電化學方法在處理工業有機廢水的技術研究
摘要：工業技術的發展，工業產品的增多，帶來更多便民服務的同時也帶來了其生產過程中排量越來越大的廢水，特別是其中難以分解的有機廢水物質，例如：苯類、化學藥品、染料等有著較大毒性、含量復雜而降低生態環境。本文不采用傳統的廢水處理方式，而是采用更加環保的電化學技術來處理工業有機廢水。
關鍵詞：電化學法；工業有機廢水；新技術研究
以往工業生產對有機廢水處理途徑多為化學法、物理法等多種，因為難以分解工業廢水成分較為凡在，COD與有毒成分含量大，酸堿度變化明顯從而難以解決危害性分解有機污染物。因此，通過電化學有助于加強有機廢水分解效果，達到了自動化水平并得到了廣泛推廣應用。
一、三維電極方法
上世紀末，三維電極方法出現并得到了應用；相對于二維電極方法，其不同在于在電解槽內多出了工作電極，有助于在電化學反應分解有機物雜質。這種方法也可以進行有機廢水處理，其核心在于污染物、電極材料、粒子電極。電極中的化學反應與二維電極相同點在于粒子能夠吸附在陰極與陽極中，多為間接性電連接，可以擴大離子電荷結構。目前，三維電
極方法對有機物分解機理得到論證為：電解時形成氧化效果較高的氧化物實現了有機氧化分化。實踐證明，選擇陶瓷離子作為粒子電力的反應器分化2-二乙胺基-6-甲基-4-羥基嘧啶，開始PH為3，電池電壓15V環境下電解150min，吡啶環與COD的排出率在84%、36%。陶瓷粒子電極呈現多孔式，經過比較實驗得出三維電極反應器有著較大催化活性與電流密度。這種形式把有著陶瓷離子應用在粒子電極內，有助于提高反應器活性效果。
現階段，把三維電極方法和相關水處理技術融合得到了研究重視。有學者曾在研究中得出：統一電解條件下，綜合三維電極與電-Fenton法耦合效率超出三法結合優于某一種獨立應用效果。三維電極法能夠讓廢水內苯酚化解率達到97%。也有人通過三維電極法分解廢水的硝基苯，COD與硝基苯處理效果為94%、95%。此外，通過生物法預處理煤氣化廢水，再使用三維電極法分解廢水有機物，選擇新型的催化離子電極--活性碳負載氧化鐵且與純磁性納米氧化鐵離子電極對比，得到活性炭負載氧化鐵有著較強吸收力與分解效果。使用活性炭負載氧化鐵用于粒子電極與催化劑的三維電Fenton反應器解決煤氣化廢水。結果：性炭負載氧化鐵的吸收效果約101mg/g，總酚、cod與TOC處理結果約94%、79%、65%，廢水可生化性有了明顯提升，BOD5/COD提升到0.54。
二、電催化氧化方法
電催化氧化指的是：選擇催化活性陽極氧化分化有機物。同時，也可以利用陽極作用形成高強效果氧化性有機物。這種形式具有操作簡便、化學反應效果良好；不過對電機要求嚴格，電催化性較低，經濟投入較高。進行對電極材料與電解裝置有助于提升電催化氧化性。經過實驗調查：通過BDD與IrO2電極電催化氧化人工尿素。據調查顯示，尿素有機物可以迅速礦化，氨能可以利用該種方法分解，BDD與IrO2電極中的TOC處理率為99%、94%。想要縮減低電催化氧化經濟投入，可以把電催化氧化方法和其他處理技術結合。光電催化存在的不足為：高含量廢水內有機物分解效果差，不過結合臭氧能夠有效解決這一問題，盡管臭氧不能把燃料礦化但可以對其脫色，增強臭氧流量較短時間可以消耗一定資源將高濃度AY1徹底礦化。另一方面，利用該種方法能夠提升納米過濾排污的鹽酸四環素。利用脈沖電沉積產生新型Ti/SnO2-Sb電極視為陽極。調查研究，該種方法有助于降低濃差極化約束性，納米過濾效果較高。另一方面，電催化氧化在各種電力密度、壓力環境下，有效提高納米過濾水平。該種方法也是今后廢水、污水處理的有效形式。只有研究新型催化電極、優化反應系統可以提高該技術利用效果擴大應用范圍。
三、內電解方法
該種方法在較早以前主要應用印染廢水處理中，隨后逐漸應用于廢水處理；微電解方
法有著工藝簡單、經濟投入少的優勢。通過含碳量高的鐵用于陽極在水內生成原電池，陽極生成鐵離子，并且體系內的羥基自由基形成，通過鐵絮凝影響與羥基自由基的強氧化影響解決廢水內的污染物。
通過分析鐵碳微電解對廢水內硝基苯的去除反應發現單獨的鐵粉與活性炭對硝基苯的吸附與還原效果較低，在二者生成為微電解體系時，少許的鐵碳在一定期限中排出廢水內的硝基苯。此外，通過對傳統微電解填料不足，將鐵粉、活性炭粉與黏土作為材料加入銅粉、鋅粉、錳粉對碳人填料展開改性，經過試驗對改性填料對苯二酚廢水的效果處理較好。其機理填料和廢水接觸過程中，能夠在接觸面氧化還原反應把苯二酚氧化成對苯醌；內電解方法電極反應生成?OH，在?OH影響下，苯環受損，對苯醌逐步降解為馬來酸、丙二酸、乙酸，反應最佳環境下，鐵-錳-碳填料對苯二酚的處理效果為95%。
但是，這種方法需要注意以下幾點：第一，處理設備操作一定時間后會有鐵屑結塊、溝流問題，處理效果較差。第二，鐵電極容易被污染物遮蓋且鈍化，影響體系內原電池穩定效果。第三，由于酸性環境下，反應體系有助于提高處理效果，反應前應把PH調節到酸性，反應后需要把PH調節為堿性。其解決流程較為復雜，經濟投入較高，其生成的廢渣也不利于生態環境保護。
在今后發展中，內電解方法是其重要研究目標，其中包含填料創新、反應器研發與工藝改善。現階段，研發的新型反應器包含硫化床式、轉筒式、轉鼓式。在改善工藝技術上，根據微電解技術處理后體系內鐵離子建議融入過氧化氫生成芬頓試劑處理廢水。通過臭氧曝氣內部微電解反應器，應用講解偶氮燃料RR2，二價鐵可以迅速讓臭氧分化。隨后，?OH快速生成提升處理效果。實踐證明：RR2能夠徹底講解，TOC處理效果達到83%。該裝置適用范圍廣，降低了PH所需酸量，提升了臭氧使用效率。另一方面，將生物耗氧過濾設備和微電解共同處理溴氨酸廢水，經過微電解排除色度，提升廢水的可生化效果，而COD則是利用生物過程反應，其處理效果達到80%、97%。
結語
如今，科研技術水平的提高，工業有機廢水種類逐漸趨于多樣化，排放需求較高，世界范圍內有機污染整治成為重要研究課題。國內地表水與地下水受到了污染，工業有機廢水整治成為當務之急。對此，通過電化學技術對有機廢水處理效果顯著，不過想要大范圍應用有待進一步研究，首先，應對電極材料與電解裝置加大分析，研究出成本低、效果高的電極。其次，因為有機廢水物質結構繁雜，要求對各種電化學技術耦合，處理效果良好，節約經濟投入。第三，怎樣減少能源使用、避免環境污染也是研究重點，還需要相關
單位給予高度重視。
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