难降解废水处理技术

今天漓源环保给大家讲解一下难降解废水处理技术，难降解废水主要来自垃圾渗滤液、造纸、制药、石油炼制等行业的工业废水，其成分复杂，含有有毒有害污染物，且排放量大，若不对其进行有效处理，会严重破坏生态环境，危害人体健康。采用传统的物化法处理难降解废水，由于存在过多地添加化学试剂，容易引发二次污染；而生化法由于微生物在难降解废水中容易失活，不宜直接用于处理难降解废水。此外，废水中的化学物质是一种巨大的潜在能源物质，其储存在高热焓分子、高能量化学键中，而传统的物化、生化处理技术不能将这些能源物质有效回收利用。因此，采用传统的物化、生化技术处理难降解废水难以达到理想的处理效果。

电催化技术是利用界面电子得失产生的活性物质降解有机污染物，实现污水净化目的。电催化处理技术具有以下优点：（1）无需外加试剂，可避免二次污染；（2）反应条件温和，常温常压下即可发生反应;(3）通过阳极去除有机物，阴极还原重金属离子、CO2等实现水体净化、废水资源化利用的目的。电催化技术自20世纪30年代问世，由于电力的阻碍，到20世纪60年代才开始发展，如今电催化技术在难降解废水处理方面，受到越来越广泛的关注。

电催化机理

难降解废水处理技术的电催化包括电催化氧化和电催化还原。（1）电催化氧化：物质在阳极表面失去电子被氧化或通过电解产生的活性物质如·OH、Cl2等被氧化；（2）电催化还原：物质在阴极表面直接或间接还原。在电催化反应系统中，电催化氧化和电催化还原是同时存在的。利用电催化技术处理废水中的4-硝基苯酚，其采用Co3O4做阳极，CuO做阴极，4-硝基苯酚在阳极处被SO4·-和·OH氧化，产生的CO2通过气体管道在阴极处得到还原，在实现去除污染物的同时，将CO2还原为液体燃料，提取了能源物质。

在电催化过程中，通电后的电极会散发热量，导致电极表面温度高于溶液本身温度。电极表面温度上升，可加强分子热力学运动，降低溶液黏度，增强·OH的扩散，从而提高了氧化能力。但电极表面温度升高也并不总是有利于反应的进行，如温度超过50℃，过氧化物如过氧二磷酸会转化为氧化性较弱的H2O2；同样地，电极表面温度升高，氯离子在阳极会被氧化生成氯气溢出，而不是产生强氧化性物质次氯酸。

难降解废水的主要特征是其有机污染物在环境中长期滞留、不易自然降解。比如多氯联苯类有机化合物，是一类极易溶于有机溶剂及脂肪的人工合成化合物，容易在生物体内富集且难以被微生物降解。

染料废水

染料的生产是以芳香族等化合物为原料，反应后的中间体种类繁杂，导致其废水成分复杂，可生化性差。以丙环红MX-5B为对象，研究了电催化处理染料废水的效果。结果表明，当电流密度为10mA/cm2，流速为0.3m3/h，电解时间为4h时，废水中的有机物可完全被降解。电催化是降解染料废水好的选择。

制药废水

制药废水含有的化学物质种类繁多，变化性强，有机物浓度指数高。]采用电催化处理某制药厂废水，结果表明，当电压为7V，电解时间为60min,pH=5,NaCl质量浓度为2.5g/L时，电解效果佳，处理后废水的可生化性得到显著提高。采用电催化深度处理某制药厂二级出水，结果表明，在电流密度为5mA/cm2，电解时间为60min的条件下，COD去除率达78.3%，能耗为10.7kW·h/kgCOD。

综上，难降解废水处理技术的电催化技术对于难降解废水具有较好的处理效果，特别是对有毒有害难生物降解的废水有其独特的优势，其在废水处理方面具有广阔的应用前景。但该技术也存在一些问题，如电极材料寿命不长，容易被腐蚀、钝化；粒子材料堆积分层，容易发生旁路电流、短路电流；反应器堵塞严重，影响后期运行等等。

(1）在微观水平上探索电催化的机理，利用分析仪器研究中间体，掌握污染物降解途径，进一步寻求降解的关键点。

(2）纳米材料具有尺寸小、比表面积大、活性位点多的优势，是电极材料的新发展方向。

(3）改进电催化反应器，提高传质效果；根据不同的实际废水，探究与其他工艺如光催化、生物技术等相结合；进一步优化工艺参数，以达到更好的电催化效果。

(4）进一步研究废水的资源化利用，在降解污染物的同时，提取能源物质。

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