摘要：笔者主要阐述了铁碳微电解法在电镀废水、石油化工废水、制药废水等行业废水的治理中的应用特点和技术现状，并针对目前的应用缺陷提出未来主要的发展方向，旨在为铁碳微电解技术处理有机废水创造更为有利的条件。
关键词：铁碳微电解法，有机物，工业废水，发展趋势
0前言
铁碳微电解法不仅能有效降低废水有机物浓度，且能去除或降低废水毒性，提高废水的可生化性。该法是基于电化学中的电池反应，电池反应生成的产物具有强氧化还原性，使常态下很难进行的反应得以实现，从而起到处理废水的作用。本方法无需添加氧化剂，具有设备体积小，占地面积少，操作简单灵活、投资少等[1]优点。然而，本工艺处理成本高、铁屑结块与填料钝化等问题限制了此法的推广应用，如何解决具体的相关应用缺陷，目前尚无统一的改善技术规范。本文重点对存在的应用情况和技术缺陷进行归纳，旨在为今后铁碳微电解法的发展提供方向和理论基础。
1.铁碳微电解法在典型工业废水处理中的应用现状
1.1在印染废水中处理中的应用
印染废水的特点是水量大、色度深、可生化性差、组成复杂等，其有机污染物来自染料及染整添加剂。王敏欣[2]等人使用浓度为40mg/L的四种不同染料配制成的模拟印染废水，对此进行铁碳微电解法处理。结果表明，填料以经过稀盐酸浸泡预处理的铁刨花混合粒径为5～10mm的焦炭，在曝气量为4m3/h、固液比为1:10的条件下反应60min，90%以上废水色度可去除，反应PH值与最佳铁碳比因处理染料性质不同而存在差异。
1.2在制药废水处理中的应用
目前制药废水处理的主要问题是污染物种类多、含有生物毒性物质、浓度高、成分复杂、难于生化处理，色度高等。利用铁碳微电解法结合生化法处理医药废水(CODcr=5000～7000mg/L，NH3=200～40mg/L，BOD5=1500～2000mg/L，pH在1～2)可使废水pH从平均1.6提高到平均4.5，COD降低46%～55%，随后经过活性污泥法处理后出水COD≤230～260mg/L，氨氮在35～40mg/L，BOD≤22～25mg/L，pH在6～9，SS≤110～130mg/L。各指标去除效率在80%以上。
1.3在炸药废水处理中的应用
炸药工业所排生产废水中含TNT、RDX、DNT等多种剧毒物质，是重污染源之一。对此情况，杨丽[3]设计的工艺处理了含硝基苯废水，其原理是铁碳微电解组合SBR生化法。该工艺的反应器是活性铁床，取代铁屑——碳粒混合物作填料的铸铁块(具有一定铁碳比且粒径为20cm左右)，其流程是让废水自铁床底部流入，从上部排出。并为了加快反应速度，避免铁床板结，在微电解反应发生的同时往反应器内从铁床底部鼓入空气，最后组合生化处理的SBR工艺。其结果显示，经过其方式的预处理后，COD去除率可达60%，脱色率可达70%以上，B/C值从0.36提高到0.45，去除效果得到一定的改善。
1.4 在电镀工业废水处理中的应用
电镀废水的成分是大量的重金属、氰化物及难降解有机物，且由于各个电镀厂不同的生产工艺，废水水质差异很大，含有大量的有毒物质，难以达到达标排放的各项指标。
马青兰[4]等人基于铁碳微电解技术处理了高浓度含铬电镀废水。结果显示，通过该方法处理进水Cr6+质量浓度270mg/L以下的含铬废水，在60min内出水Cr6+可下降到0.5mg/L以下，且可达99.7%以上的去除率。对于Cr6+质量浓度高达500mg/L以上，甚至用该方法处理1000mg/L以上的高浓度含铬废水180min，处理效果也很好，可到89.7%～99.9%的去除率。
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1.5在造纸工业废水处理中的应用
制浆过程中的蒸煮、筛分、清洗、漂白是造纸废水的主要来源。废水的成分是大量的木质素等难降解物质。即使经过一级物化、二级生化处理后出水的CODcr、色度等各项指标仍然高于国家造纸工业水污染物排放的一级标准，这让许多造纸企业各项指标都难以达标排放。
曲雪憬[5]等研究了基于铁碳微电解法的杨木BCTMP浆制浆废水的处理情况，探讨了此工艺给废水带来的影响。结果显示，对废水处理效果影响最大的是微电解处理时的进水pH值，其次分别是微电解处理时的填料里的铁碳质量比、反应过程时间和过程里加入的水铁比。在进水pH值为4～5，铁碳质量比是0.5:1，反应时间为15min，且铁液比为0.1到0.125的条件下，废水能去除大于90%的色度，COD能去除大于70.0%，B/C由0.3上升到0.35。此案例说明，杨木BCTMP废水经过微电解法处理，不仅废水的色度能得到有效去除，且COD也被降低，并提高了可生化性。
2.铁碳微电解工艺发展现状及未来发展方向
2.1铁碳微电解应用性特点
铁碳微电解工艺技术有多方面的优点:性价比高、适用范围广、操作维护便利及使用寿命长等。但是进一步的推广受到以下方面的限制：
(1)铁屑结块与填料钝化。铁碳微电解处理装置运行一段时间后，特别是微电解塔较高时，过大的底部铁屑压实作用让铁屑易结块并出现沟流等现象，处理效果因此大大降低。
(2)工艺成本较高。PH调节的繁琐操作和酸碱材料需求增加了此工艺的成本。此外，加碱中和时产生的废渣也需进一步处理。而填料需要的铁消耗速度快，需及时补充，运行成本因此进一步增加。
(3)难降解污染物去除不彻底。铁碳微电解技术的应用范围受到限制，高浓度难降解工业废水处理将不能单独使用此工艺。
2.2铁碳微电解工艺将来的研究发展方向
在难降解工业废水的处理技术中,微电解技术正日益受到重视,并已在工程实际中得到广泛应用。然而在运用过程中，也面临众多技术和操作问题，限制了铁碳微电解的处理效果。主要表现为以下几点：
(1)为改进铁碳微电解装置内部的结构和操作方式，铁碳微电解反应器和填充材料需进一步研究，使得反应更加稳定，从而避免铁碳填料的板结[6]。
(2)为加强其他废水处理工艺的联用技术与铁碳微电解的开发，以铁碳微电解作为预处理手段，组合其他处理工艺，提高污染物去除率，实现深度处理废水的目标。
(3)加强研究催化铁碳微电解技术的应用性。此污水处理技术目前还是一种创新，目前还停留在实验或中试阶段，今后还需进一步深入研究。
(4)加强铁碳微电解降解的机理研究。利用相关处理技术，对微电解的综合处理进行分解，建立各种作用的反应方程，并得到相关的动力学方程，为微电解技术的发展提供理论依据。
3结语
铁碳微电解法对各行业有机废水具有良好的处理效果，并在印染废水、造纸废水、电镀废水等行业具有了不少成功案例。此法体现出了较大的优势，前景较好，但同时也存在板结、pH调节等技术应用问题。这些问题都限制了本工艺的进一步发展，这需要我们从这些缺陷中做出进一步的研究，为铁碳微电解技术处理有机废水创造更为有利的条件。
参考文献
[1]姜兴华，刘勇键．铁碳微电解法在废水处理中的研究发展及应用现状[J]．工业安全与环保，2009，35 （1）: 26～27．
[2]王敏欣，朱书全，李发生.铁碳微电解法用于模拟染色废水脱色的研究.黑龙江科技学院学报，2001，11(1):6～10
[3]杨丽，铁碳内电解-SBR生化法处理硝基苯废水试验与研究.硫磷设计与粉体工程，2002，(5):7～10
[4]马青兰，刘秀艳，吕俏.电镀六价铬废水的使用处理技术及应用.环境污染与防治，2006，28(12):947～949
作者简介
王琨，籍贯江苏，生日19840917，于2009年7月份毕业于重庆大学环境工程专业，本科学历，毕业后从事水处理，2010年9月评定为初级职称。
论文作者:王琨
论文发表刊物:《基层建设》2016年19期
论文发表时间:2016/12/6
标签：废水论文; 废水处理论文; 技术论文; 工艺论文; 生化论文; 填料论文; 色度论文; 《基层建设》2016年19期论文;