工业废水处理中微电解技术的应用探讨

＊刘素梅

(河源市污水处理厂 广东 517000)

微电解技术也称为铁碳内电解技术、铁碳法、零价铁法等，主要是使用工业加工中产生的铁屑、铸铁屑以及活性炭颗粒等来处理制药、焦化、印染以及电镀等领域中产生的废水，这是一种对环境非常友好的技术。微电解技术能够通过铁离子絮凝作用、氧化还原反应以及铁碳电极反应作用等来实现难生物降解有机物的脱色、断链，有效改善废水水质、提高可生化性的同时，降低后续处理的负荷。相对于其他废水处理技术，微电解技术具有运行费用低、以废治废、适应性强、效果稳定等特点。

1.微电解技术原理

微电解技术使用的主要是金属腐蚀原理，能够将具有电位差的金属与非金属（金属）在传导性较好的废水中，通过接触形成电解反应或原电池效应来处理废水的一种工艺，电解材料大多采用惰性碳或铸铁屑等材质，部分情况下也采用铁-铜、铝-碳的组合来实现处理效果的提升。我国于上世纪八十年代开展该技术的引用，而且已经在制药、农药、重金属、印染等废水的预处理，根据废水性质的不同，我们可以将作用机理概括为五个方面，分别是：

(1)氧化还原作用

铁碳微电解是基于电化学反应上的一种电池反应，能够在铁、碳同时进入在电解质溶液中时，在电池系统的阳极产生大量具有还原能力的二价铁离子，能够与发色基团反应还原生成-NH2，与胺基类有机物相比较，硝基类有机物的可生化性要明显降低；与此同时，该电池系统还能够打开部分不饱和发色基团的双键，继而达到破坏发色基团、去除色度的目的，将难以降解的有机物分解成小分子有机物，提高可生化性；此外，电池系统的阴极处还能够生成大量的氧离子、氢离子，在偏酸性的反应环境下，能够与溶液中的其他组分自发进行氧化还原反应，在降解有机大分子的同时，去除废水中的色度，全面实现废水可生化性的提高。

(2)微电场作用

微电解反应体系中由于存在电极电位差，因此会形成无数个微电池系统，构成了一个电场，而且两极间的电位差越大，电场作用也会越明显。通过微电场的作用，会在电极上聚集废水中分散的不溶性极性分子、微小污染物以及胶体颗粒，形成一个大颗粒后沉淀。

(3)絮凝沉淀作用

微电解反应会生成大量二价、三价铁离子产物，其中的二价铁离子吸附-絮凝活性能力非常优秀，而且在有氧、碱性的反应条件下，能够生成氢氧化物，继而水解反应产生的络合离子进一步对废水中的有机高分子以及小颗粒进行吸附，去除色度的同时，减少废水中的有机物，有效处理工业废水。

(4)气浮作用

在酸性或微酸性的反应条件下，电池系统的阴极除了产生氢离子、氧离子，还会产生一定量的氢气，这些氢气会以气泡的形式存在，在上升的过程中能够在表面吸附部分悬浮物，而且还能够起到一定程度的搅拌作用，进一步推动反应的进行。

(5)物理吸附作用

活性炭是一种多孔吸附剂，而且具有极大的比表面积，此外铁屑也是一种多孔结构，两者的活性都比较强，能够有效吸附废水中的多种重金属离子和有机污染物实现净化废水的目标。

2.微电解技术的应用

微电解技术能够在工业废水处理过程中得到广泛应用，具体的途径有下列几种，分别是：

(1)印染废水的处理

纺织行业产生的废水是工业废水中的重要组成部分，主要有染料、中间体生产行业中的各种产品、结晶母液、地面冲刷水以及生产过程中流失的物料等组成，并且具有色度、温度、COD及固体悬浮物浓度高、PH变化范围广、成分复杂等特点。微电解技术对印染废水的处理方法包括：利用二价、三价铁离子水解产生络离子混凝废水中的还原性物质，继而沉淀、还原硫化染料；利用活性炭的强吸附能力吸附废水中溶解的污染物。此外，阴极产生的氢离子、氧离子还能够调节废水酸碱度，与废水中部分组分发生氧化还原反应，去除废水色度的同时，提高废水的可生化性。

(2)化工废水的处理

石化行业的快速发展，带动了社会的进步，但是生产过程中产生的废水给环境保护工作带来了极大的难题，特别是化工废水COD高、毒性大、色度高、盐度高而且难降解化合物的含量也较高，因此我们必须对处理工作予以足够重视。化工废水中由于含有硝基苯类、酚类以及氯代苯类化合物，因此需要使用多种物理和化学处理方法，主要有：沉淀、气浮、吸附、过滤以及混凝、氧化等方法。微电解技术通过上述技术方法的使用，能够有效处理化工废水。

(3)含油废水的处理

含油废水主要来自冶炼、炼油、化工、机械加工等行业中，由于这类行业的特殊性，使用到焦油、石油、动植物油以及大量的石油产品，因此这类废水具有难溶于水、COD高、BOD高、轻于水等特点。对于这类含油废水，如果不经过处理直接排放，不仅会造成资源的浪费，还会对自然水源产生严重污染。现阶段，我国国内对于这类废水都是以混凝-沉降-过滤为基础，但是伴随着化工行业的不断发展，其中的组分日趋复杂，传统的工艺已经难以满足使用需求。随着微电解技术被应用，特别是由于其充分利用了铁离子、活性炭以及铁屑的混凝、吸附作用，能够有效去除其中的不可再生资源。

(4)重金属离子废水的处理

工业生产过程中会产生大量的工业废水，其中绝大部分的废水中都会含有重金属离子，这类废水具有氰化物、重金属离子含量高以及毒性大等特点，会对自然环境以及人类的身体健康产生严重的威胁。对于重金属离子废水的处理，我们可以采用沉淀法、氧化还原法以及吸附和膜法，能够有效回收沉淀的金属，而且还具有去除率高、无二次污染等特点，近年来被广泛应用在重金属离子废除的处理过程中。通过微电解技术的使用，我们需要采取下列方法来进行重金属离子废水的处理，在弱碱性的环境下，微碳粒以及铁屑表面活性非常高，能够吸附废水中的多种金属离子，通过吸附去除废水中的部分金属；而且铁离子的活跃能够将金属活动顺序表中排在铁之后的金属置换并沉淀在铁金属表面，而且过程中其他氧化性较强的化合物以及离子也会被二价、三价铁离子还原为毒性较小的状态；最后再通过铁离子与重金属离子络合产物的反应，就会形成沉淀。

结论

综上所述，鉴于工业废水的巨大污染性、毒性，我们必须对其进行高标准的处理，以满足污水排放要求，由于微电解技术的技术领先性，我们在使用其他技术的同时，组合应用微电解技术，能够有效实现废水处理质量的提高。此外，我们还需要加大对污水治理技术的研究，通过进一步研究、提升微电解技术，实现污水处理技术的优势互补，在提高污水处理质量的同时，扩大应用范围。

•【参考文献】

[1]张天籁.浅析微电解技术在工业废水处理方面应用的现状[J].工业水处理,2013,11(09):87-89.

[2]李文明.刍议微电解法处理冶炼废水中重金属离子的效果[J].水处理技术,2015,33(11):100-104.