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(shì)。

　　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(jià)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(duì)鐵屑和炭粒構(gòu)成原電池的有效使用，在微電場(chǎng)作用下，帶電的膠體粒子會(huì)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(duì)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(guó)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(duì)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(gè)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(jí)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(shí)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(guó)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(duì)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(dòng)時(shí)，微電解、芬頓單獨(dú)處理時(shí)COD去除率在45%左右，聯(lián)合工藝的處理效率在75%以上，同時(shí)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(zhǎng)導(dǎo)致的垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液量與日俱增，因此對(duì)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(duì)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(shí)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(guó)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(duì)某大型鋼廠焦化廢水處理廠生化處理二級(jí)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(shí)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(shí)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(duì)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(jí)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(duì)COD以及色度的去除效果更佳，尤其在對(duì)高濃度、高色度、難以生化的工業(yè)廢水進(jìn)行預(yù)處理時(shí)，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(duì)工業(yè)廢水的深度處理時(shí)，對(duì)于尾水的COD和色度去除方面也有極大的優(yōu)勢(shì)。

　　此外，由于此項(xiàng)技術(shù)具有占地面積小、設(shè)備簡(jiǎn)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(jià)值。(來源：九江南大環(huán)保創(chuàng)新中心有限公司)