污水处理多维体系研究

摘要：在经济发展中，相关企业在为城市不断提供便捷的同时也产生了很多污染环境的废水，工业废水难以降解和处理是企业和相关部门面临的重要问题。电催化氧化技术因其对有机物可以进行很好的处理，受到大家的广泛关注。本文通过对某市污水处理厂工艺改造的背景和应用到的电催化氧化技术进行分析，简要阐述了通过建立电催化氧化体系来进行工艺的改进，以达到的出水标准，希望对相关人士有所帮助。

关键词：电催化氧化；污水处理；多维体系

重工业是我国经济发展的来源之一，但由此带来的高污染、高排放也是相关部门对重工业建设的痛点，尤其是废水的排放具有数量庞大、成分复杂、难以降解的特点，为污水处理部门带来很大的工作难度。应用电催化氧化技术，对相关工业企业排放的废水进行良好、快速的降解和处理，可以提高出水的质量，对环境保护和可持续发展作出贡献。

1某市污水处理厂改造的背景和意义

某市污水处理厂作为市工业园区的主要污水处理设施，肩负着工业园区污水处理的重任，而该区拥有一家制药厂和一家造纸厂，这两家工厂因生产工艺的特殊会排放出大量难以降解的污水，当前污水处理厂中使用的生物降解办法很难对这两家工厂排出的废水进行彻底降解处理，而这些废水的浓度比较高、成分也很复杂，如果不能及时处理会对周边人民的生活造成不良影响，同时也因为这些污水成分的复杂，简单处理后就排出会影响周围水体的质量，对水生植物也造成很大的损害。相关部门通过对该家污水处理厂的情况进行分析，现有的生物降解技术已经不能满足日常污水处理的需求，同时考虑到污水处理的成本和实用性。电催化氧化法因其操作简单、处理速度快、实施成本较低的优点被采纳到改造中，试图通过引进该降解办法的引入提高对制药厂、造纸厂的污水的处理质量，同时也保证了污水处理厂的运营成本在可承受的范围内。对污水处理厂进行合理、有效的改造，不但可以加强对该工业园区污水的处理效果，同时通过技术和设备的更迭也可以提高对污水处理的效率，这样可以排放可以达到国家排水工艺标准。出水可以得到良好的运用，对城市绿化的园林景观、市政设施用水等提供良好的帮助，这也符合可持续发展战略对相关行业的要求。

2电催化氧化技术

2.1电催化氧化技术的原理。顾名思义，电催化氧化技术是将催化氧化技术与相关电化学进行结合，原本可以通过相应的化学反应来实现降解、交换等目的，后来再通过外加电场等方式，通过电极的作用实现电解质不断的交换、反应，实现了催化化学反应的目的。电催化氧化技术在实际应用中会根据不同的化学式、不同的电子转移方式分为以下两种氧化法：2.1.1 直接氧化法。直接氧化法是相对比较简单、容易处理的方法，也就是说电子通过传递可以直接在电极上进行氧化反应。通过在污水处理系统中设置电极，污染物会受到电场作用被吸附到阳极附近，这时可以根据污染物的浓度来确定处理方法，当污染物没有完全、充分的氧化时通过电化学反应给予相应的催化，促使其快速反应转化为其他物质，也可以通过电极附近电子的辅助控制燃烧相应有机物，直接将难以降解的有机物氧化为水和二氧化碳。2.1.2 间接氧化法。则属于一种中间转换的方式来协助污水处理，在污水处理的电催化过程中，会产生羟基、氢离子等氧化剂，这些离子可以与有机物进行充分的反映，将难以降解的有机物变为相对比较好处理的有机污染物。在大量的氧化反应中，产生物与有机物进行反应，可以良好氧化分解，通过产生二氧化碳、水和其他小分子物质的形式完成污染物的降解工作。2.2电催化氧化技术的特点。与其他污水处理办法相比，电催化氧化技术具有以下几个优点：（1）控制反应范围，电催化技术的电子转移只在污水中进行，避免了因为收集污水统一处理再排放造成的二次污染。（2）反应条件较少，相对于其他应用化学方式进行污水处理的技术来说，电催化氧化技术的反应原理更为简单，通过降解污水实现对有机物的分解，产生水和二氧化碳。（3）设备安装简易，由于电催化氧化技术所需要的技术易于实现，所以相对于其他技术来说这样的设备更加易于安装和维护。（4）设备占地较小，作为污水清洁工艺的一种，该技术实现的设备占地较少，可以灵活运用到各种类型的污水处理厂、工厂污水排放出口等各类场景，对于环境较小、污水处理压力较低的情况下可以实现就地的异步处理，同时还可以与其他污水处理工艺同时使用，提高污水处理的质量。（5）反应全程可控，电催化氧化工艺的整个化学反应过程是可控的，随着电催化的增大和减小，整个反应的速度都会得到控制，整个体系较为职能可控，并可以根据出口水质的分析对反应条件进行相应的改变，通过改变电压的形式影响电催化反应的速度。2.3三维电催化氧化反应技术。在简易的二维电解装置中，由于装置过于简单难免会造成污染物传输距离过短，不能进行良好的降解，所以相关人士着手利用第三个电极的引入，来推动电催化氧化的发展。与普通两级电解装置相比，该技术电极表面积更大，粒子电极之间距离也相对较小，对有机物降解的效率更高。

3某市污水处理厂改造中对电催化氧化技术的应用

3.1设备组成。整个电催化氧化装置由缓存缓冲罐、粉碎泵、电催化氧化处理器和电气控制系统组成。其中电催化氧化处理器是整个系统的核心，可以通过电催化单元和电磁单元进行电解水，产生的羟基可以快速对有机物进行分解反应。而电气控制系统中包含着参数采集系统和报警系统，这样可以方便相关人员及时获知设备运行的各项参数，同时也能对污水处理的各流程进行跟踪，当污水处理异常或者设备故障时可以及时报警，在最短时间内进行故障的定位和排查。3.2技术应用。在本次工艺的改造中，通过对污水样本进行采样和分析，结合不同电解质浓度和电流密度在不同样本中对处理效果进行的影响，最终采用间接氧化的工艺进行改造。在对样本进行分析中发现电极中电流密度对污水处理的速度影响很大，随着电流的增大，污水中有机物分解的速度逐步加快。但是考虑到整个处理设备的运行成本，要控制电流密度在120mA/m2以内，同时在测试中发现当电流密度持续过高时，会对电极进行腐蚀影响使用寿命，所以在电气控制系统中对电流密度进行了控制。3.3改造后效果。该污水处理厂在最终的参数制定中，确定电流密度为120mA/m2，水力停留时间为20min，电解质采用氯化钠，污水与含有氯化钠的水总量相等。整个污水系统集成在一起，易于安装和移动，同时维护也比较方便。通过对污水处理厂的排出水进行监测，BOD、COD等污染指标均符合国家一级排放标准，污染物去除率及有机物降解率达到80%。

4结束语

本文通过对某污水处理厂的电催化氧化工艺改造进行分析，通过改造后效果可以看到利用该工艺可以对难以降解的有机物进行有效的处理，同时保证了污水处理厂运营成本在可接受的范围内，这样有效处理了该工业园区造纸厂、制药厂排出的工业废水，对当地生态环境的保护作出积极贡献，由此可见，电催化氧化工艺的处理速度快、降解效果好，完全可以满足目前城市污水的处理工作。相关部门和从业人员也应不断完善自身知识，灵活运用新技术、新工艺，对设备的运行参数做到熟悉和理解，这样可以更好地将该技术运用到污水处理工作中，为城市建设作出自己的贡献。

参考文献

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作者:张杰 杨冰川 刘港 单位:1.东营市不动产登记中心 2.聊城大学化学化工学院