城市建設的不斷加快和經(jīng)濟的快速發(fā)展,造成了極其嚴重的水污染問(wèn)題,致使可持續發(fā)展的進(jìn)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(wèn)題
工業(yè)在推動(dòng)地區經(jīng)濟發(fā)展的同時(shí)亦成為了污染環(huán)境的主要因素,污水問(wèn)題更是工業(yè)污染問(wèn)題的重中之重。工業(yè)污水比普通的生活污水復雜得多,污染物的組成成分和特征不同,所呈現的問(wèn)題也不同。污水污染物存在著(zhù)含量較大、有毒性、復合型、壓縮型等特點(diǎn),其特殊性質(zhì)也導致了處理工藝的高難度性和復雜性。
2、電化學(xué)技術(shù)在廢水處理上的研究進(jìn)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(diǎn)也是顯而易見(jiàn):
、贌o(wú)二次污染;
、诩撮_(kāi)即停;
、垭娮愚D移,無(wú)需外加藥劑;
、苁芡饨绛h(huán)境影響小;
、萁M合靈活;
、逇飧、絮凝、消毒作用;
、咴O備輕巧,操作簡(jiǎn)便。
電化學(xué)方法處理廢水的首次提出是在上世紀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(zhù)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(lái),許多研究人員從性能穩定的電極材料入手,研究了各類(lèi)有機污染的氧化效率,探索了不同有機物在降解時(shí)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(shí)際,使得廢水處理技術(shù)取得了較大的突破。
近年來(lái),國內的不少學(xué)者也對電化學(xué)方法處理實(shí)際廢水進(jìn)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合處理垃圾滲濾液,并得出最好的實(shí)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(yáng)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豬廢水進(jìn)行處理,結果發(fā)現,氨氮先于COD得到去除,反應3h內去除率可到98.22%。
3、電化學(xué)法在廢水處理中的應用
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(jiàn)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(lái)源于金屬礦山、有色冶金、制革等行業(yè)。
對某廠(chǎng)酸洗和電鍍車(chē)間產(chǎn)生的最高P[Cr(VD)]為60mg/L的含鉻廢水進(jìn)行了模擬試驗采用投加氯化鈉(0.5g/L)的方式增大污水的電導率,1h取5次樣品進(jìn)行分析,結果顯示: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45mg/L降至0.3mg/L,滿(mǎn)足廢水排放標準,處理效果明顯。利用鐵屑內電解法處理Cr(VI),極板鈍化、銹蝕、損耗等問(wèn)題均有所減輕,分析和優(yōu)化停留時(shí)間、進(jìn)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,并用鐵屑內電解+斜管沉淀池+微孔過(guò)濾機這一工藝流程配合優(yōu)選方案對某廠(chǎng)電鍍車(chē)間含鉻廢水進(jìn)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《污水綜合排放標準》(GB8978-1996)一級排放標準。
3.2 采用電化學(xué)法處理海上平臺生活污水
海上石油開(kāi)采產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題一直備受關(guān)注,電解法具有裝置體積小、處理效果穩定、維護操作簡(jiǎn)單、水力停留時(shí)間短、維護費用低等優(yōu)勢,可以同時(shí)處理黑水和灰水(生物難降解),也可以隨時(shí)停開(kāi)機,在海上平臺的特殊環(huán)境下也具有良好的適應性。使用電化學(xué)法處理污水,鐵板作為陽(yáng)極,將生活污水與海水按1:1進(jìn)行混合,提高其電導率,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檢測結果顯示COD處理效率可達88.46%。
4、結語(yǔ)
目前,電化學(xué)法已經(jīng)應用于冶金行業(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)和目標污染物屬性差異較大,反應器無(wú)法進(jìn)行模式化和標準化設計。電化學(xué)方法存在著(zhù)能源消耗量大、成本高等問(wèn)題,因此新能源和新型高效陽(yáng)極材料的研發(fā)亟待開(kāi)展。未來(lái)將進(jìn)一步推進(jìn)電化學(xué)法的實(shí)用性和經(jīng)濟性,使其更廣泛地應用于廢水處理中。(來(lái)源:大慶油田水務(wù)研究設計院)