工业废水处理微电解技术

在我国经济快速发展的过程中，工业废水排放量也与日俱增，超过了重污染水量的70%，为环境带来了极大的破坏。工业废水成分非常复杂，可生化性差，含有大量的COD、盐分及有毒物，不同工业废水中污染物存在形态有很大差异。针对工业废水中含有氨氮、总磷、总氮、苯胺和重金属等物质，通过利用微电解技术达到有效果处理，满足污水排放标准。

1、铁碳微电解原理

铁碳微电解也叫做内电解和零价铁法，由铁屑与活性炭、焦炭等惰性碳形成原电池，并包括氧化还原、电富集、物理吸附及絮凝沉降等作用。铁碳微电解除了能够有效将工业废水中部分难降解物质去除以外，还能够让部分有机物形态与结构发生变化，有着工艺简单与操作方便等优点。微电解技术运用金属腐蚀的原理，通过形成原电池来处理工业废水，其在不通电的条件下，利用废水中填充的微电解材料形成的高低电位差，实现对废水的电解处理，从而让有机污染物得到降解。这里面铁为阳极、碳为阴极，以下为具体电极反应：

阳极：Fe-2e→Fe2+E0(Fe2+/Fe)=0.44(V)

阴极：4H++4e→2→2H2

E0(H+/H2)=0.00(V)

处于中性与偏酸性条件下，微电解剂本身与其形成的新生态、Fe2+等，与工业废水内各组分产生氧化还原反应。如可以将有色废水内有色物质的发色和助色基团破坏，并断链，能够脱色，让CODcr减少，实现可生化性提升，并氧化金属离子，让毒性得到控制。活性炭可以成为原电池阴极进行电极反应，也具备还原吸附的功能，因为电池电极周围会产生电场效应，在电场作用下溶液内带电粒子会定向移动，在电极上附积，让水中污染物得到去除。

2、微电解技术在工业废水处理中的应用分析

2.1 印染废水处理

纺织行业生产中会形成大量废水，由染料、中间体生产行业中的各种产品、结晶母液和生产期间流失的物料构成，具备成分复杂、PH变化范围大和COD及固体悬浮物浓度高等特点。

在印染废水中应用微电解处理技术时，通过二价和三价铁离子水解形成铬离子混凝废水中的还原性物质，并沉淀与还原硫化染料。活性炭具备较强吸附能力，可以对废水内溶解的污染物进行吸附，且阴极形成氢离子、氧离子可以对废水酸碱度进行调节，并与废水内一些组分形成氧化还原反应，不仅去除了水色度，还让废水可生化性得到提升。

2.2 化工废水处理

化工废水在COD、色度和盐度等方面都较高，含有大量的难以降解的化合物，且毒性也很大。化工废水内包括硝基苯类、酚类和氯代苯类化合物，这要求我们用到多种处理方法，如沉淀、气浮、吸附、过滤和混凝、氧化等，尤其是要注重对微电解技术的应用，让化工废水得到高标准、高质量的处理。

2.3 重金属离子废水的处理

弱碱性条件下应用微电解技术，微碳粒和铁屑表面有较高活性，可以对废水内多种金属离子进行吸附和去除。同时铁离子非常活跃，可以把金属活动顺序表内排在铁后面的金属置换，以沉淀形式处于铁金属表面，此时其他具备较强氧化性的化合物、离子等也将被二价、三价铁离子还原成毒性小的状态。接下来铁离子和重金属离子络合产物的反应，将产生沉淀。

3、微电解技术处理工业废水中的铬离子实验

3.1 材料与装置

应用铁碳微电解技术处理工业废水中的铬离子，主要用到铁屑、惰性碳和少量的酸等原材料，这种方法不仅材料非常简单，且成本也不高。如图1所示，为铁碳微电解技术处理工业废水中的铬离子过程，实验中不用设置其他特殊装置，但会用到过滤网和废水收集池等。

3.2 工业废水的水质分析

要重点关注含铬工业废水的水质情况，必须在掌握含铬工业废水水质的条件下，才能有效应用铁碳微电解技术进行处理，这样才能将工业废水的污染性确定下来，清楚其中各污染物含量状况。通常来说在电镀期间会让废水中铬含量增加，第一，主要在清洗期间出现废水，电镀的时候为避免对下一种溶液带来污染，或者是制成品中出现很难清除的杂质，此时需要进行清洗。第二，电镀的过程中通过对溶液的更换会形成废水，废水中除了铬离子还有其他金属离子。若是废水在未经处理的前提下直接向农田排放，不仅会影响农作物的正常生长，还会为鱼类造成巨大危害，并导致牲畜与乳制品质量降低，甚至威胁着人们的身体健康，这要求在工业废水处理中，必须在铬含量达标的情况下方可排放。

3.3 各金属离子含量的测定

由含铬工业废水水质状况可知，其中也包括很多其他金属离子杂质，因此还不需要测定废水中各金属离子的含量。微电解中重金属离子被氧化还原反应和胶体絮状物、吸附及铁氧体络合沉淀作用去除，由实验能够得出，当PH值与水环境条件较好时，应用铁碳微电解技术能够综合处理含铬、镍等重金属的工业废水，并让最终处理结果满足相关标准规定。同时应用微电解技术，还能够处理一定浓度内含有二价铜离子、锌离子、镍离子和铬离子的混合溶液，并结合各金属实际性质来测定其含量。

3.4 结果与讨论

将100kg含有六价铬离子浓度为100mg/L的工业废水排放至废水池内，通过上述装置与实验过程来处理，在处理后对工业废水中六价铬离子浓度进行测量，满足0.2mg/L标准后进行排放。用铁碳微电解技术处理含铬的工业废水后，再结合实验情况对实验结果作出讨论与分析。

（1）铁碳微电解技术处理Cr(V1)的情况。通过铁碳微电解技术处理含铬工业废水，在六价铬离子的处理上可以获得较好的效果，当工业废水内铬离子浓度为100mg/L，实验后铬离子浓度降低至0.2mg/L，通过这种处理方法达到了排放标准。在整个实验的过程中，对铬离子进行处理时不会造成二次污染，处理后有害物质以沉淀形式被过滤。

（2）铁碳微电解技术处理其他金属离子的情况。在工业废水处理中应用微电解技术，还能够有效处理其中的锌离子、镍离子和铜离子等重金属离子，上述重金属离子化学性质较为懒惰，极易形成沉淀被过滤清除。当工业废水内锌离子含量是2.9mg/L、铅离子含量是1.5mg/L时，且温度在35-45℃范围内，那么利用微电解技术在锌、铅等去除率上超过了99%，可见其对工业废水中其他金属离子也有较好的去除效果。

（3）进出水中总铁量的变化情况。进出水中总铁量通常有着很大的变化，要想将进水中的各金属离子去除，溶液铁离子的含量较多，但是进出水中铁离子都与容易内其他物质出现了反应，并以沉淀形式析出，导致出水内铁离子含量较低。

4、结语

总之，工业废水的污染性和毒性较大，这要求我们不断提升处理的标准，确保符合污水排放的规定。而微电解技术作为一种处理工业废水中氨氮、重金属等的先进方法，只有科学合理应用到实际中，才能保证废水处理质量得到提升。今后我们还要继续深入研究污水治理技术，不断提升微电解技术水平，能够与污水处理技术实现优势互补，确保在提升污水处理治理的基础上，能够让微电解技术在更大范围内应用。（来源：浙江劲光实业股份有限公司）