ｉｊ｛ｌＩ圆— ｉ 。 。 。。 ． 。 ．。 污染及防治 铁碳微电解法在废水预处理过程中的应用现状及前景 朱泉雯 （１．中国矿业大学 江苏徐州 ２２１ ０００ ｉ ２．扬州环境资源职业技术学院 江苏扬州 ２２５０００） 摘要：铁爰截电解法是目前高浓度有机废水预处理的常用方法。本文介绍了铁碳微电解法的原理以及该方法在垃圾渗滤液、医药废水， 印染废水等预处理过程中的应用，井在指出此法不足的基础上，探讨今后的研究方向。 关键词：铁碳徽电极 度水预处理 应用 中图分类号：Ｘ７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－－３７９１（２０１ １）０ｌ（ｂ）－０１ １８－－０１ 自２０世纪７０年代铁屑腐蚀电池开始应 多种有毒有害的难降解有机物，不利于活 铁碳徼电解法处理电镀前处理废水，发现铁 用到水处理中以来，微电解技术不仅在无 性污泥法的运行。郭鹏等Ｌ４ Ｊ采用铁碳微电 炭比为ｌ：ｌ，ｐＨ３．０，反应时间为３０ｍｉｎ，气水 机工业废水和地下水污染治理中得到应 极一Ｈ，Ｏ，法对垃圾渗滤液进行预处理，结果 比ｌ５：１，ＣＯＤｃｒ的去除率达到９０％左右，氰 用，而且在处理高浓度有机工业废水中进 表明，当ＰＨ为４，铁炭质量比为３：ｌ，初始ｐＨ 化物，重金属等指标低干检出限。 行了有意义的尝试。微电解技术应用效果 为４，反应时间为１ｈ，Ｃ０Ｄ的去除率可达到 好，成本低廉且操作维护方便，并且使用的 ４０，继续对出水投加１ｍＬ・Ｌ 的Ｈ Ｏ，（３Ｏ％）， 铁屑来自于工业垃圾，具有“以废治废”的 常温反应２０ｍｉｎ，最终ｃ０Ｄ和色度的去除率 意义。微电解在处理垃圾渗滤液、医药废 分别达到７０％和９Ｏ％以上，出水的可生化性 水、印染废水等时多是作为预处理单元来 由０．２３增加到０．６８。 提高废水的可生化性，减轻后续生物处理 ２．２医药废水预处理中的应用 的负荷。 医药废水含有大量的有毒难降解物 质，可生化性较差，属生物难降解有机废 １铁碳微电解原理 水。杨家村ｌ５１对医药废水利用铁碳微电解法 铁碳微电解，又称内电解、零价铁法 进行预处理，运行结果表明，经处理后废水 等，是以铁屑和惰性碳（如活性炭、焦炭等） 的ＢＯＤ ／ＣＯＤ值明显提高，酸度显著下降， 构成原电池，同时涉及到氧化还原、电富 达到了污水二级排放标准。 集、物理吸附和絮凝沉降等多种作用Ｌ ， ２．３印染废水预处理丰的应用 其不但可以去除部分难降解物质，还可以 印染废水具有高色度、ｃＯＤ 较高、成 改变部分有机物形态和结构，而且工艺简 分复杂、生化性差和处理难度大的特点，该 单，操作方便。 类工业废水已成为导致水环境污染的重点 微电解法是利用金属腐蚀原理，形成 污染源之一。汪永红＿６ 等用Ｆｅ Ｃ－Ｈ，Ｏ，协同 原电池对废水进行处理的良好工艺。它是 催化氧化体系对印染工业废水的降解脱色 在不通电的情况下，利用填充在废水中的 处理进行了研究。试验结果表明，对于色度 微电解材料自身产生高低电位差对废水进 为６５０度和ＣＯＤ为４６８ｍｇ・Ｌ 的印染废水， 行电解处理，以达到降解有机污染物的目 在废水ｐＨ＝４．８的情况下，当铁屑／碳粒质 的。 量比为２５：１、Ｈ，Ｏ 用量为ｌ５０ｒａｇ・Ｌ一、催化反 其中，铁是阳极，炭是阴极，电极反应 应为３０ｍｉｎ时，印染废水的脱色率达９８％以 如下： 上，ＣＯＤ 去除率可达７８％。 阳极：Ｆｅ一２ｅ—Ｆｅ Ｅ （Ｆｅ ／Ｆｅ）＝０．４４（Ｖ） ２．４炸药废水预处理中的应用 阴极：４Ｈ ＋４ｅ一２【Ｈ】一２Ｈ 炸药生产废水的主要成分是硝基苯类 Ｅ。（Ｈ ／Ｈ：）一０．ｏｏ（ｖ） 化合物，生物毒性大、具有“三致作用”，属 在中性或偏酸性的环境中，微电解剂 我国优先控制污染物之一。此类物质结构 本身及其产生的新生态【Ｈ】、Ｆｅ： 等与废水中 稳定，难生物降解甚至不可生物降解，不能 的许多组分发生氧化还原反应。比如能破 直接采用传统的生化法进行处理。石金哗 坏有色废水中的有色物质的发色或助色基 等…对炸药生产废水先采用铁碳微电解法 团，甚至断链，可以脱色，降低ＣＯＤ…提高 进行预处理，实验表明：微电解的ｐＨ值为 可生化性，还可以氧化金属离子，降低其毒 ３～４，停留时间为３ｈ，铁碳比（体积比）为ｌ： 性。活性炭除作为原电池的阴极参与电极 １，微电解出水加碱调节ｐＨ值至９～ｌ０后再 反应外，还具有还原吸附的作用 另外，由 曝气混凝沉淀５ｈ，系统对ＣＯＤ、硝基苯类化舍 于电池的电极周围存在电场效应，使溶液 物、色度的去除率分别为７７． 、７０．８％、９５．８％。 中的带电粒子在电场作用下作定向移动， 苯胺类化合物的浓度由零升至１９．６２ｍｇ／Ｌ， 附积到电极上，从而去除水中的污染物。 ｐＨ值由３．１升至６．９，色度由１２００倍降至５０ 倍，达到了预处理的效果。 ２铁碳微电极在废水预处理过程中的应 ２．５在电镀废水预处理中的应用 用 电镀企业在生产过程产生大量的电镀 ２．１在垃圾渗滤液预处理中的应用 废水，成分复杂，含有大量的重金属如铜、 垃圾渗滤液处理面临的主要问题是具 铬、镍、氰化物和难降解有机物。由于各个电 有ＣＯＤ含量高，氯氮浓度高，污染物成分复 镀厂生产工艺和废水水质存在很大的差异， 杂，ＢＯＤ ／ＣＯＤ值较低等特点，处理难度大。 存在大量的有毒物质，要各项指标达标处理 目前生化法运用最广泛，但由于其中含有 存在比较大的难度。陈欣义等 采用曝气式 ８ 科技资讯ＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ ３铁碳微电极法的不足及应用前景 铁炭微电解工艺由于诸多优点，但也 存在以下不足：（１）铁炭微电解装置经过一 段时间运行后，铁屑易结块；（２）电解过程中 产生的沉积沉淀物会沉积在铁屑表面，使 铁屑钝化，（３）铁炭微电解处理废水一般要 求酸性环境，溶解大量的铁，加碱中和时产 生的沉淀物多，增加了脱水工段的负担，而 废渣的处理也成了问题。 因此，目前对铁碳微电解技术的研究 集中于如何提高处理效率、解决填料板结 及再生、扩大应用范围等方面。今后的研究 主要有以下几个方面：（１）催化微电解工艺 的开发。在填料中引入催化剂，以提高处理 效率；（２）解决填料钝化及板结问题；（３）微电 解反应是在酸性条件下进行，反应器前后 调ｐＨ值较繁锁，同时加大了运行成本，需研 究在中性条件下的处理技术，（４）铁碳微电 解法与其他处理方法的联合应用，以发挥 其协同作用，提高废水处理效率。 参考文献 『ｌ】张卓，李芬芳，吴爱明．铁屑微电解法在 化工废水处理中的研究与应用［Ｊ】．杭州 化工，２００６，３６（４）：１８～２Ｏ． ［２】郭鹏，黄理辉，高宝玉，等．铁碳微电解一 Ｈ２０２法预处理晚期垃圾渗滤液…．水处 理技术，２００８，３４（１２）：５７～６０． ［３】杨家村．铁碳微电解一生化法处理医药 废水【Ｊ】．环境卫生工程，２００６，１４（３）： ５６～５７． ［４】汪永红，潘倩，王丽燕，等．Ｆｅ－Ｃ—Ｈ，０， 协同催化氧化处理印染废水【Ｊ】．生态环 境学报，２０ｌ０，１９（６）：１３７４～ｌ３７７． ［５】石金晔，王三反，高晓东．铁碳微电解法 预处理炸药生产废水【Ｊ】．中国给水排 水，２００９，２５（７）：５９～６１． 【６１陈欣义，石键韵，刘诗燕，等．铁碳微电 解处理电镀前处理废水的试验研究【Ｊ】． 广东化工，２００８，３５（１８５）：７４～７７．