电化学方法处理重金属废水具有哪些优点

电化学方法处理重金属废水具有哪些优点

电化学方法处理重金属废水具有高效、可自动控制、污泥量少等优点， 且处理含铜电镀废水能直接回收金属铜， 处理时对废水含铜浓度的范围适应较广， 尤其对浓度较高（ 铜的质量浓度大于 1 g／L时） 的废水有一定的经济效益， 但低浓度时电流效率较低。该方法主要用于硫酸铜镀铜废水等酸性介质的含铜废水， 是较为成熟的处理含铜电镀废水的方法之一， 国内有商品设备供应。

目前， 常用的除平板电极电解槽外， 还有含非导体颗粒的平板电极电解槽和流化床电解槽等多种形式的电解槽。

近年来的试验研究该方法也能用于氰化铜、焦磷酸镀铜等电镀废水处理。L． Szpyrkowicz 等利用不锈钢电极在 pH 值为13 时直接氧化氰化铜废水，在1．5 h 内使得含铜废水中铜的质量浓度由 470mg／L 降到 0．25 mg／L， 回收金属铜 335．3 mg， 同时指出不锈钢电极的表面状态对氧化铜氰化合物具有重要的影响，特别是水力条件对电化学反应器破铜氰络合物的影响， 并提出了新的反应器的动力和电流效率的精确数值。研究者又不断地改进电极， 大大提高了电流效率和回收能力， 然而由于电极很容易污染， 耗能、处理费用高等缺点限制了电化学法处理含铜电镀废水的应用。 很多研究者把研究的重点放到了重金属沉淀剂的开发上。

用淀粉黄原酸酯（ISX） 处理含铜电镀废水， 铜脱除率大于 99％。Yijiu Li 等利用二乙基氨基二硫代甲酸钠（DDTC） 作为重金属捕获剂， 当 DDTC 与铜的质量比为 0．8 ～1．2 时， 铜的去除率可以达到 99．6％， 该捕获剂已经工业应用。重金属沉淀剂的研究将更有利于化学沉淀法的发展，例如重金属捕集剂R S 1 0 0 。

电化学保护优点

1.无污染或少污染性。电化学过程中产生的•无选择地直接与废水中的有机污染物反应，将其降解为二氧化碳、水和简单的有机物，没有或很少产生二次污染。

电子是电化学反应的主要反应物，而且电子转移只在电极与废物组分之间进行，不需添加任何氧化剂、还原剂，避免了由于添加化学药剂而引起的二次污染，而且还可通过控制电位，使电极反应具有高度的选择性，防止副反应发生。

2.具有高度的灵活性。电化学技术兼具气浮、絮凝、杀菌等多功能，必要时，阴极、阳极可同时发挥作用。它既可以作单独处理工艺使用，也可以与其他处理工艺相结合，如作为前处理，可将难降解的有机物或生物毒性污染物转化为可生物降解物质，从而提高废水的可生物降解性。

电化学水处理的弊端有哪些主要

电凝聚作为废水处理的一种有效手段,很早就得到了应用,但由于其在实际应用中单位电耗和铁耗过大,使电凝聚法的发展及应用受到了限制.另外,电凝聚过程中,电解一段时间后,阳极极板会发生钝化现象.钝化时电极表面附着一层氧化物保护膜.检测电极电位可发现,电极电位偏离正常电化学反应电极电位而变正电位.表现为阳极溶出停止,电解槽只有氧化、还原和浮上作用,电凝聚作用消失,液面浮着大量的泡沫.这样就使电流效率降低,从而延缓电解进程.

电化学在处理生活污水中的应用

国内外目前几种典型的电化学处理废水的技术 1. 电氧化处理污水 在脉冲电流作用下，电氧化反应器里的特殊电极会产生的羟基自由基和活化氧自由基。 由于这两种自由基有超强的氧化能力，因此当废水流经电氧化器时,水中的有机污染物将会被氧化降解直到变成无机物(如二氧化碳和水）。

这个方法的缺点是：电耗大,完全氧化去除1公斤的COD需要耗电15-25度, 平均20度。

显然，这对电能紧张地区,很难被企业所接受。 针对这个问题,英国一家环境公司对电氧化法进行改良,通过电极的排列，电流的密度及水力停留时间的控制:让电氧化只分解破坏有机物分子结构(如对杂环类多环芳香族化合物开环和破链，提高它们的生化性),而不是把它们完全氧化成成无机物。换句话说，电氧化只做预处理,处理后,废水再进行生化。这样可使难降解的有机污染物得到经济有效的去除。

2.电催化-氧化 这个方法是 :用铁片做电极，铁片之间填充活性碳颗粒作催化剂，在电场作用下，槽内电极材料在高梯度电场的作用下复极化，形成复极粒子（bipolar particles） 。通过鼓入空气,经复极粒子催化产生过氧化氢(见反应式1)，H2O2和从阳极溶解下来的亚铁离子生成羟基自由基(见反应式2 ) 分化降解水中有机污染物分子。O2 +2H2O+2e => H2O2+ 2OH- …………...1) H2O2 + Fe2+ => OH. +OH- +Fe3+……………..2) 近期试验研究表明，为了促进有机污染物的降解，在活性碳颗粒表面涂上一层 氧化铈波膜, 可提高催化效果。

目前国内正在开发“三维三相电极处理污水”，就是这种技术。它的优点是投资成本小,占地面积少。缺点是电耗特大,yunxin去除1公斤的COD需要耗电40多度。

另外，活性碳颗粒经常要更换,而且要求不是酸性的废水，一般要调到酸性(pH<4)才有良好的处理效果。 3.电絮凝气浮法处理污水 用铁片或铝片做阳极,石墨做阴极在电场作用下,利用产生的铁或铝离子絮凝水中胶体或悬浮物。它的原理和铁碳床内电解相似，不同的是内电解不需外加电场但需水是酸性的，而电絮凝需外加电场，但对酸碱度没特别要求。

电絮凝处理污水如果设计得当，要比直接加聚合铁或铝混凝处理污水便宜多了。此方法在国内已开始火热起来,用于预处理负荷高的废水,但它对有机污染物分子降解氧化能力有限。也就是说，如果水中胶体或悬浮物很少的话，它对COD的去除能力有限。

污水处理各工艺的优缺点

一、A/O工艺1、基本原理A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。

在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化（有机链上的N或氨基酸中的氨基）游离出氨（NH3、NH4+），在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N（NH4+）氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

2、A/O内循环生物脱氮工艺特点根据以上对生物脱氮基本流程的叙述，结合多年的焦化废水脱氮的经验，我们总结出(A/O)生物脱氮流程具有以下优点：(1)效率高。该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将COD值降至100mg/L以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。(2) 流程简单，投资省，操作费用低。

该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。(3) 缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。

如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有机物的去除率分别为62%和36%，故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。(4) 容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。

(5) 缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、COD等有机物。

结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。3、A/O工艺的缺点（1）由于没有独立的污泥回流系统，从而不能培养出具有独特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；（2）若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大了运行费用。另外，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到90％。（3） 影响因素水力停留时间 （硝化＞6h ，反硝化＜2h ）污泥浓度MLSS（＞3000mg/L）污泥龄（ ＞30d ）N/MLSS负荷率（ ＜0.03 ）进水总氮浓度（ ＜30mg/L）二、A2/O工艺1、基本原理A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。

该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高，所以对目前我国国情来说，当处理后的污水排入封闭性水体或缓流水体引起富营养化，从而影响给水水源时，才采用该工艺。2、 A2/O工艺特点：（1）污染物去除效率高，运行稳定，有较好的耐冲击负荷。（2）污泥沉降性能好。

（3）厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。（4）脱氮效果受混合液回流比大小的影响,除磷效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响，因而脱氮除磷效率不可能很高。（5）在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。（6）在厌氧—缺氧—好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。

（7）污泥中磷含量高，一般为2.5％以上。3、A2/O工艺的缺点（1）反应池容积比A/O脱氮工艺还要大；（2）污泥内回流量大，能耗较高；（3）用于中小型污水厂费用偏高；（4）沼气回收利用经济效益差；（5）污泥渗出液需化学除磷。三、氧化沟1、基本原理氧化沟又名氧化渠，因其构筑物呈封闭的环形沟渠而得名。

它是活性污泥法的一种变型。因为污水和活性污泥在曝气渠道中不断循环流动，因此有人称其为“循环曝气池”、“无终端曝气池”。氧化沟的水力停留时间长，有机负荷低，其本质上属于延时曝气系统。

氧化沟一般由沟体、曝气设备、进出水装置、导流和混合设备组成，沟体的平面形状一般呈环形，也可以是长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形。2.氧化沟工艺特点（1）构造形式多样性基本形式氧化沟的曝气池呈封闭的沟渠形，而沟渠的形状和构造则多种多样，沟渠可以呈圆形和椭圆形等形状。可以是单沟系统或多沟系统；多沟系统可以是一组同心的互相连通的沟渠，也可以是相互平行，尺寸相同的一组沟渠。有与二次沉淀池分建的氧化沟也有合建的氧化沟，合建的氧化沟又有体内式和体外式之分，等等。

多种多样的构造形式，赋予了氧化沟灵活机动的运行性能，使他可以按照任意一种活性污泥的运行方式运行，并结合其他工艺单元，以满足不同的出水水质要求。（2）曝气设备的多样性常用的曝气设备有转刷、转盘、表面曝气器和射流曝气等。不同的曝气装置导致了不同的氧化沟型式，如采用表曝气机的卡鲁塞尔氧化沟，采用转刷的帕斯维尔氧化沟等等，与其他活性污泥法不同的是，曝气装置只在沟渠的某一处或者几处安设，数目应按处理场规模、原污水水质及氧化沟构造决定，曝气装置的作用除供应足够的氧气外，还要提供沟渠内不小于0.3m/s的水流速度，以维持循环及活性污泥的悬浮状态。