印染行業(yè)是工業(yè)廢水排放大戶，據(jù)不完全統(tǒng)計，我國印染廢水排放量為3×106～4×106m3/d。一般印染廢水中有機污染物含量高、色度深、污染物組分差異大等特點，屬難處理工業(yè)廢水。近年來，隨著化學纖維織物的發(fā)展和染整技術進步，PVA漿料、新型助劑等難生化降解有機物大量進入印染廢水中，COD濃度上升到2000～3000mg/L。目前，印染廢水的處理主要有物理法、化學法和生物法，或多種方法聯(lián)合處理才能達到排放要求。生物處理法對COD去除率為50%左右，化學沉淀法和氣浮法對印染廢水COD去除率也僅為30%。因此，開發(fā)經(jīng)濟有效的印染廢水 處理技術日益成為當今環(huán)保行業(yè)關注和研究的課題。

1電化學氧化技術

電化學氧化分為直接電化學氧化法和間接電化學氧化法兩種。直接電化學氧化是通過陽極直接氧化，使有機污染物和部分無機污染物轉化為無害物質(zhì)。間接陽極氧化則是通過陽極(一般是惰性陽極)反應產(chǎn)生具有強氧化作用的中間物質(zhì)，如超氧自由基(•O2)，H2O2，羥基自由基(•OH)等活性自由基。自由基的強氧化性直接氧化水體中的有機物污染物，最終達到氧化降解污染物的目的。由于該技術能有效地破壞生物難降解有機物的穩(wěn)定結構，使污染物徹底降解，無二次污染或少污染，易于控制等優(yōu)點。近年來，電化學氧化技術在環(huán)境污染治理方面越來越受到人們的重視，成為研究領域的一個熱點。

2電化學氧化技術在印染廢水中的應用

印染廢水處理技術2.1電化學氧化處理還原染料廢水

采用電化學氧化技術使廢水中的有機物質(zhì)在陰陽兩極上發(fā)生電極氧化還原反應降解有機污染物，從而降低廢水的色度和COD。應用電化學氧化法對酸性紅B、分散紅E-4B和還原深藍BO三種不同類型還原染料廢水進行處理。在圖1所示的電解裝置中進行，往電解槽中加入適量的染料溶液或實際廢水，維持電壓8～20V，電流密度為50A/m2時進行電化學氧化。測定廢水的色度、TOC和CODCr。有關結果見表1所示。同時采用電化學氧化法和混凝法的組合工藝，對酞菁染料生產(chǎn)廢水進行處理，結果表明，對CODCr和色度去除率分別為78.6%和99.5%。同時實際廢水經(jīng)電化學氧化處理后，BOD5/COD的值從0提高到0.05，廢水的可生化性都有所提高。

印染廢水處理技術2.2電化學氧化處理偶氮染料溶液

目前印染工業(yè)半數(shù)以上企業(yè)使用偶氮染料，選擇合適的偶氮染料污水處理方法尤為重要。采用電化學氧化處理偶氮染料——甲基橙廢水，陽極和陰極分別為Ti/RuO2，泡沫鎳的無隔膜電解槽內(nèi)組成電解體系，裝置見圖3所示。對合成染料甲基橙進行電化學氧化。對于含20mg/L甲基橙溶液，電解質(zhì)Na2SO4的濃度為0.1mol/L、溶液pH=7、外加電壓8V、電解60min，甲基橙溶液的脫色率達到88%，COD去除率為82.9%。氧化過程中加入電解質(zhì)Na2SO4使溶液中離子數(shù)濃度增加，提高溶液的電導率，增加電解電流。在甲基橙的氧化電解過程中COD值有一定的降低，說明甲基橙的共軛發(fā)色體系被破壞，有部分分子徹底礦化，還有一部分以小分子有機物的形式仍存在于溶液中。

印染廢水處理技術2.3電化學氧化高含鹽工業(yè)染料廢水

高含鹽工業(yè)廢水如藥劑、染料中間體、染料等生產(chǎn)廢水，因其高鹽度抑制微生物生長，難于用生物法處理。采用電化學氧化法處理某化工廠染料廢水，廢水CODCr為16000mg/L，BOD5為1200mg/L，色度為2000倍，pH=6.5。由于該生產(chǎn)廢水含鹽量高、色度深、CODCr高，對微生物有毒害作用，是較難處理的工業(yè)廢水�？刂迫芤簆H為3～4、電解電壓為6V時，反應時間60min內(nèi)，CODCr去除率可達43%，色度去除率達68%。在上述條件下，通過投加H2O2，可由電極的氧化溶解提供Fe2+形成Fenton試劑產(chǎn)生羥基自由基(HO•)使得該電化學反應的氧化能力得到了大幅度的增加，色度去除率達90%，CODCr去除率達80%。經(jīng)160℃電化學氧化降解后，染料中間體生產(chǎn)廢水的可生化性顯著提高，BOD5/COD值由原水的0.008達到了0.28，如果輔以生活污水，可基本滿足生化處理的要求，為后續(xù)生化處理工藝創(chuàng)造了條件。該法能有效降解廢水中有機物質(zhì)，是一種適合于含鹽廢水處理的新方法。

印染廢水處理技術2.4三維電極電化學氧化處理印染廢水

三維電極法是電化學氧化處理法的一種，三維電極又稱三元電極，它是一種新型的電化學反應器，它是在傳統(tǒng)二維電解槽電極間填充粒狀或其他碎屑狀電極工作材料，成為新的一極(第三極)，使裝填工作材料表面帶電在材料表面發(fā)生電化學反應。三維電極與傳統(tǒng)的二維電極相比，能夠增加電解槽的面體比，提高電流效率和處理效果。

針對印染廢水色度高、COD濃度高、有毒物多、生化性差、成分復雜等特點，進行了三維電極法處理印染廢水。三維電極處理印染廢水實驗裝置見圖5，電解槽為有機玻璃制成，陰極、陽極是同質(zhì)的不銹鋼電極，填充粒子為經(jīng)特殊處理后的活性炭作為第三極，對某印染廠廢水進行處理，廢水的COD、色度分別為697.58mg/L，1400倍。在電解電流I=0.6A，電極間距d=50mm，粒徑D=5mm，填充800g粒子電極，處理時間為10min后，COD去除率達89.03%，色度去除率達99.43%，印染廢水經(jīng)處理后能達到國家污水綜合排放標準級要求[14]。為印染廢水的處理提供了一種新的有效方法。

3電化學氧化機理

一般地，用電化學氧化法降解廢水中的有機物，可分為在陽極表面及附近的直接氧化和遠離電極表面的間接氧化兩種，處理過程和效果受陽極材料的影響很大。首先溶液中的H2O或OH-在陽極上放電并形成吸附的羥基自由基MOx(•OH)，吸附態(tài)的羥基自由基與有機物發(fā)生電化學反應，主要有脫氫、親電加成等，可使有機物逐步降解直至完全礦化。反應過程如下。

MOx+H2O→MOx(•OH)+H++e-
R+MOx(•OH)n→CO2+nH++ne-+MOx

如果吸附態(tài)羥基自由基能與氧化物陽極發(fā)生氧化反應，氧從羥基自由基上迅速轉移到氧化物陽極上，形成高價的氧化物MOx+1。則MOx+1與有機物發(fā)生選擇性的氧化反應。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關技術文檔。

MOx(•OH)n→MOx+1+H++e-
R+MOx+1→CO2+nH++ne-+MOx
使用不同的電極材料，可以產(chǎn)生2種不同的電氧化過程。例如在SnO2上發(fā)生的是電化學氧化，而在Pt，Ti/RuO2上則發(fā)生電化學轉化過程。

4電化學氧化技術存在問題和研究進展

電化學氧化技術是近年發(fā)展起來的一種有效的有機物廢水處理方法，該技術作為一種“清潔技術”，盡管在國內(nèi)外都有了很大的發(fā)展，而且其中不少已達到工業(yè)化水平，但還在不斷發(fā)展中。

電化學氧化降解過程比較復雜，對其中產(chǎn)生的羥基自由基(HO•)缺少必要的跟蹤監(jiān)測手段，大多數(shù)反應機理缺乏活性物種的鑒定。對電化學氧化處理有機污染物效果的認識大部分是通過宏觀上的值及污染物濃度的變化獲得的，從微觀上對電化學氧化降解的機理研究、報道多是通過假設推測的，缺乏可靠的實驗結果支持。目前大量的工作在對電極和反應器的改進，但對高效的電極催化劑的研制和開發(fā)還缺乏理論的指導，也很少見到電極結構及反應器的合理設計和操作條件的優(yōu)化研究。電化學氧化技術走向實用化的關鍵是研究出具有高性能的電極材料，提高電極材料的性能，提高電流效率、弱電極極化以降低能耗；其次是反應器結構的改善以及多種技術的聯(lián)合使用。另外建立符合電化學氧化處理有機物過程的數(shù)學模型，可獲得電化學氧化的詳細處理過程，對處理有機物廢水的實際應用有理論指導意義。

目前電化學氧化處理對象為模擬廢水、單一污染物質(zhì)的廢水或者染料廢水，對于其它成分復雜的實際工業(yè)廢水因其值、含鹽量等變化較大而缺乏研究。筆者認為，首先加強新型電化學氧化機理的創(chuàng)新，使電化學氧化處理方法發(fā)生質(zhì)的飛躍，如三維向多維發(fā)展。突破傳統(tǒng)電化學氧化模式，加強與物理、化學、生物等領域之間的結合，如把電化學與聲、光、磁技術相結合，拓寬應用領域，使之更加廣泛應用于工業(yè)廢水處理；其次電極的結構材料、新型電極、新型電化學反應器等方面有待進一步研究提高。