曲久輝院士：下一代工業(yè)廢水處理廠一定是無害化與資源化的低耗工廠

時間：2018-11-02 14:53

來源：水工業(yè)市場雜志

4.微場耦合的濃縮式反應(yīng)器與工藝構(gòu)建

第四個問題是當材料和微觀機制都有了之后，如何構(gòu)建一個可以和功率結(jié)合在一起的高度壓縮的反應(yīng)器。對于此，穿透式電極是我們思考出的一個解決方案，穿透式電極不是一個電極的概念，而是在一個微納尺度上構(gòu)造一個一個的原電池，每個原電池的厚度在幾微米左右。然后將這些穿透式電極進行疊裝，就形成了一個高度濃縮和高效反應(yīng)的集成反應(yīng)器。

重金屬廢液應(yīng)用案例

COD廢液目前已經(jīng)成為影響全國環(huán)境的一個重大問題，僅僅河北省就有290多家專門進行COD處理的公司，COD的國控監(jiān)測點也有一千個以上。所以我們利用這項技術(shù)在COD廢液中進行了測試。一個COD的檢測點大概有將近一噸檢測廢液，廢液中含有的汞、銀、鎘都是有毒物質(zhì)，但其中的銀是可以回收的有價物質(zhì)。

在實際工程中我們首先確定了一個資源化的思路。COD廢液中的六價鎘還原成三價的時候，它才能被沉淀去除，而銀則是變成氧化物或者沉淀物的時候，才能進行分離，因此首先要實現(xiàn)汞和鎘的分離，然后進行銀回收，最后進行鎘的去除。

基于以上思路開發(fā)的技術(shù)工藝，首先將廢液進行陶瓷膜分離，然后對氯化銀進行加氯，把銀回收，之后把鎘還原，在鎘的反應(yīng)釜里面進行鎘的回收和離子交換，最后再把這些重金屬進行深度去除。這項工藝最終解決了重金屬廢液的問題，最終效果也很好。我們已經(jīng)根據(jù)此項工藝開發(fā)出一個單元設(shè)備，目前已經(jīng)在調(diào)試階段。

傳統(tǒng)與新思路的差異和進步

廢水處理的傳統(tǒng)思路是把液體危廢轉(zhuǎn)化為固體危廢，而新思路則是將其中可以資源化和能源化的物質(zhì)通通加以利用。而要將廢水實現(xiàn)資源和能源化，需要注意3個問題。首先，一般具有較強氧化性的物質(zhì)，是蘊含著潛在的能量的目標物質(zhì)，通過理論上構(gòu)建合適的電化學(xué)體系，可將其潛在的能量收集。二是在氧化還原過程中，控制電子的定向轉(zhuǎn)移過程是實現(xiàn)能量回收的關(guān)鍵步驟。三是需要合理構(gòu)建電化學(xué)體系，實現(xiàn)并調(diào)控電子的定向轉(zhuǎn)移，將目標物質(zhì)氧化性轉(zhuǎn)化為電能并加以收集。

最后我認為，下一代工業(yè)廢水處理廠一定是無害化與資源化的低耗工廠，是清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟、全生命周期調(diào)控等多重目標耦合的工廠。因此，可再生能源的經(jīng)濟利用、有用物質(zhì)的高值循環(huán)以及廢物零排放將是行業(yè)未來將要面臨和亟待解決的重要問題。

編輯：趙凡

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