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摘 要：随着社会发展和工业进程的加快，水环境污染问题也日渐突出，在水污染问题之中，成分复杂的工业废水的污染危害最为严重，这些有机废水不仅难降解而且常具有毒性，对水体，鱼类农作物以及人体产生严重的危害，因此要采取可行的措施来使有机物降解，常用的技术主要有物化法与生化法。而这些方法针对有机废水的处理方面均存在一定的问题，因此本文以电催化氧化技术为基准来尝试处理有机废水。
关键词：电催化氧化技术；降解；物化法；氧化法
1 引言
有研究表明在有机废物中蕴含着巨大的能量，每kgCOD大约会产生1.4×107J的代谢热。Shizas和Bagley研究表明污水中蕴含的能量是处理它们所消耗能量的9.3倍。如果能够利用其中的10%的能量，就能够使得污水处理厂运行。由电化学反应学本征动力学可以知道，随着有机物阳极氧化，有机酸中间产物解离或者水氧化产生的氢离子在阴极还原吸出氢气，而氢气可以作为一种清洁能源并且具有较高的燃烧值，可以降低温室效应气体的排放，并且氢气还是非常重要的化工原料，用于合成成品油、甲醇与石油炼制过程中的加氢反应等。
2 工业废水处理进展
针对成分越来越复杂与排放量日渐增多的工业废水，国内外相继开发出了很多高效的工业废水处理技术，现阶段国内外工业废水处理的技术主要有：生物法、物化法、氧化法。
2.1 生物法
生物法处理有机污染物废水工艺一般有活性污泥法、生物膜法和厌氧生物处理法等。
2.1.1 活性污泥法
活性污泥法是一种废水生物处理技术，是以活性污泥为主体的废水生物处理的主要方法。这种技术将废水与活性污泥（微生物）混合搅拌并曝气，使废水中的有机污染物分解，生物固体随后从已处理废水中分离，并可根据需要将部分回流到曝气池中。
2.1.2 厌氧生物处理法
在难降解有机物的处理上，厌氧生物处理比好氧生物处理有更大的优越性。但厌氧处理后出水往往达不到排放标准，常在其后串连好氧生物处理。
2.2 物化法
物化法一般包括萃取、吸附等。
2.2.1 萃取
利用溶质在互不相溶的溶劑里溶解度的不同，用一种溶剂把溶质从另一溶剂所组成的溶液里提取出来离废水和溶剂，使废水得到了净化。
2.2.2 吸附法
主要采用交换吸附、物理吸附或化学吸附等方式，将污染物从废水吸附到吸附剂上，达到去除的目的。吸附效果受到吸附剂结构、性质和污染物的结构和性质以及操作工艺等因素的影响，常用的吸附剂有活性炭、树脂、活性炭纤维、硅藻土等。该法的优点是设备投资少、处理效果好、占地面积小。但是由于吸附剂的吸附容量是有限，吸附剂的再生需要很大的能耗，废弃后的吸附剂容易环境造成二次污染，这些因素限制了该方法的实际应用。
2.3 氧化法
氧化法一般分为化学氧化和高级氧化。
2.3.1 化学氧化
化学氧化技术常用于生物处理的前处理，一般是在催化剂的作用下，用化学氧化剂处理有机废水可提高废水可生化性，或直接氧化降解废水中有机物使之稳定化。常用的氧化剂有O3、H2O2等。现代工业的发展使含有高浓度难生化降解有机物的工业废水日益增多，对于这类废水的处理，常用氧化剂表现出氧化能力不强，存在选择性氧化等缺点，难以达到实际的要求。
2.3.2 高级氧化
①湿式氧化技术：湿式氧化技术又称之为湿式燃烧，基本原理是在高温高压的条件下通入空气，废水中的有机污染物就会被氧化，又可被分为湿式空气氧化与湿式空气催化氧化两类。
②超临界氧化技术：超临界氧化的原理是利用超临界水作为介质来氧化分解有机物，它以水为液相为主体，以空气中的氧为氧化剂，于高温高压下反应。
③光催化氧化：光催化氧化技术的原理是使用催化剂在光照的条件下产生电子和空穴，从而催生OH利用OH的强氧化性氧化降解有机物。利用OH的强氧化性，可在较短时间内获得有效的处理效果。
④电催化氧化技术：电催化氧化技术就是在电化学反应器内施加外加电场，通过有机物在电极表面失去电子发生氧化反应或者得到电子发生还原反应，有机物发生变化，或者在电场的作用下生成了OH、H2O2等强氧化剂，其中电催化氧化的基本原理是污染物在电极上发生直接电化学反应或利用电极表面产生的强氧化性活性物种使污染物发生氧化还原转变间接氧化有机污染物。后者为间接电化学转化。
参考文献：
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基金项目：江苏省研究生科研与实践创新计划项目，项目编号：SJCX17-0523 |
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发表于 2022-2-21 20:35:45