给排水工程师考试《基础知识》重点资料12

电化学水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学转化，即直接电解和间接电解。

1.直接电解

直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从废水中去除。直接电解可分为阳极过程和阴极过程。阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质，甚至发生有机物无机化，从而达到削减、去除污染物的目的。阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除，主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。

2.间接电解

间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂，使污染物转化成毒性更小的物质。间接电解分为可逆过程和不可逆过程。可逆过程(媒介电化学氧化)是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质，如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等氧化有机物的过程，还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体，包括溶剂化电子、?HO、?HO2、O2-等自由基。

湿式氧化法

湿式氧化法(Wet Air Oxidation，简称WAO)是在高温、高压下，利用氧化剂将废水中的有机物氧化成二氧化碳和水，从而达到去除污染物的目的。与常规方法相比，具有适用范围广，处理效率高，极少有二次污染，氧化速率快，可回收能量及有用物科等特点，因而受到了世界各国科研人员的广泛重视，是一项很有发展前途的水处理方法。

湿式氧化工艺最初由美国的F.J.Zimmermann于1958年研究提出，用于处理造纸黑液，其工作条件是控制反应温度为150～350℃，压力为5～20Mpa，处理后废水COD去除率可达90%以上。在20世纪70年代以前，湿式氧化工艺主要用于城市污泥的处理，造纸黑液中碱液回收，活性炭的再生等。进入70年代后，湿式氧化工艺得到迅速发展，应用范围从回收有用化学品和能量进一步扩展到有毒有害废弃物的处理，尤其是在处理含酚、磷、氰等有毒有害物质方面已有大量文献报道，研究内容也从初始的适用性和摸索最佳工艺条件深入到反应机理及动力学，而且装置数目和规模也有所增大。在国外，WAO技术已实现工业化，主要应用于活性炭再生、含氰废水、煤气化废水、造纸黑液以及城市污泥及垃圾渗出液处理。国内从80年代才开始进行WAO的研究，先后进行了造纸黑液、含硫废水、酚水及煤制气废水、农药废水和印染废水等实验研究。目前，WAO技术在国内尚处于试验阶段。

随着现代化工业的迅猛发展，各种废水的排放量逐年增加，且大都具有有机物浓度高、生物降解性差甚至有生物毒性等特点，国内外对此类高浓度降解有机废水的综合治理都予以高度重视并制定了更为严格的标准。目前，部分成分简单、生物降解性略好、浓度较低的废水都可通过组合传统的工艺得到处理，而浓度高、难以生长物降解的废水却很难得到彻底处理，且在经济上也存在很大困难，因此发展新型实用的环保技术是非常必要的。湿式氧化法即为针对这一问题而开发的一项有效的新型水处理技术。

湿式氧化法在实际推广应用方面仍存在着一定的局限性：①湿式氧化一般要求在高温高压的条件下进行，其中间产物往往为有机酸，故对设备材料的要求较高，须耐高温、高压，并耐腐蚀，因此设备费用大，系统的一次性投资高;②由于湿式氧化反应中需维持在高温高压的条件下进行，故仅适于小流量高浓度的废水处理，对于低浓度大水量的废水则很不经济;③即使在很高的温度下，对某些有机物如多氯联苯、小分子羧酸的去除效果也不理想，难以做到完全氧化;④湿式氧化过程中可能会产生毒性题解强的中间产物。

污泥是污水处理厂和污水处理的必然产物。未经恰当处理处置的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类的活动构成了严重的威胁。

在污水处理过程中，产生大量污泥，其数量约占处理水量的0.3%～0.5%左右(含水率约97%)。污水处理厂的全部建设费用中，用于处理污泥的约占20%～50%，甚至占70%。所以污泥处理是污水处理系统的重要组成部分，必须予以充分重视。污泥含有大量的有害有毒物质，如寄生虫卵、重金属等;有用物质如植物营养素、有机物及水分。污泥处理的目的是使污泥减量、稳定、无害化、及综合利用。通常使用的单元工艺过程有：浓缩、稳定、污泥调节、脱水。

污泥经浓缩、消化后尚有约95%～97%的含水量，体积仍很大。为了综合利用和最终处置，需对污泥作脱水处理。脱水的作用是去除存在于污泥颗粒间以及颗粒内的水，从而使液态的污泥的物理性能改变成半固态、理想的脱水应当是最大限度地把水去除，同时污泥的固体颗粒则应当全部保留在脱水后的泥饼上，并要求这种操作所花投资最低。

我国城市污水处理厂污泥处理起步较晚，全国现有污水处理设施中有污泥稳定处理设施的还不到1/4，处理工艺和配套设备较为完善的还不到1/10。污泥处理部分只是简单的进行浓缩脱水外运，其中存在许多问题。