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高效預(yù)處理技術(shù)—電催化氧化技術(shù)簡介

電催化氧化技術(shù)原理：

催化電解材料浸沒在廢水中，在施加外接電壓的條件下，多孔電極兩側(cè)形成電壓差，在廢水水溶液中發(fā)生電流，促使電解材料及溶液引起氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生大量【OH.】羥基自由基，使有機(jī)物發(fā)生降解反應(yīng)。反應(yīng)的結(jié)果是有毒、長鏈及環(huán)狀雜原子有機(jī)物得到電子，發(fā)生開環(huán)、斷鏈等降解反應(yīng)，毒性有機(jī)物官能團(tuán)被破壞，微生物毒性消失、長鏈難生化降解有機(jī)物斷鏈轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，環(huán)狀及雜環(huán)有機(jī)物開環(huán)，一部分最終降解為CO₂和H₂O，同時(shí)材料中活性鐵失電子變成二價(jià)或三價(jià)的鐵離子進(jìn)入溶液。由于鐵離子在微堿性條件下有絮凝作用,它與污染物中帶微弱負(fù)電荷的微粒異電相吸,形成穩(wěn)定的絮凝物分離而去除。

電催化氧化技術(shù)是目前處理難降解、難生化有機(jī)廢水的一種理想工藝，多孔電極使其效率加倍提高，從而節(jié)約了電功，其工作原理基于電化學(xué)氧化—還原反應(yīng)以及絮凝沉淀的共同作用，該法具有適用范圍廣、處理效果好、成本低、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難度廢水的處理，不僅能大幅度地降低COD，而且可大大提高廢水的可生化性。

電催化氧化技術(shù)具有如下被證實(shí)的功能：

（a）開環(huán)、斷鏈、提高可生化性：有機(jī)物參與陰極的還原反應(yīng)，使官能團(tuán)斷鏈降解，COD降低，廢水的可生化性(B/C值)提高，同時(shí)有機(jī)物雙鍵或其他共軛鍵斷開后，發(fā)色基團(tuán)減少，降低了廢水色度。

（b）除雜原子（如硫、磷、鹵等）：含雜原子（如S）有機(jī)物經(jīng)開環(huán)、斷鏈及進(jìn)一步反應(yīng)后，雜原子轉(zhuǎn)化為無機(jī)物（如硫化氫、硫化鈉等），最終與鐵反應(yīng)生成生成硫化鐵沉淀得以去除，如：Fe²⁺+S^2-→FeS↓。

（c）除重金屬離子：例如銅離子等，與鐵碳材料反應(yīng)后，銅被置換截留于填料上，從廢水中分離，得以凈化。六價(jià)鉻在酸性條件下，經(jīng)鐵碳處理，還原為三價(jià)鉻，出水調(diào)PH至7～8，生成沉淀分離去除。

如：Cu²⁺ + Fe →Cu↓+Fe²⁺

Cu²⁺+ Fe²⁺ →Cu↓+Fe³⁺

Fe³⁺ + 3OH^- →Fe(OH)₃↓

（d）破乳：廢水的膠體粒子和微小分散的污染物受電場作用，產(chǎn)生電泳現(xiàn)象，向相反電荷的電極移動(dòng)，并聚集在電極上形成聚集體（如微小油粒聚集成油滴上浮）與水分離，降低出水油含量，通常經(jīng)后段沉淀或氣浮后出水含油量小于10mg/L。

（e）混凝：陽極反應(yīng)后生成的新生態(tài)Fe³⁺/Fe²⁺經(jīng)堿（石灰）中和生成新鮮的Fe(OH)₃絮體，具有極強(qiáng)的吸附能力，將廢水中污染物吸附、凝聚分離，使水得以澄清。

（f）加成斷鏈提高可生化性：陰極生成的氫原子，具有很強(qiáng)的加成還原作用，可與長鏈、環(huán)狀大分子有機(jī)物反應(yīng)，將有機(jī)物斷鏈分解，提高廢水的可生化性。

電催化氧化技術(shù)應(yīng)用范圍：

對(duì)垃圾滲濾液、化工廢水、皮革廢水、印染廢水、造紙廢水及制藥廢水等高濃度、水質(zhì)復(fù)雜、含多種有毒有害物質(zhì)化學(xué)物質(zhì)的工業(yè)廢水具有較好的凈化處理作用，出水毒性消失、可生化性大幅度提高，為后續(xù)生化處理高效、平穩(wěn)運(yùn)行提供保證。

     電催化氧化技術(shù)應(yīng)用案例：

（1）垃圾滲濾液廢水：垃圾滲濾液廢水經(jīng)過電催化氧化技術(shù)處理后出來的廢水，原水COD值在1200-1500之間，采用我司自主研發(fā)的電催化氧化處理工藝處理2h，COD值降至400-500之間，氨氮能降低40%-50%，總磷能去除80%-85%，色度能降低80%-90%，經(jīng)過電催化氧化處理后大幅度去除廢水中的COD，降低生化系統(tǒng)進(jìn)水負(fù)荷，另一方面提高生化系統(tǒng)微生物活性，提高可生化性，為后段生化系統(tǒng)創(chuàng)造有利條件。

（2）噴涂噴漆廢水：該廢水含有多種醇、醚類以及有機(jī)酸鹽類等，其中部分醚類對(duì)生化系統(tǒng)有較強(qiáng)抑制作用，采用傳統(tǒng)的物化+生化處理工藝，處理效果不穩(wěn)定。采用我司自主研發(fā)的電催化氧化處理工藝進(jìn)行高效預(yù)處理，原水COD值在8200-9000之間，采用我司自主研發(fā)的電催化氧化處理工藝處理2h，COD值降至2400-2500之間，去除率達(dá)70%-72%，色度能降低80%-90%。經(jīng)過電催化氧化進(jìn)行分解并去除廢水中醇、醚類有機(jī)物等，為后段生化系統(tǒng)創(chuàng)造有利條件。同時(shí)大幅度去除廢水中的COD，降低生化系統(tǒng)進(jìn)水負(fù)荷，另一方面提高生化系統(tǒng)微生物活性，提高處理效率。

面對(duì)日趨嚴(yán)峻的環(huán)保形勢，三廢治理技術(shù)水平已成為制約磷復(fù)肥企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素。在磷復(fù)肥生產(chǎn)過程中，不可避免地產(chǎn)生大量含磷氟污水，如何高效穩(wěn)定處理含磷氟污水已成為當(dāng)前磷化工領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

常規(guī)處理工藝

目前，含磷氟污水處理方法主要有化學(xué)沉淀法、吸附法、離子交換法、生物法及電化學(xué)法等。

(1)化學(xué)沉淀法技術(shù)較為成熟，對(duì)水質(zhì)要求低，對(duì)高濃度含磷氟廢水處理效果好，但投資成本比較大，需要投加大量化學(xué)藥劑，運(yùn)行成本較高，出水水質(zhì)不太穩(wěn)定。

(2)吸附法對(duì)有機(jī)物、金屬離子、氟化物、磷酸鹽都有很高的去除效果，但投資成本比較大，運(yùn)行成本較高，需要定時(shí)對(duì)填料進(jìn)行反沖洗，在吸附飽和后須對(duì)填料進(jìn)行再生或更換。

(3)離子交換法對(duì)污水中污染物去除率高，既能去除磷，也能去除其他鈣鎂等離子，但投資成本比較大，運(yùn)行成本較高，離子交換樹脂很容易飽和，工業(yè)化應(yīng)用難以實(shí)現(xiàn)。

(4)生物法依靠微生物除磷，需要?jiǎng)恿ο纳伲\(yùn)行費(fèi)用少，對(duì)有機(jī)磷處理效果好，但對(duì)無機(jī)磷處理效果不穩(wěn)定;受水質(zhì)限制，只有水中含有大量有機(jī)物時(shí)除磷效果比較好，對(duì)有機(jī)物含量低的高濃度含磷生產(chǎn)廢水處理效果不佳。

(5)電化學(xué)法對(duì)無機(jī)含磷氟處理效果較好，既有絮凝作用，又有氣浮效果，具有廣泛推廣應(yīng)用前景。但該方法目前尚不成熟，傳統(tǒng)技術(shù)投資成本比較大，運(yùn)行成本較高，設(shè)備制造困難。