曲久輝院士：下一代工業(yè)廢水處理廠一定是無(wú)害化與資源化的低耗工廠

時(shí)間：2018-11-02 14:53

來(lái)源：水工業(yè)市場(chǎng)雜志

4.微場(chǎng)耦合的濃縮式反應(yīng)器與工藝構(gòu)建

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

重金屬?gòu)U液應(yīng)用案例

COD廢液目前已經(jīng)成為影響全國(guó)環(huán)境的一個(gè)重大問(wèn)題，僅僅河北省就有290多家專門進(jìn)行COD處理的公司，COD的國(guó)控監(jiān)測(cè)點(diǎn)也有一千個(gè)以上。所以我們利用這項(xiàng)技術(shù)在COD廢液中進(jìn)行了測(cè)試。一個(gè)COD的檢測(cè)點(diǎn)大概有將近一噸檢測(cè)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(jià)物質(zhì)。

在實(shí)際工程中我們首先確定了一個(gè)資源化的思路。COD廢液中的六價(jià)鎘還原成三價(jià)的時(shí)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(shí)候，才能進(jìn)行分離，因此首先要實(shí)現(xiàn)汞和鎘的分離，然后進(jìn)行銀回收，最后進(jìn)行鎘的去除。

基于以上思路開(kāi)發(fā)的技術(shù)工藝，首先將廢液進(jìn)行陶瓷膜分離，然后對(duì)氯化銀進(jìn)行加氯，把銀回收，之后把鎘還原，在鎘的反應(yīng)釜里面進(jìn)行鎘的回收和離子交換，最后再把這些重金屬進(jìn)行深度去除。這項(xiàng)工藝最終解決了重金屬?gòu)U液的問(wèn)題，最終效果也很好。我們已經(jīng)根據(jù)此項(xiàng)工藝開(kāi)發(fā)出一個(gè)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(jìn)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(shí)現(xiàn)資源和能源化，需要注意3個(gè)問(wèn)題。首先，一般具有較強(qiáng)氧化性的物質(zhì)，是蘊(yùn)含著潛在的能量的目標(biāo)物質(zhì)，通過(guò)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(guò)程中，控制電子的定向轉(zhuǎn)移過(guò)程是實(shí)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(shí)現(xiàn)并調(diào)控電子的定向轉(zhuǎn)移，將目標(biāo)物質(zhì)氧化性轉(zhuǎn)化為電能并加以收集。

最后我認(rèn)為，下一代工業(yè)廢水處理廠一定是無(wú)害化與資源化的低耗工廠，是清潔生產(chǎn)、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、全生命周期調(diào)控等多重目標(biāo)耦合的工廠。因此，可再生能源的經(jīng)濟(jì)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(lái)將要面臨和亟待解決的重要問(wèn)題。

編輯：趙凡

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