术应用领域

微电解污水处理技术的应用是非常广泛的。对于染料、印染废水、焦化废水、石油化工废水在脱色的同时，使处理过水中的BOD/COD值得到明显提高；对于石油废水、皮革废水、造纸废水、木材加工废水进行处理后使水中的BOD/COD值大幅度提高；对于电镀废水、印刷废水、采矿废水、其他含有重金属的废水，通过此技术的处理可以从上述废水中去除重金属；对于有机氯农业废水、有机磷农业废水经过处理后大大提高上述废水的可生化性，且可以除去磷、硫等有害物质，效果显著。

目前随着这项技术应用研究的进步突破，在污水处理领域逐步得到了推广。当今许多污水处理单位及工厂企业都已经具备机电综合生产的能力，同时我国具有紫外排架电控及臭氧的研发和生产的丰富经验。由于微电解器的应用技术的工作原理相对简单，根据我国现有的技术实力，已经具备研发微电解器的资金及技术实力。同时这项技术对于处理电镀废水、印刷废水、采矿废水效果突出，对其他含有重金属的废水处理则相对不足，根据实际应用的需求我们可以将污水处理发生器与微电解的工艺相结合，来解决这一技术难题，通过这种技术的探讨甚至可以与紫外排架工艺结合研发多功能一体化处理机。在微电解器的应用过程中对曝气有很高的要求，我国目前对曝气工艺方面的研究趋向成熟，实力雄厚，也为微电解器有更好的技术推广奠定了基础。

参考文献

[1]吴燕，修光利，王大为，等.竹炭净化文物保存微环境空气低浓度氮氧化物[J].环境科学与管理，2009，1.

[2]魏华.一种拼装式多项复合微电解污水处理装置[J].中国专利，2007，5.