【正文】 微電解污水處理工藝與臭氧污水處理工藝結(jié)合微電解污水處理工藝與臭氧污水處理工藝結(jié)合淺析 2010年11月12日　　微電解污水處理工藝與臭氧污水處理工藝結(jié)合淺析 　　孫炳有 2010119 微電解污水處理工藝與臭氧污水處理工藝結(jié)合淺析 　　多元工業(yè)水 孫炳有 　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)環(huán)保意識(shí)的日益增強(qiáng)，我國(guó)的環(huán)境污染治理力度和治理標(biāo)準(zhǔn)也進(jìn)一步和發(fā)達(dá)國(guó)家接軌，許多高污染項(xiàng)目已停止審批，一些高污染化工企業(yè)由于環(huán)境污染也被政府關(guān)閉,還有一些高濃度污染企業(yè)急需環(huán)保處理新工藝，以保證污水處理達(dá)標(biāo)排放。 　　基于我公司現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)力和產(chǎn)品研發(fā)方向，為了能使工藝流程更加完善，取長(zhǎng)補(bǔ)短，現(xiàn)介紹微電解污水處理工藝與臭氧污水處理工藝的結(jié)合帶來(lái)的工藝結(jié)合改善。 　　技術(shù)概述： 　　微電解技術(shù)是目前處理高濃度有機(jī)廢水的一種理想工藝，又稱內(nèi)電解法。它是在不通電的情況下,，以達(dá)到降解有機(jī)污染物的目的。當(dāng)系統(tǒng)通水后，設(shè)備內(nèi)會(huì)形成無(wú)數(shù)的微電池系統(tǒng),在其作用空間構(gòu)成一個(gè)電場(chǎng)。在處理過(guò)程中產(chǎn)生的新生態(tài)[H] 、Fe2 + 等能與廢水中的許多組分發(fā)生氧化還原反應(yīng)，比如能破壞有色廢水中的有色物質(zhì)的發(fā)色基團(tuán)或助色基團(tuán)，甚至斷鏈，達(dá)到降解脫色的作用；生成的Fe2 + 進(jìn)一步氧化成Fe3 +，它們的水合物具有較強(qiáng)的吸附 絮凝活性，特別是在加堿調(diào)pH 值后生成氫氧化亞鐵和氫氧化鐵膠體絮凝劑，它們的吸附能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于一般藥劑水解得到的氫氧化鐵膠體，能大量吸附水中分散的微小顆粒，金屬粒子及有機(jī)大分子。其工作原理基于電化學(xué)、氧化 還原、物理吸附以及絮凝沉淀的共同作用對(duì)廢水進(jìn)行處理。該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低廉、操作維護(hù)方便，不需消耗電力資源等優(yōu)點(diǎn)。該工藝用于難降解高濃度廢水的處理可大幅度地降低COD和色度，提高廢水的可生化性，同時(shí)可對(duì)氨氮的脫除具有很好的效果。 　　微電解定義 　　微電解是指低壓直流狀態(tài)下的電解，可以有效除去水中的鈣、鎂離子從而降低水的硬度，同時(shí)電解產(chǎn)生可滅菌消毒的活性氫氧自由基和活性氯，且電極表面的吸附作用也能殺死細(xì)菌。 　　微電解技術(shù)原理 　　鐵碳微電解是當(dāng)將鐵屑和碳顆粒浸沒(méi)在酸性廢水中時(shí)，由于鐵和碳之間的電極電位差，廢水中會(huì)形成無(wú)數(shù)個(gè)微原電池。這些細(xì)微電池是以電位低的鐵成為陰極,電位高的碳做陽(yáng)極,在含有酸性電解質(zhì)的水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)的。反應(yīng)的結(jié)果是鐵受到腐蝕變成二價(jià)的鐵離子進(jìn)入溶液。對(duì)內(nèi)電解反應(yīng)器的出水調(diào)節(jié)PH值到9左右，由于鐵離子有混凝作用,它與污染物中帶微弱負(fù)電荷的微粒異性相吸,形成比較穩(wěn)定的絮凝物(也叫鐵泥)而去除，為了增加電位差，促進(jìn)鐵離子的釋放,在鐵碳床中加入一定比例銅粉或鉛粉。經(jīng)微電解后，BOD/COD升高了，那是因?yàn)橐恍╇y降解的大分子被碳粒所吸附或經(jīng)鐵離子的絮凝而減少。不少人以為微電解可有分解大分子能力,可使難生化降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易生化的物質(zhì)，并搬出理論依據(jù)是“微電解反應(yīng)中產(chǎn)生的新生態(tài)［H］可使部分有機(jī)物斷鏈，有機(jī)官能團(tuán)發(fā)生變化”。但用甲基澄和酚做試驗(yàn)并沒(méi)有證實(shí)微電解有分解破化大分子結(jié)構(gòu)能力。 　　如果要讓鐵碳床有分解有機(jī)大分子能力,一般需要加入過(guò)氧化氫,酸性廢水與鐵反應(yīng)生成亞鐵離子,亞鐵離子與過(guò)氧化氫形成Fenton試劑，生成羥基自由基具有極強(qiáng)的氧化性能，將大部分的難降解的大分子有機(jī)物降解形成小分子有機(jī)物等。同樣，反應(yīng)要在酸性的條件下才能進(jìn)行。其中電位低的鐵成為陽(yáng)極，電位高的碳成為陰極，在酸性充氧條件下發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，其反應(yīng)過(guò)程如下： 　　陽(yáng)極(Fe): Fe 2e→ Fe2+, E0(Fe2+/Fe)= 　　陰極(C) : 2H++2e→ 2[H]→H2, E0(H+/H2)= 　　反應(yīng)中，產(chǎn)生的了初生態(tài)的Fe2+和原子H，它們具有高化學(xué)活性,能改變廢水中許多有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和特性,使有機(jī)物發(fā)生斷鏈、開(kāi)環(huán)等作用。 　　若有曝氣，即充氧和防止鐵屑板結(jié)。還會(huì)發(fā)生下面的反應(yīng)： 　　O2+ 4H+ +4e→2H2O； E0(O2)= 　　O2+ 2H2O+ 4e→4OH－；E0(O2/OH)= 　　2Fe2+ +O2+4H+→2H2O+ Fe3+。 　　反應(yīng)中生成的OH－是出水pH值升高的原因，而由Fe2+氧化生成的Fe3+逐漸水解生成聚合度大的Fe(OH)3膠體絮凝劑,可以有效地吸附、凝聚水中的污染物,從而增強(qiáng)對(duì)廢水的凈化效果。 　　上述反應(yīng)在酸性和充氧的情況下腐蝕最甚，并具有如下被證實(shí)了的功能：由于有機(jī)物參預(yù)陰極的還原反應(yīng)，使官能團(tuán)發(fā)生了變化改變了原有機(jī)物性質(zhì)，降低了色度，改善了 B/C值；一些無(wú)機(jī)物也參預(yù)反應(yīng)生成沉淀得以去除，如：Fe2++S2→FeS↓。 廢水的膠體粒子和微小分散的污染物受電場(chǎng)作用，產(chǎn)生電泳現(xiàn)象，向相反電荷的電極移動(dòng)，并聚集在電極上使水澄清；陽(yáng)極生成的新生態(tài)Fe2+經(jīng)石灰中和生成的Fe(OH)3，有極強(qiáng)的吸附能力，使水得以澄清；陰極生成的氫氣，具有氣浮效應(yīng)。 　　技術(shù)難題 　　根據(jù)工程試驗(yàn)，鐵碳床微電解剛開(kāi)始的效果很理想,特別是處理酸性的有機(jī)廢水，但運(yùn)行兩個(gè)月后，效果急劇下降。一方面，鐵泥堵塞，另一方面炭也吸附飽和。反沖洗可減緩鐵泥堵塞，但解決不了效果下降問(wèn)題,往往需要更換填料,而在在實(shí)際工程中更換填料工作量很大。 　　另外，微電解大都是采用固定式的鐵碳床工藝，而鐵碳床的板結(jié)是一個(gè)非常令人頭痛的問(wèn)題。有人稱他們的微電解技術(shù)可解決板結(jié)問(wèn)題，只要用固定床，板結(jié)遲早會(huì)發(fā)生，爆氣也沒(méi)多大用。 　　要解決板結(jié)必須打破固定床，避免鐵泥堵塞。但問(wèn)題是一旦打破固定床，鐵碳兩種顆粒物接觸減弱，鐵氧化失去的電子難以流向碳，致使H離子在鐵顆粒得電子，產(chǎn)生的H2包著鐵顆粒，使其難于繼續(xù)氧化溶解。沒(méi)有鐵的溶解，用微電解預(yù)處理廢水成為空話。 　　現(xiàn)在不少環(huán)保設(shè)計(jì)單位開(kāi)始試用流化床（fluidized bed system)代替固定床（fixedbed system）的微電解，但流化床鐵和炭難以緊密接觸，微電池回路差，反應(yīng)速度慢。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明固定床效果要明顯好于流化床,固定床雖然采用曝氣可以提高鐵炭微電解的處理效果，并且可以在一定程度上解決鐵床板結(jié)，但實(shí)際長(zhǎng)期運(yùn)行鐵床還是容易局部板結(jié)，處理效果明顯下降。因此，如果能解決流化床中鐵失去的電子流向的問(wèn)題，就不必用固定床，板結(jié)問(wèn)題也就不會(huì)存在，鐵屑補(bǔ)充也方便。 　　技術(shù)難題解決方案 　　1動(dòng)態(tài)鐵炭