电化学法处理工业有机废水新技术研究进展

电化学法处理工业有机废水新技术研究进展

摘要：伴随着工业生产技术的提高，工业废水排放量逐渐增加从而导致水体环

境受到影响。工业废水含有较多难以分解的有机废水物质，例如：苯类、化学药品、染料等有着较大毒性、含量复杂而降低生态环境。对此，我国加强了有机废

水新技术研究，提供电化学处理法进行工业有机废水技术研发，从而改善生态环境。

关键词：电化学法；工业有机废水；新技术研究

以往工业生产对有机废水处理途径多为化学法、物理法等多种，因为难以分

解工业废水成分较为凡在，COD与有毒成分含量大，酸碱度变化明显从而难以解

决危害性分解有机污染物。因此，通过电化学有助于加强有机废水分解效果，达

到了自动化水平并得到了广泛推广应用。

一、三维电极方法

上世纪末，三维电极方法出现并得到了应用；相对于二维电极方法，其不同

在于在电解槽内多出了工作电极，有助于在电化学反应分解有机物杂质。这种方

法也可以进行有机废水处理，其核心在于污染物、电极材料、粒子电极。电极中

的化学反应与二维电极相同点在于粒子能够吸附在阴极与阳极中，多为间接性电

连接，可以扩大离子电荷结构。目前，三维电极方法对有机物分解机理得到论证为：电解时形成氧化效果较高的氧化物实现了有机氧化分化。实践证明，选择陶

瓷离子作为粒子电力的反应器分化2-二乙胺基-6-甲基-4-羟基嘧啶，开始PH为3，电池电压15V环境下电解150min，吡啶环与COD的排出率在84%、36%。陶瓷

粒子电极呈现多孔式，经过比较实验得出三维电极反应器有着较大催化活性与电

流密度。这种形式把有着陶瓷离子应用在粒子电极内，有助于提高反应器活性效果。

现阶段，把三维电极方法和相关水处理技术融合得到了研究重视。有学者曾

在研究中得出：统一电解条件下，综合三维电极与电-Fenton法耦合效率超出三

法结合优于某一种独立应用效果。三维电极法能够让废水内苯酚化解率达到97%。也有人通过三维电极法分解废水的硝基苯，COD与硝基苯处理效果为94%、95%。此外，通过生物法预处理煤气化废水，再使用三维电极法分解废水有机物，选择

新型的催化离子电极--活性碳负载氧化铁且与纯磁性纳米氧化铁离子电极对比，

得到活性炭负载氧化铁有着较强吸收力与分解效果。使用活性炭负载氧化铁用于

粒子电极与催化剂的三维电Fenton反应器解决煤气化废水。结果：性炭负载氧化铁的吸收效果约101mg/g，总酚、cod与TOC处理结果约94%、79%、65%，废水

可生化性有了明显提升，BOD5/COD提升到0.54。

二、电催化氧化方法

电催化氧化指的是：选择催化活性阳极氧化分化有机物。同时，也可以利用

阳极作用形成高强效果氧化性有机物。这种形式具有操作简便、化学反应效果良好；不过对电机要求严格，电催化性较低，经济投入较高。进行对电极材料与电

解装置有助于提升电催化氧化性。经过实验调查：通过BDD与IrO2电极电催化

氧化人工尿素。据调查显示，尿素有机物可以迅速矿化，氨能可以利用该种方法

分解，BDD与IrO2电极中的TOC处理率为99%、94%。想要缩减低电催化氧化经

济投入，可以把电催化氧化方法和其他处理技术结合。光电催化存在的不足为：

高含量废水内有机物分解效果差，不过结合臭氧能够有效解决这一问题，尽管臭

氧不能把燃料矿化但可以对其脱色，增强臭氧流量较短时间可以消耗一定资源将

高浓度AY1彻底矿化。另一方面，利用该种方法能够提升纳米过滤排污的盐酸四

环素。利用脉冲电沉积产生新型Ti/SnO2-Sb电极视为阳极。调查研究，该种方法

有助于降低浓差极化约束性，纳米过滤效果较高。另一方面，电催化氧化在各种

电力密度、压力环境下，有效提高纳米过滤水平。该种方法也是今后废水、污水

处理的有效形式。只有研究新型催化电极、优化反应系统可以提高该技术利用效

果扩大应用范围。

三、内电解方法

该种方法在较早以前主要应用印染废水处理中，随后逐渐应用于废水处理；

微电解方法有着工艺简单、经济投入少的优势。通过含碳量高的铁用于阳极在水

内生成原电池，阳极生成铁离子，并且体系内的羟基自由基形成，通过铁絮凝影

响与羟基自由基的强氧化影响解决废水内的污染物。

通过分析铁碳微电解对废水内硝基苯的去除反应发现单独的铁粉与活性炭对

硝基苯的吸附与还原效果较低，在二者生成为微电解体系时，少许的铁碳在一定

期限中排出废水内的硝基苯。此外，通过对传统微电解填料不足，将铁粉、活性

炭粉与黏土作为材料加入铜粉、锌粉、锰粉对碳人填料展开改性，经过试验对改

性填料对苯二酚废水的效果处理较好。其机理填料和废水接触过程中，能够在接

触面氧化还原反应把苯二酚氧化成对苯醌；内电解方法电极反应生成•OH，在•OH影响下，苯环受损，对苯醌逐步降解为马来酸、丙二酸、乙酸，反应最佳环

境下，铁-锰-碳填料对苯二酚的处理效果为95%。

但是，这种方法需要注意以下几点：第一，处理设备操作一定时间后会有铁

屑结块、沟流问题，处理效果较差。第二，铁电极容易被污染物遮盖且钝化，影

响体系内原电池稳定效果。第三，由于酸性环境下，反应体系有助于提高处理效果，反应前应把PH调节到酸性，反应后需要把PH调节为碱性。其解决流程较为复杂，经济投入较高，其生成的废渣也不利于生态环境保护。

在今后发展中，内电解方法是其重要研究目标，其中包含填料创新、反应器

研发与工艺改善。现阶段，研发的新型反应器包含硫化床式、转筒式、转鼓式。

在改善工艺技术上，根据微电解技术处理后体系内铁离子建议融入过氧化氢生成

芬顿试剂处理废水。通过臭氧曝气内部微电解反应器，应用讲解偶氮燃料RR2，

二价铁可以迅速让臭氧分化。随后，•OH快速生成提升处理效果。实践证明：

RR2能够彻底讲解，TOC处理效果达到83%。该装置适用范围广，降低了PH所需酸量，提升了臭氧使用效率。另一方面，将生物耗氧过滤设备和微电解共同处理

溴氨酸废水，经过微电解排除色度，提升废水的可生化效果，而COD则是利用生物过程反应，其处理效果达到80%、97%。

结语：

如今，科研技术水平的提高，工业有机废水种类逐渐趋于多样化，排放需求

较高，世界范围内有机污染整治成为重要研究课题。国内地表水与地下水受到了

污染，工业有机废水整治成为当务之急。对此，通过电化学技术对有机废水处理

效果显著，不过想要大范围应用有待进一步研究，首先，应对电极材料与电解装

置加大分析，研究出成本低、效果高的电极。其次，因为有机废水物质结构繁杂，要求对各种电化学技术耦合，处理效果良好，节约经济投入。第三，怎样减少能

源使用、避免环境污染也是研究重点，还需要相关单位给予高度重视。

参考文献：

[1]班福忱，王艳欣，戴美月，张浩宇.隔膜体系阴阳极共同作用电化学法降解

水中的甲基橙[J].工业水处理，2018（02）.