微电解技术在工业废水处理中的应用进展

关于微电解国内外研究现状及发展动态分析

微电解( micro-electrolysis) 技术, 又称为铁炭法、铁屑法、内电解、铁还原等技术,是被广泛研究与应用的一种废水处理方法。它主要是基于金属腐蚀溶解的电化学原理，依靠在废水中形成微电池的电极反应而使废水净化。该工艺以废铁屑为原料,无需消耗电力资源,

具有“以废治废”的意义。其电解材料一般采用铸铁屑与惰性碳(如石墨、焦炭、活性炭、煤)等，也有也有采用铝-炭、铁-铜等其他组合来加强处理效果。苏联学者于20世纪70 年代初首次将其应用于处理印染废水，由于此法具有适用范围广、处理效果好、使用寿命长、成本低廉及操作维护方便等诸多优点，是真正的环境友好型技术。随后在世界范围内引起了广泛的关注。该法于20 世纪80 年代引入我国，目前已成功地应用于染料、印染、重金属、化工、制药、油分等废水的预处理，在当时是水处理领域里的非常热门的课题。随着我国经济的高速发展，工业废水的排放量日益增加，工业废水的特点是水质和水量因生产工艺和生产方式的不同而差别很大，成分复杂，可生化性差，COD、盐分和有毒物含量高，污染物的

存在形态在不同的废水中各不相同等。为了满足国家排放标准，减少环境污染，研究者们又在铁碳微电解的基础上进行研究改进，随后出现了多元微电解体系以及微电解结合废水处理的其他技术方法，联合应用于各类废水的治理中。目前，研究较多的有混凝沉淀联合微电解法、Fenton联合微电解法、生物降解联合微电解法等。

一、微电解分类

微电解反应体系按投加填料种类的不同可分为一元、二元及三元（或以上）等体系。其中，铁屑还原法是常用的一元微电解体系，又称为零价铁法（Fe0）。铁屑主要由纯铁（Fe）和碳化铁（Fe3C）组成，其中Fe3C 以极细小的颗粒分散在铁屑内，由于两者间存在明显的氧化还原电位差，可形成无数个微观电池，利用其产生的电池效应实现对工业废水的处理。Yang Mu 等研究发现，铁屑通过电化学附集、氧化还原等作用把硝基苯转化为苯胺、偶氮苯及氧化偶氮苯等易生物降解物质；Chuanbao Wang 等通过大量实验室研究和现场测试发现，纳米级铁粉可将各种卤代有机物还原为简单无害的碳氢化合物。

微电解技术是处理高浓度有机废水的一种理想的工艺，同时又被称为内电解法。在不同点的情况之下，利用填充在废水中的微电解材料自身生产的一点二伏的电位差对废水进行点解处理，从而达到降解有机污染物的目的，当系统桶水之后设备中会形成无数的微电池系统，在作用空间中构成一个电场。

微电解的工作原理基于电化学，氧化还原，物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用对于废水进行处理。该方法适用范围广、处理的效果好、成本低廉、操作维护方便、不需要消耗电力资源等优点。本工艺用于难降解高浓度废水的处理可以大幅度的降低cod和色度，提高废水的可生化性，同时可以对氨氮的脱除具有很好的效果。传统上的微电解工艺所采用的微电解材料一般为铁屑和木炭，使用之前要加酸碱活化，使用的过程中很容易钝化板结，同时又因为铁与碳是物理接触，所以他们之间很容易形成隔离层使微电解不能继续进行而失去作用，这就导致了频繁的更换为电解材料，不但工作量大，成本高同时还影响了废水的处理效果和效率。

二、铁碳微电解原理铁炭填料反应原理（即铁炭填料处理高难度工业有机废水原理）:

(1)电子流动：利用铁元素和碳元素之间的电位差，铁元素与碳元素之间存在一个自然地的电位差。当铁碳填料浸泡在废水溶液中的时候，废水溶液充当导电溶液，废微电解填料价格多少水中的污染物质充当电解质。在铁碳之间自然电位差形成的微弱电场之下，铁会释放出电子，电子在电场的作用之下由阳极向阴极移动。电子在移动的过程中会有穿过污染物质的概率，特别是长链物质或者是含有苯环的物质被电子穿过的概率更高。长链物质或者是含有苯环物质的碳链是通过成对电子相互连接的，当溶液中的单个电子穿插的时候，单个电子就会被碳链中的成对电子吸引住，从而微电解填料价格多少形成3电子结构，而这种3电子结构是一种非常不稳定的结构，存在一定的时间之后这种3电子结构就会自动爆炸，从而长链物质被分成2段。电子继续穿插，锻炼之后的碳链又会被分割，这样碳链就会越来越短。这样难降解物质就会转化为容易降解的物质。同时能够降低COD。

微电解法在重金属工业废水处理中的研究

摘要：随着社会的进步与发展，我国水处理技术也得到了新的突破，微电解法就是近年来应用较为广泛的污水处理技术。本文在介绍微电解法的技术原理基础上，详细总结了微电解法在污水处理中的应用现状，并对该法存在的问题及发展趋势谈谈自己的一些看法。

关键词：污水处理；微电解法；原理；去除率；存在的问题

众所周知，水是生命的源泉，没有水人类就无法生存和发展。近年来，工业的发展使得水不可避免的受到污染。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；另一方面加强技术研究。微电解法是近年来发展起来的污水处理技术，具有工艺简单、处理效果好、成本低廉及不会产生二次污染等特点受到越来越多的研究人员的青睐，现已广泛应用于印染、化工、电镀等领域的污水处理，取得了很好的效果。

1微电解法的技术原理

微电解法处理废水过程中涉及的作用机理因废水的性质不同亦不同。一般可概括为以下几个方面：

（1）氧化还原作用：铁碳微电解是基于电化学中的电池反应，当将铁和碳浸入电解质溶液中时，阳极反应产生的新生态二价铁离子具有较强的还原能力，可使某些有机物的发色基团—NO2、—NO还原成—NH2,胺基类有机物的可生化性明显高于硝基类有机物；同样其也可使某些不饱和发色基团(如羧基—COOH、偶氮基-N＝N-)的双键打开，破坏发色基团而除去色度，将部分难降解环状和长链有机物分解成易生物降解的小分子有机物而提高可生化性；阴极反应产生大量新生态的[H]和[O]，在偏酸性的条件下，这些活性成分均能与废水中的许多组分发生氧化还原反应，使有机大分子发生断链降解，从而消除了有机废水的色度，提高了废水的可生化性。

（2）铁离子的絮凝沉淀作用：微电解反应体系中产生大量二价和三价铁离子，特别是二价铁离子具有更高的吸附-絮凝活性，在有氧或碱性条件下可形成氢氧化物，Fe(OH)3水解产生的Fe(OH)2+、Fe(OH)2+等络合离子，吸附废水中的悬浮或胶体状态的小颗粒及有机高分子，可进一步降低废水的色度，同时去除部分有机污染物质，使废水得到净化。

微电解反应处理化工废水的研究

微电解反应处理化工废水的研究

1.绪论

1.1 背景

目前，我国水污染来源主要有城市污水与工业污水两大类，其中工业污水占70%以上。农药﹑印染等行业是化工中的污染大户，也是治理难度最大﹑投资最多的行业，其废水排放量约占全国工业废水排放总量的20%。由于其产品种类多，生产历程长，反应步骤多，原材料﹑合成工艺﹑产品化学结构之间差异较大，其生产过程中排放出的废水含有机物浓度高﹑毒性大﹑污染物成分极为复杂。目前，化工行业用于治理污染的投资每年在100亿元以上，大部分大﹑中型企业都建成了一批处理三废的净化装置，每年可处理废水58亿吨，为排放量的72%，综合利用率可达到68%。近年来，新型高效的治理技术在化工废水治理中得到开发和广泛应用。铁炭微电解工艺是一种具有独特优点的废水处理技术，目前在实践应用中已取得较好成果。

对于难降解的有机化工污水的处理，是环保高新产业技术中的一部分。污水处理的本质是采用各种技术手段将污水中的污染物质分离出来，或将其转化为无害的物质，使污水得到净化。在有机化工污水中，存在着各种有机物和无机物。难降解有机物是指在一般生化处理过程中不能分解且对生化反应有抑制或毒害作用的有机物，如有机农药、多氯联苯等。国内外处理难降解的有机物通常有两类方法，一类是采用吹脱、吸附、膜分离、氧化、焚烧、电化学处理等物理化学法；另一类是立足于生化法，通过预处理或生物处理的一些强化手段，提高生物对难降解有机物的分解能力。近年来，国内外的环保科研人员正在深入的研究铁碳微电解水处理技术，作为难降解有机物的预处理工艺，它对提高后续生化处理的能力意义重大。

1.2 废水的来源

废水来源分为生活污水与生产废水两大类。工业废水由于生产过程、原料、产品的不同，具有不同的性质和成分，一种废水往往含有多种成分。 微电解反应处理化工废水的研究

根据污浊程度的不同，废水分为净废水和浊废水两大类。前者是人们生活过程中排出的废水（主要包括废便水、浴洗水和冲洗水）；后者是工业生产中排出的废水。此外，由城镇排出的废水，叫做城市废水，其中既包括生活污水也包括工业废水。根据污染物类别的不同，废水可分为有机废水和无机废水两种。前者主要含有有机污染物，相当一部分具有生物降解性；后者主要含无机污染物，无生物降解性。根据毒物的种类不同，还可把废水分为含酚废水、含汞废水等。应当指出，"含汞废水"仅表明其中主要毒物是汞，并不意味着其中汞的含量最多，或者汞是唯一的污染物。此外，还可根据产生废水的工业部门或生产工艺来命名。例如，焦化厂废水和食品厂废水，电镀废水和冷却废水。