電化學(xué)法處理工業(yè)廢水和生活污水的研究與應(yīng)用

摘 要：隨著生產(chǎn)發(fā)展，工業(yè)廢水和生活污水中的組成越來越復(fù)雜，可以采取電化學(xué)法對其進行處理。本文通過分析電化學(xué)法處理廢水的研究進展以及多種廢水處理法的作用原理，進一步說明電化學(xué)法在處理生活污水、高鹽度廢水等方面的具體應(yīng)用，并對電化學(xué)法今后的走向趨勢進行展望。

關(guān)鍵詞：電化學(xué)法；污水；應(yīng)用

城市建設(shè)的不斷加快和經(jīng)濟的快速發(fā)展，造成了極其嚴(yán)重的水污染問題，致使可持續(xù)發(fā)展的進程受阻，甚至威脅到人民健康。因此，必須加強對污水廢水的處理，以達到人與自然和諧共存。

1 目前污水處理中存在的問題

1.1 污水的復(fù)雜性

工業(yè)在推動地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的同時亦成為了污染環(huán)境的主要因素，污水問題更是工業(yè)污染問題的重中之重。工業(yè)污水比普通的生活污水復(fù)雜得多，污染物的組成成分和特征不同，所呈現(xiàn)的問題也不同。污水污染物存在著含量較大、有毒性、復(fù)合型、壓縮型等特點，其特殊性質(zhì)也導(dǎo)致了處理工藝的高難度性和復(fù)雜性。

1.2 超排、偷排現(xiàn)象泛濫

企業(yè)違法偷排污水的現(xiàn)象已是見怪不怪，再加上相關(guān)部門監(jiān)管不力等因素，造成了大量污染物在短時間內(nèi)聚集的情況，從而導(dǎo)致了污染物嚴(yán)重超標(biāo)、生化處理工藝潰敗等一系列問題的滋生。

2 電化學(xué)技術(shù)在廢水處理上的研究進展

電化學(xué)技術(shù)是一種新型的環(huán)境友好技術(shù)，受到大眾的普遍關(guān)注，該技術(shù)的優(yōu)點也是顯而易見：①無二次污染；②即開即停；③電子轉(zhuǎn)移，無需外加藥劑；④受外界環(huán)境影響??；⑤組合靈活；⑥氣浮、絮凝、消毒作用；⑦設(shè)備輕巧，操作簡便。

電化學(xué)方法處理廢水的首次提出是在上世紀(jì)40年代，但由于經(jīng)濟條件落后、電力資源緊張等因素，該項技術(shù)一直難以取得突破性發(fā)展。隨著電極材料的不斷成熟，該技術(shù)在70年代后得到了較快的發(fā)展。近年來，許多研究人員從性能穩(wěn)定的電極材料入手，研究了各類有機污染的氧化效率，探索了不同有機物在降解時的機制，考察了與其他處理技術(shù)聯(lián)用的機制，并運用于實際，使得廢水處理技術(shù)取得了較大的突破。

近年來，國內(nèi)的不少學(xué)者也對電化學(xué)方法處理實際廢水進行了廣泛的研究。王鵬等曾采用電化學(xué)氧化與上流式厭氧污泥床相結(jié)合處理垃圾滲濾液，并得出最好的實驗條件，即pH=9，氯離子濃度2000mg/L，電流密度32.3mA/cm2，電解6h后，氨氮和COD的去除率可分別達到100%和87%。楊慧敏等采用電化學(xué)氧化法處理微污染河水，在最佳工藝條件下，氨氮和總氮去除率分別可達74.2%和63.8%。歐陽超等選用Ti/Ti-Ru02-Ir02電極，在85mA/cm2電流密度，8g/L氯離子濃度的情況下對養(yǎng)豬廢水進行處理，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，氨氮先于COD得到去除，反應(yīng)3h內(nèi)去除率可到98.22%。

3 電化學(xué)法在廢水處理中的應(yīng)用

3.1 采用電化學(xué)法處理冶金行業(yè)中含鉻廢水

鉻以Cr（VI）和Cr（III）的形式存在于工業(yè)廢水中，具有較強的毒性，是冶金行業(yè)中常見的重金屬污染因子。尤其是Cr（VI），毒性為Cr（III）的100倍，可致畸、致癌，對環(huán)境有持久危害性。含鉻廢水主要來源于金屬礦山、有色冶金、制革等行業(yè)。

對某廠酸洗和電鍍車間產(chǎn)生的最高P [Cr（VD）]為60mg/L的含鉻廢水進行了模擬試驗采用投加氯化鈉（0.5 g/L）的方式增大污水的電導(dǎo)率，1h取5次樣品進行分析，結(jié)果顯示：電解槽的電壓基本不變，電流逐漸減小；pH值從3.5上升到了7.5，Cr含量從45 mg/L降至0.3mg/L，滿足廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，處理效果明顯。利用鐵屑內(nèi)電解法處理Cr（VI），極板鈍化、銹蝕、損耗等問題均有所減輕，分析和優(yōu)化停留時間、進水pH值、鐵碳比和鐵屑粒徑等污染物去除效率的主要影響因素，并用鐵屑內(nèi)電解+斜管沉淀池+微孔過濾機這一工藝流程配合優(yōu)選方案對某廠電鍍車間含鉻廢水進行處理，取得明顯效果，對Cr（VI）的去除率達到99.6%，優(yōu)于國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8978-1996）一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.2 采用電化學(xué)法處理海上平臺生活污水

海上石油開采產(chǎn)生的環(huán)境問題一直備受關(guān)注，電解法具有裝置體積小、處理效果穩(wěn)定、維護操作簡單、水力停留時間短、維護費用低等優(yōu)勢，可以同時處理黑水和灰水（生物難降解），也可以隨時停開機，在海上平臺的特殊環(huán)境下也具有良好的適應(yīng)性。使用電化學(xué)法處理污水，鐵板作為陽極，將生活污水與海水按1：1進行混合，提高其電導(dǎo)率，保留1h，即可將COD值在1300mg/L左右的污水處理成符合GB4914-2008要求的300mg/L以下的水質(zhì)，外排水COD檢測結(jié)果顯示COD處理效率可達88.46%。

4 結(jié)語

目前，電化學(xué)法已經(jīng)應(yīng)用于冶金行業(yè)工業(yè)廢水和生活污水的處理工藝之中，但由于廢水水質(zhì)和目標(biāo)污染物屬性差異較大，反應(yīng)器無法進行模式化和標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計。電化學(xué)方法存在著能源消耗量大、成本高等問題，因此新能源和新型高效陽極材料的研發(fā)亟待開展。未來將進一步推進電化學(xué)法的實用性和經(jīng)濟性，使其更廣泛地應(yīng)用于廢水處理中。

參考文獻：

[1]高盼.城市污水再生回用基礎(chǔ)設(shè)施優(yōu)化研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2016.

作者簡介：

王雙（1989- ），女，畢業(yè)于齊齊哈爾大學(xué)化學(xué)工程與工藝專業(yè)，現(xiàn)就職于大慶油田水務(wù)研究設(shè)計院，主要從事水質(zhì)檢測、油田污水處理、一些常用油田化學(xué)劑的復(fù)配及應(yīng)用等工作。