微電解-Fenton技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

　　工業(yè)廢水中大多含有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、有毒、有害、難以生物降解的有機(jī)物，治理困難。采用微電解-Fenton組合技術(shù)，不僅操作方便，而且能大幅降低廢水中的COD并起到脫色、除臭等作用，降低后續(xù)工藝系統(tǒng)的負(fù)荷，在持久性有機(jī)污染物的氧化降解方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。

　　1、微電解法原理

　　微電解技術(shù)又稱為鐵還原法、鐵碳法、零價鐵法，在廢水處理中得到了廣泛的研究和應(yīng)用。微電解技術(shù)是通過對鐵屑和炭粒構(gòu)成原電池的有效使用，在微電場作用下，帶電的膠體粒子會發(fā)生失穩(wěn)、聚集，產(chǎn)生的亞鐵離子和[H]與多種污染物發(fā)生氧化還原反應(yīng)，通過環(huán)狀物質(zhì)開環(huán)、鏈狀大分子物質(zhì)斷鏈等打破有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)，降低廢水的毒性，提高可生化性能。

　　把Scrapiron和Carbonparticles浸在酸性廢水中，進(jìn)行曝氣(即氧化和防止鐵屑硬化)。低電位的鐵變成了陽極，高電位的碳變成了陰極。生成的Fe2+又被氧化成Fe3+，進(jìn)而逐漸進(jìn)行水解生成Fe(OH)3膠體絮凝劑，對水中的污染物進(jìn)行有效的絮凝、吸附，到達(dá)去除污染物的目的。

　　2、Fenton氧化反應(yīng)

　　法國人H，J，HFenton在1893年發(fā)現(xiàn)使用亞鐵鹽和過氧化氫組合體系可以把多種有機(jī)化合物氧化成無機(jī)物。后人為了紀(jì)念他，把Fe2+和H2O2的結(jié)合稱為芬頓試劑。Fenton試劑能夠?qū)鹘y(tǒng)廢水處理技術(shù)所不能解決的難降解有機(jī)物進(jìn)行有效的氧化分解。其本質(zhì)是通過Fe2+和H2O2產(chǎn)生的催化作用，生成了擁有高反應(yīng)的活性羥基自由基(OH?)。對比一些常用的氧化劑來說，OH?自由基擁有更高氧化電極電位，如表1所示。

　　3、微電解-Fenton氧化組合工藝

　　鐵碳微電解與芬頓氧化法結(jié)合，在酸性條件下，以廢水為電解質(zhì)溶液，鐵為陽極，含碳物質(zhì)為陰極，構(gòu)成無數(shù)個細(xì)微原電池，在水溶液中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，改變廢水中的許多有機(jī)物結(jié)構(gòu)和特性，達(dá)到降解有機(jī)物的目的;微電解出水中含有大量的Fe2+，不僅節(jié)省了芬頓試劑中亞鐵離子的藥劑成本，而且使廢水中大分子有機(jī)物發(fā)生高級氧化反應(yīng)，變成小分子有機(jī)物或直接被礦化為二氧化碳和水等無機(jī)物，同時產(chǎn)生了具有絮凝、吸附功能的Fe(OH)3，能進(jìn)一步提高廢水的處理效果。

　　4、微電解-Fenton技術(shù)在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

　　4.1 處理染料廢水

　　隨著我國的紡織染料工業(yè)的快速發(fā)展，染料的產(chǎn)量大幅增加，伴隨而來的染料廢水的污染也成為了環(huán)境重點(diǎn)污染源之一。因染料廢水成分復(fù)雜，含有大量的有機(jī)物、無機(jī)鹽等，具有濃度高、色度深、毒性大、可生化降解性能差等特點(diǎn)，采用常規(guī)的水處理工藝往往很難達(dá)到滿意的效果。針對目前的情況，出現(xiàn)了很多采用微電解-Fenton組合工藝處理染料廢水的研究。通過采用微電解、Fenton氧化分別處理某染料化工廠的生產(chǎn)廢水和微電解-Fenton聯(lián)合處理廢水的效果進(jìn)行分析得出：當(dāng)進(jìn)水COD的質(zhì)量濃度在13~15g/L之間波動時，微電解、芬頓單獨(dú)處理時COD去除率在45%左右，聯(lián)合工藝的處理效率在75%以上，同時能顯著的提高廢水的可生化性能，從生化性不到0.08提高到0.46，實(shí)現(xiàn)了難降解印染廢水的有效預(yù)處理。

　　4.2 處理垃圾滲濾液

　　居民生活水平的日益提高，生活垃圾成倍增長導(dǎo)致的垃圾填埋場的滲濾液量與日俱增，因此對垃圾滲濾液的處置問題也是急需要解決的難題。陳愛梅等采用直接芬頓氧化、微電解正交實(shí)驗(yàn)、微電解-Fenton串聯(lián)反應(yīng)正交實(shí)驗(yàn)處理常州市茶山垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站垃圾滲濾液，通過一系列對比正交實(shí)驗(yàn)后分析可知：在綜合成本核算和處理效果的前提下，微電解進(jìn)水pH為3.4，鐵刨花16g/L，活性炭12g/L，反應(yīng)時間60min后，在微電解出水中加入0.06mol/L的FeSO4?7H2O，12.36ml/L的雙氧水，反應(yīng)120min，COD去除率為88.39%，同直接Fenton氧化相比可減少75%的加藥量。

　　4.3 處理焦化廢水

　　鋼鐵企業(yè)在焦?fàn)t生產(chǎn)過程中排放的焦化廢水是一種典型的有毒難降解有機(jī)廢水，通常含有酚、氰、油、氨及大量有機(jī)物。目前我國主要是以傳統(tǒng)的A/O和A2/O生化處理工藝為主，并取得了一定的效果，由于工藝本身的處理能力以及廢水的復(fù)雜特性，出水難以達(dá)到行業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)。通過對某大型鋼廠焦化廢水處理廠生化處理二級處理出水的深度處理，研究正交試驗(yàn)與單因素試驗(yàn)共同確定微電解-芬頓氧化反應(yīng)的最佳反應(yīng)條件：調(diào)整進(jìn)水pH值為2，反應(yīng)時間為90min，鐵炭投加量為80g/L，鐵炭質(zhì)量比為3：1，反應(yīng)結(jié)束后的出水投加2mL/L的H2O2，反應(yīng)時間為30min，COD去除率達(dá)到51.9%以上，可達(dá)到《煉焦化學(xué)工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB16171-2012)中間接排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。明云峰等采用Fenton試劑-微電解法對化肥廠焦化廢水進(jìn)行深度處理，在最佳工藝條件下，COD、色度去除率分別為74.3%、96.9%，出水COD、色度均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的一級排放標(biāo)準(zhǔn)。

　　5、結(jié)論

　　微電解-Fenton氧化聯(lián)合處理工業(yè)廢水，相比較單獨(dú)采用鐵碳微電解法、芬頓氧化法而言，對COD以及色度的去除效果更佳，尤其在對高濃度、高色度、難以生化的工業(yè)廢水進(jìn)行預(yù)處理時，能有效提高廢水的可生化性能，降低廢水毒性，為后續(xù)的生化處理提供良好條件;而在對工業(yè)廢水的深度處理時，對于尾水的COD和色度去除方面也有極大的優(yōu)勢。

　　此外，由于此項(xiàng)技術(shù)具有占地面積小、設(shè)備簡單、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，在污水廠提標(biāo)改造或工業(yè)廢水應(yīng)急處置等方面也具有極大的推廣應(yīng)用價值。(來源：九江南大環(huán)保創(chuàng)新中心有限公司)