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摘要：工业废水中的重金属一直是人们关注的重点。因此，如何有效降解废水中的金属离子，实行工业企业节能环保至关重要。因此，通过微电解技术对废水进行降解处理、节约工业废水的处理成本，是节能减排的一项重要工作。本文通过对微电解关键的技术在工业废水中应用，进行详细的阐述，从而使人们重视工业废水的处理。
关键词：微电解关键技术；工业废水；应用
近年来，政府大力推行节能减排，绿色环保的政策，工业作为环境污染较为严重的重点改造行业，其工业废水是节能减排项目中关注度较高的。现在一般的工业企业会使用微电解法进行对废水的处理。微电解技术是通过原电池原理的化学反应来处理复杂废水成分的方法，又称为铁碳内电解技术，零价铁法、铁还原法等等。即在铁碳微电极反应作用和铁离子絮凝作用以及氢离子氧化还原作用下，实现有机物的断链、降解、脱色，从而改变废水水质，减轻后续处理的负担。微电解技术在印染、制药、电镀焦化等行业运用广泛，具有以废制废、费用成本小、普适性强、效果稳定等优点。因此，此种技术在工业企业中普遍应用。
一、微电解技术的工作原理
微电解技术根据金属材料容易被腐蚀的现象做理论依据，将电极不同的金属材料和非金属材料放在一起，使电极电位和金属材料在形成一个类似电池的工作形态。这个过程中涉及两个化学阶段，第一，将一部分物质进行氧化使其进行转化或者发生还原反应。第二，对废水中大分子络合物进行凝结沉淀，从而进行过滤。
二、对不同的废水处理使用不同的微电解方法
（一）、有色金属过高的废水处理
有色金属对水质的污染造成的危害巨大。因此是废水处理中的重点。这类废水通常难以溶解和消除，对土地、水质及周围环境有毒害性。不进行处理严重威胁人的生命健康。有色金属的废水的微电解主要经过三个流程[1]：首先，使用活性炭将废水中可溶解物进行有效的吸引和凝结；其次，阴电极产生氧气和氢气调节废水中PH，破坏废水中发色物质形成，实行脱色处理；再次，组合各种铁元素，凝结废水中有色物质和大分子物质，使其沉淀，增强废水中微生物溶解有机物的程度。
（二）、化工废水处理
化工废水中富含化合物，在微电解过程中可以收集到有用的化学元素，因此是我国目前致力研究的课题之一。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆化工废水中主要以苯类化学合成物居多，一般先使用物理方法进行过滤、吸收、沉淀，在使用化学微电解方法进行混合、凝结、氧化还原处理。通过碳铁层滤除、活性炭吸附、氢气和氧气氧化还原能有效净化化工废水。
（三）、电镀废水处理
电镀废水能够引发人体畸形癌变，其废水中主要以铬、镍、铜、锌等重金属[2]为主。因此，常使用微电解法对电镀废水进行氧化还原、凝结沉淀和吸收脱离将沉淀的重金属进行有效的分离。首先，要根据金属的活动顺序和铁元素的化学作用，对铁之后的金属物质进行置换反应，使金属离子能在贴表面进行沉淀；其次，二铁离子络合物可富集重金属离子，从而产生金属物质沉淀。
三、铁碳微电解的改革及应用
通过对不同成分的工业废水的处理过程不难看出，铁离子和其他的物质能够与废水重金属离子反应，富集非金属离子，反应的效率越高，反应越完全，则处理效果越好。因此，提高铁元素在废水中的工作效率是工业废水的处理关键。我国在以铁离子为基础的工作原理上对微电解法进行了不同技术的优化，从而使微电解法应用在更多的领域。
（一）、改性微电解法
在铁元素电解体系中加入其他金属（铝、铜、锌、钴、镍、锰）进行改性，从而增加对池反应的催化作用，从而实现提高效果的目的。
例如，在电镀废水中加入球状催化剂填料[3]，有效增加重金属的回收效率。在稳定运行4个月之后，使铬密度达到0.03mg/L，二价锌离子达到0.12mg/L，二价铜离子达到0.67mg/L。在酸性废水中，将羧甲基纤维素钠（CMC）作致孔剂，结烧铝碳成粒，用铝碳电解法对酸性废水进行处理，在PH10-11的条件下，经过1000摄氏度的焙烧温度，使色度去除率达90%。在以苯二酚为主要成分的化工用水中，采用在铁塔元素中加入9%锰元素，形成铁锰碳的改性微电解材料，在PH=3的条件下，投料量为25g/L对1000mg/L的苯二酚废水进行处理，其去除率能达到99.5%。可见，铁锰碳填料较传统的铁碳填料的性能更优越，对有机物的降解程度更大。而后还有将铁粉、活性炭、膨润土、钴粉进行混合造粒烧制形成的新型填料，对硝基苯酚的降解率达97.7%。体现了以铁元素为主，其他金属元素为催化剂的改性微电解法，在不同工业废水上的高效利用。
（二）、微电解复合工艺
1、强化电场
通过在微电解法中外加电压，是反应过程中电位差增大，故消减反应活化能，从而加快反应进行。例如，在PH=4的条件下，增加脉冲电催化微电解流化床，通过氧化还原反应去除苯胺黑药，保证脉冲周期为2秒，停留时间一分钟30秒的情况下，其去除率能达到78.83.同时还可以有效去除二价铅离子99.8%。
2强化微波
通过降解有机物氧化还原的活性，从而提高微电解法的反应速率。例如，化工废水中硝基苯含量较高，在PH=3的条件下，微波辐射时间4分钟，功率640W，浊度和色度的去处能达到95.6%、94.7%。从而增大硝基苯的氧化还原作用。
3联合Fenton工艺进行处理
Fenton试剂是过氧化氢和亚铁离子的结合，均有极强的氧化性，特别适用于难以生物降解或者带有生物毒性的工业废水处理。此试剂中因为自带二价铁离子，能够节省投入微电解中的的铁元素，还能有效对于有机物进行初级降解，以便后续操作。针对于难降解含氢农药废水及制药废水具有显著的效果。化学需氧量（COD）去除率可达80.2%。可以实现效率和成本的最优化。在制药废水中，间歇性的加酸能使Fenton微电解工艺中二价铁离子和COD的降解速率极大的提高。使后续工艺无需加入铁元素，就能达到好的降解效果。
4、联合生物处理工艺
工业废水先经过微电解预处理，在进入生物处理单元二次处理，从而达到水质净化实现废水的达标排放。这种工艺适用于废水中的脱溴还原。例如，十溴联苯醚（BDE-209）在微电解的作用下连续降解5天，降解率达53%，在微电解和微生物同时作用下，降解率达77.5%。其原因在于微电解给为生物降解提供了还原的电子供体，进而促进了微生物的脱溴作用。以此衍生出微电解—膨胀颗粒污泥床—缺氧/好氧活性污泥体系处理土霉素生产废水，提高废水可生化性的工艺。
结束语
通过分析为电解技术在废水处理中的应用，发现微电解法在废水处理中的重要性。随着科技的进步，微电解法不再单纯依靠传统的铁碳元素作为降解剂，而是加入了一些其他元素做催化剂。或者改良铁元素的作用环境来增强氧化还原的作用，这些先进的技术改良适用于各种不同成分的工业废水，从而增加了微电解法在降解废水中的应用面。由此可见，我国的微电解法在工业废水降解的过程中，还有巨大的发展空间。
参考文献：
[1]张懿文.铁碳微电解法去除饮用水中硝酸盐的研究[D].广东工业大学,2015.
[2]马宁,王亚娥,李杰等.新型水处理材料海绵铁在废水处理中的应用研究[J].环境科学与管理,2014,39(8):71-73.
[3]韩严和,武梦雨,李菡等.铁碳微电解处理染料污水的影响因素筛选与优化[J].环境科学研究,2016,29(8):1180-1186.
论文作者:范远红
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/18
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