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摘要：微电解技术可有效去除水中的钙、镁离子从而降低废水的硬度，且电解产生可灭菌消毒的活性氢氧自由基和活性氯，且电极表面的吸附作用也能杀死细菌。特别适用于高盐、高COD、难降解废水的预处理。此次采用微电解技术对工业废水处理方法进行优化，研究主要以潍坊某厂区工业废水作为实验水样，探究微电解技术对工业污水的处理效果。结果如下：不同PH与不同停留时间下，微电解技术与传统方法同时进行10组实验，证明设计方法的废水处理效果更好，具有实用性。
关键词：微电解技术;工业废水;污染指标
中图分类号：X701文献标识码：A
微电解是指 运用低压直流电对水进行电解处理，消除废水中的钙、镁离子，适用于高盐、高COD、难降解废水处理。微电解过程中利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细小的原电池。这些细小的电池是以电位低的铁作为阴极，电位高的碳作为阳极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应。利用微电解技术处理工业废水时形成电池效应，通过电镀废水达到去除废水中污染的目的[1]。此项技术于20世纪就开始广泛应用，近些年来，更是在各个国家得到认可，该技术的优势是节约成本，节省资源，实现废物再次利用。微电解化学反应中，可以将高分子量有机物分解为相对较小的分子有机物，为废水的生物降解奠定基础[2]。
工业废水是指在工业企业生产过程中产生的大量废水，而工业废水中的污染物较多，处理的难度系数极高[2]。工业废水划分为：有机废水、无机废水，其中有机废水的种类主要有石油、食品加工废水，无机废水则主要为选矿废水。目前，主要的工业废水污染主要原因是企业生产过程中使用的原料导致，其颜色多样，澄清难度高，气味难闻，具有刺激性，且含有有毒物质，难以处理。虽然近几年对工业废水治理非常重视，但是工业废水的危害还是不容忽视[3]。
工业废水的特点是成分复杂且含有较多化学物质，属于一种典型的难降解物质，可生化性差 。因此，在工业废水的处理中，处理不善将会导致环境的大幅度污染，严重影响人们的身体健康[4]。
1研究方法
1.1微电解技术应用
1.1.1计算有机物污染指数
在工业废水处理中影响因素有很多种，如废水中若还有铁，会产生大量铁泥，给废水处理带来很大难度，容易造成电解装置不能稳定运行，影响废水处理效果[5]。将电极浸入酸性废水中时，形成了原电池，可以有效增强废水处理效果。去除有机污染物的指标公式为：
式中：表示阴极电压;表示有机物的酸性溶液;表示有机物发生的氧化反应速率[6]。为增强微电解能力，以铜为例，电解反应如式2所示：
为了降低杂质对废水处理效果的影响，常用铁屑与废水中污染物形成聚合物，或通过添加活性炭将废水中的污染物吸附在表面，达到调节废水的污染指标如式3所示：
式中：表示颗粒物指数。因为采用微电解技术生成的氢氧化铁，可将废水中污染物形成悬浮固体实现过滤的目的，因此当产生气泡时，表明废水中的一些悬浮固体以达被除去，大大减少浓差极化，利于废水处理[7-8]。
1.1.2实验方法及仪器
量取500mL潍坊市某工厂的工业废水作为实验水样，已知该废水水样PH在5～7，COD为200～2000mg/L。将工业废水的PH调到3，准确称取2g的铁屑和焦炭置于工业废水中，并進行20分钟的搅拌，搅拌后进行过滤，并调整PH，经过又一次的过滤后，测定工业废水中的COD。本次实验所用药品全部为分析纯规格的氢氧化钠、硫酸锌、硝酸锌、硝酸、硫酸和盐酸;实验所用的仪器型号及名称，如表1所示。
1.1.3分析方法
首先，在废水中放入铁屑与焦炭，因为它们之间存在电势差，由于废水有导电能力，因此产生了电极反应，分解废水中的有机物。化学电解法的如下公式4所示：
式中：表示废水中残余的COD浓度;表示微电解水的PH;表示铁碳质量比，表示停留时间。化学电解中废水会形成电池效应，产生电场，当污染物暴露于电场中时，会发生电化学反应。此时，就需要对其进行氧化还原，金属中铁元素的活泼性较强，在废水中容易产生以下化学反应，如下公式5所示：
式中：是测试时独立观察的变量;是为测定的参数值;表示未观测到的处理误差;表示观察得到的变量。根据计算得出的废水化学反应，降解并去除废水中附有电荷的污染分子，来完成基于微电解技术的化学电解法。
2结果与讨论
在废水池中存在氧化剂时，随机会生成许多新生杂质，并且具有还原性杂质，容易与多种有机物发生化学反应，影响微电解处理效果。因为电镀水质PH较低，在实验准备中需先调节废水pH值，再将调节后的废水添加到聚丙烯酰胺PAM（Polyacrylamide）中，处理效果如下图1所示。
从图2中可以看出，在微电解过程中随着PH的增加，废水处理效果有明显的变化，即COD浓度随着废水PH值的增加而增加。由此可知，当PH较低时更有利于降低水中COD的浓度。
下面分析停留时间对处理效果的影响，将实验准备阶段调整好PH的工业废水中接入混合物，进行均匀搅拌。反应设置停留时间为15-90分钟不等，等反应停止时再次调节工业废水中的PH值，进行沉淀，完成后测定COD，效果如下图2所示。
由图2可以看出，随着停留时间的增加，COD浓度随着降低，其主要是由于微电解处理过程中有机物去除后，有机物含量快速下降，水质提高。实验提取潍坊某工厂废水为实验样本，分别在不同PH值以及不同停留时间下，利用文中方法与文献7方法进行10组实验，结果如下表3所示。
根据表3可知，在不同停留时间以及不同PH值下，文中方法的处理效率平均值为93.44%，传统方法的处理效率平均值为86.44%，得出文中方法处理效果平均优于传统方法7%。
3结论
为了解决工业废水处理效果不理想的问题，将微电解技术应用于工业废水处理中 ，首先从理论层面分析了微电解技术处理废水的可行性，并经过实验分析，证明了本文设计方法在实际应用中的实用性，希望通过本文研究为工业废水处理提供参考。本文研究虽然取得了一定成果，但仍存在不足之处，未对废水量对处理效果的影响进行对比，将在未来研究中进行补充研究。
参考文献
[1]汪丹，朱剑峰. 微电解技术在工业废水处理中的应用研究进展[J]. 中国资源综合利用，2021，39（05）：84-86.
[2]刘雨知，高嘉聪，隋振英，等. 微电解技术在工业废水处理中的应用进展[J]. 化工环保，2017，37（02）：136-140.
关键词：微电解技术;工业废水;污染指标
中图分类号：X701文献标识码：A
微电解是指 运用低压直流电对水进行电解处理，消除废水中的钙、镁离子，适用于高盐、高COD、难降解废水处理。微电解过程中利用铁-碳颗粒之间存在着电位差而形成了无数个细小的原电池。这些细小的电池是以电位低的铁作为阴极，电位高的碳作为阳极，在含有酸性电解质的水溶液中发生电化学反应。利用微电解技术处理工业废水时形成电池效应，通过电镀废水达到去除废水中污染的目的[1]。此项技术于20世纪就开始广泛应用，近些年来，更是在各个国家得到认可，该技术的优势是节约成本，节省资源，实现废物再次利用。微电解化学反应中，可以将高分子量有机物分解为相对较小的分子有机物，为废水的生物降解奠定基础[2]。
工业废水是指在工业企业生产过程中产生的大量废水，而工业废水中的污染物较多，处理的难度系数极高[2]。工业废水划分为：有机废水、无机废水，其中有机废水的种类主要有石油、食品加工废水，无机废水则主要为选矿废水。目前，主要的工业废水污染主要原因是企业生产过程中使用的原料导致，其颜色多样，澄清难度高，气味难闻，具有刺激性，且含有有毒物质，难以处理。虽然近几年对工业废水治理非常重视，但是工业废水的危害还是不容忽视[3]。
工业废水的特点是成分复杂且含有较多化学物质，属于一种典型的难降解物质，可生化性差 。因此，在工业废水的处理中，处理不善将会导致环境的大幅度污染，严重影响人们的身体健康[4]。
1研究方法
1.1微电解技术应用
1.1.1计算有机物污染指数
在工业废水处理中影响因素有很多种，如废水中若还有铁，会产生大量铁泥，给废水处理带来很大难度，容易造成电解装置不能稳定运行，影响废水处理效果[5]。将电极浸入酸性废水中时，形成了原电池，可以有效增强废水处理效果。去除有机污染物的指标公式为：
式中：表示阴极电压;表示有机物的酸性溶液;表示有机物发生的氧化反应速率[6]。为增强微电解能力，以铜为例，电解反应如式2所示：
为了降低杂质对废水处理效果的影响，常用铁屑与废水中污染物形成聚合物，或通过添加活性炭将废水中的污染物吸附在表面，达到调节废水的污染指标如式3所示：
式中：表示颗粒物指数。因为采用微电解技术生成的氢氧化铁，可将废水中污染物形成悬浮固体实现过滤的目的，因此当产生气泡时，表明废水中的一些悬浮固体以达被除去，大大减少浓差极化，利于废水处理[7-8]。
1.1.2实验方法及仪器
量取500mL潍坊市某工厂的工业废水作为实验水样，已知该废水水样PH在5～7，COD为200～2000mg/L。将工业废水的PH调到3，准确称取2g的铁屑和焦炭置于工业废水中，并進行20分钟的搅拌，搅拌后进行过滤，并调整PH，经过又一次的过滤后，测定工业废水中的COD。本次实验所用药品全部为分析纯规格的氢氧化钠、硫酸锌、硝酸锌、硝酸、硫酸和盐酸;实验所用的仪器型号及名称，如表1所示。
1.1.3分析方法
首先，在废水中放入铁屑与焦炭，因为它们之间存在电势差，由于废水有导电能力，因此产生了电极反应，分解废水中的有机物。化学电解法的如下公式4所示：
式中：表示废水中残余的COD浓度;表示微电解水的PH;表示铁碳质量比，表示停留时间。化学电解中废水会形成电池效应，产生电场，当污染物暴露于电场中时，会发生电化学反应。此时，就需要对其进行氧化还原，金属中铁元素的活泼性较强，在废水中容易产生以下化学反应，如下公式5所示：
式中：是测试时独立观察的变量;是为测定的参数值;表示未观测到的处理误差;表示观察得到的变量。根据计算得出的废水化学反应，降解并去除废水中附有电荷的污染分子，来完成基于微电解技术的化学电解法。
2结果与讨论
在废水池中存在氧化剂时，随机会生成许多新生杂质，并且具有还原性杂质，容易与多种有机物发生化学反应，影响微电解处理效果。因为电镀水质PH较低，在实验准备中需先调节废水pH值，再将调节后的废水添加到聚丙烯酰胺PAM（Polyacrylamide）中，处理效果如下图1所示。
从图2中可以看出，在微电解过程中随着PH的增加，废水处理效果有明显的变化，即COD浓度随着废水PH值的增加而增加。由此可知，当PH较低时更有利于降低水中COD的浓度。
下面分析停留时间对处理效果的影响，将实验准备阶段调整好PH的工业废水中接入混合物，进行均匀搅拌。反应设置停留时间为15-90分钟不等，等反应停止时再次调节工业废水中的PH值，进行沉淀，完成后测定COD，效果如下图2所示。
由图2可以看出，随着停留时间的增加，COD浓度随着降低，其主要是由于微电解处理过程中有机物去除后，有机物含量快速下降，水质提高。实验提取潍坊某工厂废水为实验样本，分别在不同PH值以及不同停留时间下，利用文中方法与文献7方法进行10组实验，结果如下表3所示。
根据表3可知，在不同停留时间以及不同PH值下，文中方法的处理效率平均值为93.44%，传统方法的处理效率平均值为86.44%，得出文中方法处理效果平均优于传统方法7%。
3结论
为了解决工业废水处理效果不理想的问题，将微电解技术应用于工业废水处理中 ，首先从理论层面分析了微电解技术处理废水的可行性，并经过实验分析，证明了本文设计方法在实际应用中的实用性，希望通过本文研究为工业废水处理提供参考。本文研究虽然取得了一定成果，但仍存在不足之处，未对废水量对处理效果的影响进行对比，将在未来研究中进行补充研究。
参考文献
[1]汪丹，朱剑峰. 微电解技术在工业废水处理中的应用研究进展[J]. 中国资源综合利用，2021，39（05）：84-86.
[2]刘雨知，高嘉聪，隋振英，等. 微电解技术在工业废水处理中的应用进展[J]. 化工环保，2017，37（02）：136-140.